XML Schema和DTD在定义XML结构时有哪些不同？-XML/RSS教程-PHP中文网

xml schema基于xml语法，可被xml解析器直接处理，而dtd使用非xml语法，需独立解析器；2. xml schema支持丰富的数据类型（如整数、日期、布尔值）和自定义类型限制（如范围、正则表达式），dtd仅支持基本文本内容；3. xml schema完全支持命名空间，能有效避免元素冲突，dtd对命名空间支持有限；4. xml schema提供更强大的内容模型（sequence、choice、all）和出现次数控制（minoccurs、maxoccurs），支持默认值、固定值等高级功能，dtd表达能力较弱；5. 实际项目中，新系统应优先选用xml schema以确保数据准确性、互操作性和可维护性，仅在遗留系统或极简场景下可考虑使用dtd。因此，在现代xml应用中，xml schema是更优且主流的选择。

XML Schema和DTD在定义XML结构时有哪些不同？

XML Schema和DTD在定义XML结构时，核心区别在于它们的“出身”和能力边界。简单来说，DTD是XML出现之前SGML时代的产物，它提供了一种相对基础的结构定义方式；而XML Schema则是XML时代为XML量身定制的，它在数据类型、命名空间支持和表达能力上都远超DTD，更像是现代编程语言中的强类型定义。

解决方案

要深入理解XML Schema和DTD的不同，我们可以从几个关键维度来剖析：

语法基础与可扩展性： DTD采用的是一种非XML的SGML派生语法，这使得它无法被标准的XML解析器直接解析和处理，需要独立的DTD解析器。它的语法相对简洁，但也因此限制了表达能力，比如无法很好地支持命名空间。XML Schema则完全基于XML语法，这意味着它本身就是合法的XML文档，可以被任何XML解析器解析，从而更好地融入XML生态系统。这种“自描述”的特性也让XML Schema具有极高的可扩展性，你可以轻松地定义新的类型和结构，并进行导入和引用。
数据类型支持： 这是两者之间一个非常根本的差异。DTD对数据类型几乎没有概念，它只能区分字符数据（PCDATA）和字符数据（CDATA），或者元素内容（ANY、EMPTY等）。你无法指定一个元素的内容必须是整数、日期或布尔值。这意味着即使XML文档结构正确，其内部的数据也可能不符合预期。XML Schema则提供了丰富的数据类型系统，包括内置的简单类型（如
```
xs:string
```
登录后复制
登录后复制
,
```
xs:integer
```
登录后复制
登录后复制
,
```
xs:date
```
登录后复制
登录后复制
,
```
xs:boolean
```
登录后复制
登录后复制
等），还允许你通过限制（facets，如
```
minInclusive
```
登录后复制
登录后复制
,
```
maxExclusive
```
登录后复制
登录后复制
,
```
pattern
```
登录后复制
登录后复制
登录后复制
等）来定义更复杂的自定义简单类型，甚至可以定义复合类型（
```
xs:complexType
```
登录后复制
）来描述包含子元素和属性的结构。这种强类型机制对于数据验证和应用程序集成至关重要。
命名空间支持： 随着XML在不同领域和应用中的广泛使用，命名空间成为了避免元素和属性名称冲突的关键机制。DTD对命名空间的支持非常有限，它无法直接识别和验证带有命名空间前缀的元素。这在处理来自不同来源的、混合了多种XML词汇的文档时，会成为一个巨大的障碍。XML Schema从设计之初就完全支持命名空间，可以清晰地定义哪些元素和属性属于哪个命名空间，并进行有效的验证，这极大地提升了XML文档的模块化和互操作性。
验证能力与表达力： DTD在元素出现的顺序、次数（0次、1次或多次）上表达能力有限，例如，它无法精确表达“一个元素必须出现1到5次”。XML Schema则提供了更强大的内容模型（
```
xs:sequence
```
登录后复制
,
```
xs:choice
```
登录后复制
,
```
xs:all
```
登录后复制
）和出现次数约束（
```
minOccurs
```
登录后复制
,
```
maxOccurs
```
登录后复制
），允许你定义非常精细的结构规则。此外，XML Schema还能定义元素和属性的默认值、固定值，甚至可以基于条件进行验证，这些都是DTD望尘莫及的。

为什么XML Schema被认为是DTD的继任者和更优选择？

我个人觉得，XML Schema之所以能成为DTD的“继任者”，甚至说是“进化版”，关键在于它解决了DTD在实际应用中遇到的那些痛点，尤其是数据验证和互操作性方面的短板。你想啊，一个XML文档，光有结构还不够，里面的数据类型和值范围是不是也得符合规范？DTD在这方面基本是空白，它能告诉你“这里应该有个

price

登录后复制

元素”，但它没法说“

price

登录后复制

必须是个正整数”。这在很多业务场景下，比如订单系统、财务报表，简直是致命缺陷。

XML Schema的出现，就像是给XML文档加上了一层“强类型防护网”。它内置了丰富的数据类型，从简单的字符串、整数，到日期、布尔值，甚至还能定义更复杂的模式，比如一个字符串必须符合某个正则表达式（用

pattern

登录后复制

facet）。而且，它允许你自定义类型，这让XML文档的结构定义变得异常灵活和强大。比如，你可以定义一个

PositiveInteger

登录后复制

类型，确保所有使用它的地方都只接受正整数。这种精细化的验证能力，是DTD根本无法比拟的。

再者，命名空间的支持也是个大问题。当你的XML文档需要集成来自不同系统或标准的词汇时，比如一个文档里既有订单信息（来自电商系统），又有物流信息（来自物流系统），它们可能都有一个叫

id

登录后复制

的元素。如果没有命名空间，这些

id

登录后复制

就会冲突，导致解析混乱。DTD对此束手无策，而XML Schema则能优雅地处理这种情况，通过命名空间区分来自不同“领域”的元素和属性，确保了文档的清晰和互操作性。

从开发者的角度来看，XML Schema是XML语法本身，这意味着你可以用标准的XML工具来处理它，比如用XPath查询Schema定义，用XSLT转换Schema文档。这比DTD那种“非XML”的语法要友好得多，也更容易被各种开发工具和框架支持。所以，它不仅仅是功能上的增强，更是整个XML生态系统成熟的标志。

XML Schema如何支持更精细的数据类型验证？

XML Schema在数据类型验证上的精细化，是它超越DTD最显著的优势之一。它不像DTD那样只是粗略地把所有内容都看作字符串，而是建立了一套严谨的类型系统。

首先，XML Schema提供了一系列内置的简单类型（Built-in Simple Types）。这些类型涵盖了我们日常数据处理中常见的所有基本类型，比如：

字符串类型：
```
xs:string
```
登录后复制
登录后复制
（最通用）、
```
xs:normalizedString
```
登录后复制
（去除回车、换行、制表符）、
```
xs:token
```
登录后复制
（去除多余空白并规范化）。
数值类型：
```
xs:integer
```
登录后复制
登录后复制
、
```
xs:decimal
```
登录后复制
、
```
xs:float
```
登录后复制
、
```
xs:double
```
登录后复制
等，支持整数、浮点数以及精确小数。
日期/时间类型：
```
xs:date
```
登录后复制
登录后复制
、
```
xs:time
```
登录后复制
、
```
xs:dateTime
```
登录后复制
、
```
xs:gYear
```
登录后复制
、
```
xs:duration
```
登录后复制
等，可以精确到秒、毫秒，并支持时区。
布尔类型：
```
xs:boolean
```
登录后复制
登录后复制
（接受
```
true
```
登录后复制
/
```
false
```
登录后复制
或
```
1
```
登录后复制
/
```
0
```
登录后复制
）。
二进制类型：
```
xs:base64Binary
```
登录后复制
、
```
xs:hexBinary
```
登录后复制
。
URI类型：
```
xs:anyURI
```
登录后复制
。
等等。

但仅仅有内置类型还不够，XML Schema更强大之处在于允许你通过限制（Facets）来定义自定义的简单类型（Derived Simple Types）。你可以基于一个已有的简单类型，通过添加各种限制条件来创建更具体的类型。常见的限制包括：

minInclusive
登录后复制
登录后复制
/
maxInclusive
登录后复制
：最小值/最大值（包含）。
minExclusive
登录后复制
/
maxExclusive
登录后复制
登录后复制
：最小值/最大值（不包含）。
length
登录后复制
/
minLength
登录后复制
/
maxLength
登录后复制
：字符串或列表的精确长度、最小长度、最大长度。
pattern
登录后复制
登录后复制
登录后复制
：使用正则表达式来限制字符串的格式，比如定义一个电话号码、邮政编码的格式。
enumeration
登录后复制
：列举允许的值，比如一个
```
status
```
登录后复制
字段只能是
```
"active"
```
登录后复制
,
```
"inactive"
```
登录后复制
,
```
"pending"
```
登录后复制
中的一个。
whiteSpace
登录后复制
：定义如何处理空白字符（
```
preserve
```
登录后复制
、
```
replace
```
登录后复制
、
```
collapse
```
登录后复制
）。

例如，如果你想定义一个元素，它的值必须是1到100之间的整数，你可以这样定义一个自定义类型：

<xs:simpleType name="PercentageType">
  <xs:restriction base="xs:integer">
    <xs:minInclusive value="1"/>
    <xs:maxInclusive value="100"/>
  </xs:restriction>
</xs:simpleType>

登录后复制

然后，你的元素就可以引用这个自定义类型：

<xs:element name="progress" type="PercentageType"/>

登录后复制

这样，当XML解析器根据Schema验证文档时，如果

<progress>

登录后复制

元素的值不是1到100之间的整数，就会报错。这种机制使得XML文档的数据质量得到了极大的保证，避免了在应用层面再进行大量的额外数据校验工作。

在实际项目中，何时选择DTD，何时选择XML Schema？

在实际项目选择DTD还是XML Schema，这倒不是一个非黑即白的问题，但趋势是很明显的。我通常会这样考虑：

选择DTD的场景（越来越少见）：

遗产系统或极简需求： 如果你正在处理一个非常老的系统，它的XML文档结构就是用DTD定义的，或者你只是需要一个极其简单的、不涉及复杂数据类型和命名空间的XML结构定义，并且你不需要进行严格的数据验证，那么沿用DTD可能是最省事的选择。它语法简单，定义起来也快。
学习和演示： 对于初学者来说，DTD的语法确实比XML Schema要直观一些，可以作为理解XML结构定义概念的入门工具。在一些非常简单的、一次性的XML文件格式定义中，DTD也能勉强应付。
SGML关联： 某些特定领域，如果其核心标准或工具链依然强烈依赖SGML或其派生技术，那么DTD可能仍然是主流。但这在现代Web和数据交换领域已经非常罕见了。

选择XML Schema的场景（绝大多数新项目和升级项目）：

所有新项目： 几乎所有新的XML项目都应该优先考虑XML Schema。这是行业标准，也是未来的发展方向。
需要强类型验证： 当你的XML文档承载着重要的业务数据，并且需要确保数据的类型、格式和取值范围是正确的，XML Schema的强大数据类型系统是不可替代的。比如，订单金额必须是数字、日期格式必须正确、用户ID必须是特定模式的字符串等。
涉及命名空间： 只要你的XML文档可能混合来自不同应用或标准的元素（即使用了命名空间），XML Schema就是唯一的选择。它能让你清晰地管理和验证这些混合内容。
复杂结构和内容模型： 如果你的XML文档结构复杂，有多种可选的子元素、复杂的出现次数限制（比如一个元素可以出现2到5次），或者需要定义元素间的顺序关系（
```
sequence
```
登录后复制
、
```
choice
```
登录后复制
、
```
all
```
登录后复制
），XML Schema能提供更强大的表达力。
与编程语言集成： XML Schema更容易与Java、C#等编程语言进行绑定，自动生成数据类（通过JAXB、XmlSerializer等），这极大地简化了XML数据的解析、生成和处理。
更好的工具支持： 现代的XML编辑器、IDE和验证工具对XML Schema的支持远超DTD，能提供更好的代码提示、自动完成和错误检查。
可扩展性和重用性： XML Schema允许你通过
```
include
```
登录后复制
和
```
import
```
登录后复制
机制重用和组合不同的Schema定义，这对于大型项目和模块化开发非常有益。