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《XPath入门教程》介绍
XPath入门教程----宁家川整理
关于本教程中使用了例子
概述
在本教程中，您将通过编写拍卖站点应用程序的表示层来学习 XPath。您将在 XSLT 样式表内部指定 XPath 表达式，该样式表用于展示包含拍卖物品的 XML 文档。本教程使用的所有文件都在 zip 文件中，包括：
•XPath/AuctionItemList.xsd――定义拍卖物品数据格式的 XML Schema 文档。
•XPath/AuctionItemList.xml――包含一系列拍卖物品的 XML 文件；它是用于例子的数据。
•XPath/AuctionItemSummary-Base.xsl――一个 XSLT 样式表，用于定义当 Web 浏览器加载 AuctionItemList.xml 时，它将显示什么；它包含数据的表示规则。
•XPath/AuctionItemSummary-Section5.xsl――位置路径 中的解决方案。
•XPath/AuctionItemSummary-Section6.xsl――表达式 中的解决方案。
•XPath/AuctionItemSummary-Section7.xsl――函数库 中的解决方案。
AuctionItemList.xsd
AuctionItemList.xsd 包含针对拍卖物品和拍卖物品列表数据的业务规则，使用 XML Schema 语言进行描述：
拍卖物品列表只有一个根元素，称为 list，是 auctionItemList 类型元素的列表。
auctionItemList 由类型为 auctionItem 的一个或多个 item 元素组成。
auctionItem 由 5 个元素（bidIncrement、类型为 price 的 currentPrice、endOfAuction、description 和 sellerId）和一个类型为 itemAttributes 的属性组组成。
price 是一个正十进制值，具有两位小数，必须把类型为 customCurrency 的 currency 属性与它关联。
customCurrency 必须是 USD、GBP 或 EUR 之一。
itemAttributes 组必须包含一个字符串属性 type，一个字符串属性 id，以及一个布尔属性 private，默认情况下，其值是 false。
type 属性必须是下面值之一：Unknown、Traditional、BidOnly、FixedPrice 或 IndividualOffer。
如果想学习有关 XML Schema 的更多知识，请参阅 ，获取更多的 developerWorks 文章和教程。
AuctionItemList.xml
AuctionItemList.xml 与 AuctionItemList.xsd 中定义的 XML Schema 一致，包含了一系列的类型 auctionItemList。这个列表包含了 7 项。列表根元素的 xsi:schemaLocation 属性指出，该 XML 文档与 AuctionItemList.xsd schema 一致。
处理了数据格式之后，表示怎么办呢？您如何指定使用哪个 XSLT 样式表，在 Web 浏览器中显示该 XML 文档？这是在 XML 文档的第二行定义的：
?xml-stylesheet type= text/xsl href= /developerWorks/cn/education/xml/x-xpath/tutorial/AuctionItemSummary-Base.xsl ?>
这里，我声明应该使用 AuctionItemSummary-Base.xsl 样式表。数据本身已经选择了，这样，就可以展示 XPath 的使用，用于显示数据属性。当没有 XML 样式表文档链接到 AuctionItemList.xml 时，Web 浏览器只显示 XML 内容，并且看起来像下面这样：
AuctionItemList.xml
AuctionItemSummary-Base.xsl
AuctionItemSummary-Base.xsl 是一个 XSLT 样式表，它定义了 XSLT 处理器使用的一些规则，用于显示 AuctionItemList XML 文档。它使用 XPath 表达式来查找 XML 文档中的信息，并把它显示在 HTML 表中。我将把更多的细节放在 XPath 概述 中，XSLT 中 XPath 的使用。这里，我简要描述了 AuctionItemSummary-Base.xsl 的内容。它定义了处理 XML 文档时会激活的模板。激活哪个模板取决于，该 template 元素的 match 属性中记录的 XPath 表达式。例如，下面代码段就是 XPath 表达式，它们取自 AuctionItemSummary-Base.xsl：
• /
• list
• item
模板激活时显示的信息，是由它的 value-of 元素的 select 属性定义。这些属性的值也是 XPath 表达式。例如：
• description
• currentPrice
• @type
• @private
在每节（位置路径、表达式 和 函数库），您将修改 AuctionItemSummary-Base.xsl，以便用不同的方式显示信息。
至此，您应该在文本/XML 编辑器中看到文件。现在可以在使用的 Web 浏览器中打开 AuctionItemList.xml，查看 XSLT 处理器基于样式表生成的输出。您应该看到类似于下面的一些内容：
基本拍卖物品表
XPath概述
XML 路径语言（XPath）是一组语法和语义，用于引用 XML 文档的一些部分。XPath 的目的是让其他规范使用，比如 XSL Transformations (XSLT) 和 XML Pointer Language (XPointer)。要帮助您理解 XPath 是什么，我将通过展示一些与 AuctionItemList.xml 有关的例子开始。
XPath 表达式确定了 XML 文档中的一组节点。这组节点可以包含零或多个节点。例如，如果应用到 AuctionItemList.xml，XPath 表达式 /list 就确定了一个单独的节点――list 根元素。
The XPath 表达式 /list/item 确定了所有 item 元素。
XPath 使用正斜杠（/）符号，这与 Unix shell 相似。这就是 XPath 可以用在 Uniformed Resource Identifiers (URI) （比如URL）中的原因。这实际上是 XPath 名称的来源：像在 URL 中一样使用路径符号。
合法的 XPath 表达式可以包含谓词（predicate）。谓词包含布尔表达式，它们针对上下文节点集中的每个节点进行了测试。如果为真，将把节点保存在确定的节点集中；否则，就丢弃节点。在减少结果集中，谓词是有用的。例如，下面 XPath 表达式只确定第二项：
/list/item[currentPrice>1000.0]
XPath 表达式可以引用属性及 XML 文档中的元素。当引用属性时，使用 @ 字符。例如，下面的 XPath 表达式确定了 currentPrice 元素，其 currency 属性包含值 EUR：
/list/item/currentPrice[@currency= EUR ]
XPath 也提供函数，这可能是非常有用的。我将在 函数库 中，详细展示这些函数，但这里是一个体验。下面的 XPath 表达式确定了 item 的 description 元素，其 type 属性是“IndividualOffer”（并具有值 2MP digital camera）：
/list/item[starts-with(@type, Ind )]/description
在使用的 XML 编译器中测试上面的 XPath 表达式：打开 AuctionItemList.xml，然后在 XPath 计算程序中输入表达式，看选定了哪些节点。
OK，现在已经向您介绍了 XPath！至今，您已经学习了 XPath 是一种语言，用于确定 XML 文档的部分。您已经看到 XPath 表达式看起来像什么，以及它如何引用 XML 文档内部的元素和属性。我也已经向您展示了，XPath 如何提供函数用于操纵数据。但这只是一个快速的概述；在其余的节中，我将更加详细讨论所有这些点――以及 XPath 的更多方面。例如，我将分析 XPath 名称空间和特殊字符（比如 // 和 *），并向您展示，并非所有 XPath 表达式具有上面例子中展示的形式（称为简化位置路径）。
XPath术语
什么是 XPath 节点？
XPath 把 XML 文档看作是一个节点树。节点可以有不同的类型，比如元素节点或者属性节点。一些类型的节点名称由 XML 名称空间 URI（允许空）和本地部分组成。比如，下图中 XPath 把 AuctionItemList.xml 表示成一棵节点树：
AuctionItemList.xml 的 XPath 视图
一种特殊的节点类型是根节点。一个 XML 文档只能有一个根节点，它是树的根，包含整个 XML 文档。注意，根节点包含根元素以及在根元素之前或之后出现的任何处理节点、声明节点或者注释节点。该例中，根节点的孩子有：
?xml version= 1.0 encoding= UTF-8 ?>
?xml-stylesheet type= text/xsl href= /developerWorks/cn/education/xml/x-xpath/tutorial/AuctionItemSummary-Base.xsl ?>
and
list ...>
item ...>
...
/item>
item ...>
...
/item>
...
/list>
XML 声明（如 ?xml version= 1.0 encoding= UTF-8 ?>）或文档类型定义（DTD）没有节点类型，因此在 XPath 中不能引用这类实体。
元素节点代表 XML 文档中的每个元素。属性节点附属于元素节点，表示 XML 文档中的属性。但是，以 xmlns: 开始的属性在 XPath 中使用名称空间节点表示。其他类型的节点包括文本节点、处理指令节点和注释节点。
离开了上下文？
XPath 相对于上下文计算表达式。上下文通常用 XPath 之外的其他技术如 XSLT 和 XPointer 指定。XPath 上下文包括上下文节点以及上下文的大小、位置和其他相关数据。从上下文的观点来看，其中最重要的是上下文节点。如果上下文节点是根节点，那么 list/item 指的就是 AuctionItemList.xml 中的 7 个 item 元素。如果上下文节点是另一个节点，比方说第一个 item 元素，那么 list/item 在该 XML 文档中什么也不指。
在 XSLT 中，select 属性的值是 XPath 表达式。比如在 AuctionItemSummary-Base.xsl 中，xsl:apply-templates 和 xsl:value-of 元素的 select 属性值（XPath 表达式）包括 list、item 或 itemId。在 XSLT 中，上下文节点是当前正在计算的节点。对于一个 XML 文档，XSLT 模板可能被激活多次并生成不同的结果。在 AuctionItemList.xml 中，第一个和第二个模板（match= / 和 match = list ）被激活一次，而第三个模板（match= item ）被激活七次（每个 item 元素激活一次）。第一次激活“item”模板时，上下文节点是 XML 文档中的第一个 item 元素（ Miles Smiles album, CD ），比方说， xsl:value-of select= @id /> 的值就是 itemId0001。这个 XSLT 第二次被激活时，上下文节点就是第二个 item 元素（ Coltrane Blue Train CD）， xsl:value-of select= @id /> 的值是 itemId0002。注意，如果在 select 属性中使用 /list/item/@id 代替 @id，xsl-value-of 元素的值就会是空值。
位置路径
位置路径定义
位置路径是 XPath 中最有用也是应用最广泛的特性。位置路径是 XPath 表达式的特化（参见 表达式）。位置路径标识了和上下文有关的一组 XPath 节点。XPath 定义了两种语法：简化语法和非简化语法。
本教程中只讨论简化语法，因为这种语法应用最广，而且非简化语法也更复杂。如果希望了解非简化语法，请参阅 XPath 1.0 规范（参见 参考资料）。
位置路径有相对和绝对两种类型。
相对位置路径由使用 / 分隔的定位步序列组成。比如：
list/item[currentPrice 20.0]
这个位置路径由两个定位步组成：首先 list 选择和上下文节点有关的一组节点，然后 item[currentPrice 20.0] 在第一步所标识的子集中再选择一组节点；如果还有更多的节点也依此类推。
绝对位置路径由 / 和后面可选的相对位置路径组成，其中 / 表示根节点。绝对位置路径基本上就是在根节点上下文中计算的相对位置路径，比如：
/list/item[currentPrice 20.0]
对于绝对位置路径（以 / 开始的位置路径），上下文节点是没有意义的，因为路径总是从根节点开始计算。
实用语法
简化语法有一些非常实用的特点（多数可以在 XPath 概述 中看到）。现在列出最常用的一些特点，并给出相对于 AuctionItemList.xml 根节点的例子，即以 AuctionItemList.xml 的根节点作为上下文。
@ 用于引用属性。比如，位置路径 @currency 标识了 currency 属性。list/item[@private] 标识带有 private 属性的 item 元素，意即 AuctionItemList.xml 中的所有 item 元素。
* 用于引用上下文结点的所有子元素。@* 用于引用上下文结点的所有属性。
[] 也可用于引用有序序列中的特定元素。比如，list/item[2] 代表第二个 item 元素。实际上 [] 是一个谓词（参见 谓词）。
// 用于引用上下文节点的所有孩子。比如，//item 表示所有的 item 元素，而 //list/item 引用以 list 为父元素的所有 item 元素（在该例中即所有的 item 元素）。
. 用于引用上下文节点自身。比如，. 选择上下文节点，而 .//item 代表作为上下文节点孩子的所有 item 元素。
.. 用于引用上下文节点的父节点。比如，在第一个bidIncrement 元素的上下文中， ../item 就表示第一个 item 元素
谓词
谓词在位置路径中用于筛选当前节点集。谓词包含一个 boolean 表达式（或者很容易转化成 boolean 值的表达式）。用这个布尔表达式测试当前节点集的每个成员，如果表达式成立则保留该成员否则丢弃。谓词放在一对方括号（[]）中。比如下面的位置路径：
list/item/currentPrice[@currency= EUR ]
在计算过程中，AuctionItemList.xml 中所有的 currentPrice 元素都放在选择的节点集中。然后计算谓词 @currency= EUR ，货币中不包含值 EUR 的 currentPrice 元素被抛弃。
谓词也可以使用关系运算符 >、 、>=、 = 和 !=。如您在 表达式 中所看到的那样，它们也可以使用布尔运算符。
实验：位置路径
现在，我已经介绍了什么是位置路径，您的任务是修改 AuctionItemSummary-Base.xsl 已生成下面的结果，即表中只包含使用美元计价的物品：
包含用美元计价的拍卖物品的表
提示：需要用适当的位置路径代替 list 模板中 select 属性的值。在用双引号（ ）包围的字符串中应使用单引号（'）。这一点将在 表达式 中进一步讨论。
一种解决方案是 AuctionItemSummary-Section5.xsl。修改 AuctionItemList.xml 中的第二行，指向 AuctionItemSummary-Section5.xsl，然后在 Web 浏览器中打开 AuctionItemList.xml。
位置路径是更一般的 XPath 表达式的一个子集。表达式不仅可以引用一组节点（位置路径），还可以返回布尔值、数字或者字符串。
表达式
布尔表达式
布尔表达式的值只能是：真或者假。
XPath 定义了 and 和 or 运算符。对于 and，首先计算左侧的操作数：如果不成立则返回 false；否则计算右侧的操作数并决定表达式的结果。对于 or，如果左操作数计算结果为真则表达时返回 true；否则计算右操作数并决定表达式的值。比如，布尔表达式 type= BidOnly 在 AuctionItemList.xml 中第二个 item 元素的上下文中计算结果为 true。
XPath 定义了以下运算符：
•= 表示“等于”
•!= 表示“不等于”
• 表示“小于”
• = 表示“小于等于”
•> 表示“大于”
•>= 表示“大于等于”
比如，在 AuctionItemList.xml 中第一个 item 元素的上下文中，布尔表达式 bidIncrement != 10 返回 true，而在第二个 item 元素的上下文中返回 false。
= 运算符用于节点时，测试两个节点的值是否相等，而不论是否是同一个节点。该运算符可用于比较属性值。比如，item[@type = @private] 选择 type 属性值和 private 属性值相同的物品。
XML 文档中包含 XPath 表达式时，必须遵循 XML 1.0 的结构良好性规则，任何 或 = 字符必须分别用 < 和 <= 表示。比如，XPath 表达式 bidIncrement 5 在 XPointer 中是合法的，但是在 XSLT 文档中必须写成 bidIncrement < 5。
如果布尔表达式的操作数类型不同（节点集、数字、字符串），需要进行转换，详情参见 XPath 1.0 规范。
数字
XPath 数字是 64 位双精度浮点数。XPath 数字包括“非数字” NaN 值、正无穷和负无穷、正零和负零。
XPath 提供的数值运算符有：+（加）、-（减）、*（乘）、div（除）和 mod（整除求余）。
如果需要数值运算法会把操作数转换成数字，就像使用 number 函数一样（参见 函数库）。
提示：减法（-）运算符的前面必须有空格，因为 XML 允许字符串中包含“-”字符。
下面是 XPath 数字表达式的一些例子：
•7 + 3 返回 10
•7 - 3 返回 4
•7 * 3 返回 21
•7 div 3 返回 2.3333333333333335
•7 mod 3 返回 1
提示： 星号（*）可以被解释成通配符或者乘法字符。XPath 定义了词法规则以消除这种歧义（详请参阅 XPath 1.0 规范）。但是，除法字符引入了新的运算符 div，因为，反斜杠（/）用于分隔定位步。
字符串
XPath 字符串是有效的 XML 1.0（Unicode）字符序列，如 Miles Smiles album, CD。
XPath 中的字符串使用引号（' 或 ）包围起来。如果 XML 文档中的 XPath 字符串包含引号，可以选择：
•分别使用 ' 或 " 引起来。比如，description = 'New 256m "USB" MP3 player'。
•如果表达式用双引号（ ）包围起来，则在表达式中使用单引号（'），反之亦然。比如，'New 356m USB MP3 player'。
XPath 提供了非常有用的字符串处理函数，参见 函数库。
实验：表达式
现在我们介绍了 XPath 表达式，您的任务是修改 AuctionItemSummary-Base.xsl 来得到下面的结果――表中包含这一小时中拍卖完成的所有物品：
一小时中拍卖完成的物品
提示： endOfAuction 是到拍卖结束时还剩下的时间，精确到分钟。需要像 位置路径 中那样改变同一个 select 属性。
一种解决方案是 AuctionItemSummary-Section6.xsl。修改 AuctionItemList.xml 中的第二行，指向 AuctionItemSummary-Section6.xsl，然后在 Web 浏览器中打开 AuctionItemList.xml。
函数库
函数库
XPath 定义了一组函数，称为核心函数库。每个函数从三个方面来定义：
•函数名
•返回类型（必须的，不能使用 void）
•参数类型（可以没有参数或者带有多个参数，参数可以是必需的也可以是可选的）
您可能会发现在谓词和表达式中经常会使用函数。其他规范如 XSLT 扩展了这个函数集。函数被分成四类，以下分别介绍：
•节点集函数
•字符串函数
•布尔函数
•数字函数
节点集函数
节点集函数提供关于一组节点（一个或多个节点）的信息。常用的节点集函数有：
•last()――返回一个称为上下文大小的数字，即给定上下文中的节点数，不同于最后一个节点。
•position()――返回一个称为上下文位置的数字，集当前节点在给上下文节点集（列表）中的位置。比如，可以用表达式 position()=last() 测试处理的是否是集合中的最后一个节点。
•count(node-set)――返回实参节点集中的节点数。比如，在 AuctionItemList.xml 文档的上下文中，count(//item) 返回 item 元素的个数，即 7。
•id(object)――返回一个节点集，根据在 DTD 中声明为 ID 类型的唯一标识符选择元素。因为在 AuctionItemList.xml 中没有使用 DTD，这个例子中得到的节点集总是空集。Id( ItemId0001 ) 返回一个空节点集。
XPath 还定义了和节点名及名称空间有关的其他三个函数：
•local-name()
•namespace-uri()
•name()
详情参见 XPath 1.0 规范的 4.1 节。
字符串函数
通过字符串函数您可以操纵字符串。常用的字符串函数有：
•string()――把参数对象或者上下文结点转化成字符串。合法的参数包括节点集、数字、布尔值或者其他任何类型――但是对于最后一种情况转换的结果不可预料。建议使用 XSLT 函数 format-number 把数字转化成字符串，或者使用 XSLT 元素 xsl:number 提供给用户。
•concat()――以两个或更多字符串作为参数并返回这些字符串的连接。比如，concat( Original , recording , Blue Train LP record ) 返回 Original recording Blue Train LP record 。
•starts-with()――如果第一个字符串参数以第二个字符串参数开始则返回 true，否则返回 false。比如，starts-with( Miles Smiles album, CD , Miles ) 返回 true。
•contains()――如果第一个字符串参数包含第二个字符串参数则返回 true，否则返回 false。比如，contains( Miles Smiles album, CD , album ) 返回 true。
其他的 XPath 字符串函数包括：substring()、substring-before()、substring-after()、string-length()、normalize-space() 和 translate()。详请参阅 XPath 1.0 规范的 4.2 节。
布尔函数
布尔函数用于把一个对象或字符串转化成 true 或者 false，或者直接获得真或假的值。布尔函数有：
•boolean()――根据以下规则返回作为参数传递的对象转换成布尔值的结果：不同于 0 或者 NaN 的数字为 true；非空的节点集或者字符串为 true。其他类型的对象已不可预料的方式转换。
•not()――如果作为参数传递的布尔值为 false 返回 true，否则返回 false。
•true() 和 false()――分别返回 true 或 false。这些函数很有用，因为在 XPath 中 true 和 false 被看作是普通的字符串而不是真和假的值。
•lang()――如果上下文节点的语言和字符串参数中指定的语言相同，或者是它的一种子语言返回 true，否则返回 false。上下文节点的语言通过 xml:lang 属性的值定义。比如，lang( en ) 对于 AuctionItemList.xml 树中的任何节点都返回 false，因为没有指定 xml:lang 属性。
数字函数
数字函数是 XPath 的数值函数，都返回数字。其中包括：
•number()――把可选的对象参数（如果没有指定参数则使用上下文节点）转化成数字，转换的规则如下：
o布尔值 true 转换成1，false 转换成 0。
o字符串转换成合理的数字。
o节点集首先转换成字符串，然后把这个字符串转换成数字。
其他类型对象以不可预料的方式转换。比如，number( 250 ) 返回 250，而 number( miles1965 ) 返回 NaN。
•sum()――对节点集参数中的所有节点应用 number() 函数后返回它们的和。
•floor()――返回不大于数字参数的最大整数数字。比如，floor(2.75) 返回 2。
•ceiling()――返回不小于数字参数的最小整数数字。比如，ceiling(2.75) 返回 3。
•round()――返回和数字参数最接近的整数数字。比如，round(2.75) 返回 3。
实验：函数库
现在已经介绍了函数库，您的任务是修改 AuctionItemSummary-Base.xsl 以生成下面的结果――只包含新的拍卖物品的表：
只包含新的拍卖物品
提示：这类拍卖物品应该在描述中包含字符串 New 或 NEW。同样需要像 位置路径 和 表达式 中那样修改 select 属性。
一种解决方案是 AuctionItemSummary-Section7.xsl。修改 AuctionItemList.xml 中的第二行，指向 AuctionItemSummary-Section7.xsl，然后在 Web 浏览器中打开 AuctionItemList.xml。