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DTD语法详细教程：DTD语法详解

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在编写XML文档时，需要掌握XML语法。同理，在编写DTD文档时，也需要遵循一定的语法。DTD的结构一般由元素类型定义、属性定义、实体定义、记号(notation)定义等构成，一个典型的文档类型定义会把将来要创建的XML文档的元素结构、属性类型、实体引用等预先进行定义。接下来，针对DTD结构中所涉及到的语法进行详细讲解。

一、元素定义

元素是XML文档的基本组成部分，在DTD定义中，每一条<!ELEMENT…>语句用于定义一个元素，其基本的语法格式如下所示：

<!ELEMENT 元素名称 元素内容>

在上面元素的定义格式中，包含了“元素名称”和“元素内容”。其中，“元素名称”是自定义的名称，它用于定义被约束XML文档中的元素，“元素内容”是对元素包含内容的声明，包括数据类型和符号二部分，它共有五种内容形式，具体如下：

(1)#PCDATA：表示元素中嵌套的内容是普通文本字符串，其中，关键字PCDATA是Parsed Character Data的简写。例如<!ELEMENT 书名 (#PCDATA)>表示书名所嵌套的内容是字符串类型。

(2)子元素：说明元素包含的元素。通常用一对圆括号()将元素中要嵌套的一组子元素括起来，例如，<!ELEMENT 书 (书名,作者,售价)>表示元素书中要嵌套书名、作者、售价等子元素。

(3)混合内容：表示元素既可以包含字符数据，也可以包含子元素。混合内容必须被定义零个或多个，例如，<!ELEMENT 书 (#PCDATA|书名)*>表示书中嵌套的子元素书名包含零个或多个，并且书名是字符串文本格式。

(4)EMPTY：表示该元素既不包含字符数据，也不包含子元素，是一个空元素。如果在文档中元素本身已经表明了明确的含义，就可以在DTD中用关键字EMPTY表明空元素。例如，<!ELEMENT br EMPTY>，

其中br是一个没有内容的空元素。

(5)ANY：表示该元素可以包含任何的字符数据和子元素。例如，<!ELEMENT 联系人 ANY>表示联系人可以包含任何形式的内容。但在实际开发中，应该尽量避免使用ANY，因为除了根元素外，其它使用ANY的元素都将失去DTD对XML文档的约束效果。

需要注意的是，在定义元素时，元素内容中可以包含一些符号，不同的符号具有不同的作用，接下来，针对一些常见的符号进行讲解，具体如下：

● 问号[?]：表示该对象可以出现0次或1次。

●星号[*]：表示该对象可以出现0次或多次。

●加号[+]：表示该对象可以出现1次或多次。

● 竖线[|]：表示列出的对象中选择1个。

●逗号[,]：表示对象必须按照指定的顺序出现。

● 括号[()]：用于给元素进行分组。

二、属性定义

在DTD文档中，定义元素的同时，还可以为元素定义属性。DTD属性定义的基本语法格式如下所示：

<!ATTLIST 元素名
      属性名1 属性类型 设置说明
属性名1 属性类型 设置说明
......
>

在上面属性定义的语法格式中，“元素名”是属性所属元素的名字，“属性名”是属性的名称，“属性类型”则是用来指定该属性是属于哪种类型，“设置说明”用来说明该属性是否必须出现。关于“属性类型”和“设置说明”的相关讲解，具体如下：

1、设置说明

定义元素的属性时，有四种设置说明可以选择，具体如下：

1）#REQUIRED

表示元素的该属性是必须的，例如，当定义联系人信息的DTD时，我们希望每一个联系人都有一个联系电话属性，这时，可以在属性声明时，使用REQUIRED。

2）#IMPLIED

表示元素可以包含该属性，也可以不包含该属性。比如，当定义一本书的信息时，发现书的页数属性对读者无关紧要，这时，在属性声明时，可以使用IMPLIED。

3）#FIXED

表示一个固定的属性默认值，在XML文档中不能将该属性设置为其它值。使用#FIXED关键字时，还需要为该属性提供一个默认值。当XML文档中没有定义该属性时，其值将被自动设置为DTD中定义的默认值。

4）默认值

和FIXED一样，如果元素不包含该属性，该属性将被自动设置为DTD中定义的默认值。不同的是，该属性的值是可以改变的，如果XML文件中设置了该属性，新的属性值会覆盖DTD中定义的默认值。

2、属性类型

在DTD中定义元素的属性时，有十种属性类型可以选择，具体如下：

1） CDATA

这是最常用的一种属性类型，表明属性类型是字符数据，与元素内容说明中的#PCDATA相同。当然，在属性设置值中出现的特殊字符，也需要使用其转义字符序列来表示，例如，用&amp;表示字符(&)，用&lt;表示字符(<)等。

2） Enumerated(枚举类型)

在声明属性时，可以限制属性的取值只能从一个列表中选择，这类属性属于Enumerated(枚举类型)。需要注意的是，在DTD定义中并不会出现关键字Enumerated。接下来通过一个案例来学习如何定义Enumerated类型的属性，如例1所示。

例1 enum.xml

<?xml version="1.0" encoding="GB2312" standalone="yes">
<!DOCTYPE 购物篮 [
    <!ELEMENT 购物篮 ANY>
    <!ELEMENT 肉 EMPTY>
    <!ATTLIST 肉 品种(鸡肉|牛肉|猪肉|鱼肉) "鸡肉">
]>
    <购物篮>
        <肉 品种="鱼肉"/>
        <肉 品种="牛肉"/>
        <肉/>
    </购物篮>

在例1中，“品种”属性的类型是Enumerated，其值只能为 “鸡肉”、“牛肉”“猪肉”和“鱼肉”，而不能使用其它值。“品种”属性的默认值是“鸡肉”，所以，即使<购物篮>元素中的第三个子元素没有显示定义“品种”这个属性，但它实际也具有“品种”这个属性，且属性的取值为“鸡肉”。

3）ID

一个ID类型的属性用于唯一标识XML文档中的一个元素。其属性值必须遵守XML名称定义的规则。一个元素只能有一个ID类型的属性，而且ID类型的属性必须设置为#IMPLIED或#REQUIRED。因为ID类型属性的每一个取值都是用来标识一个特定的元素，所以，为ID类型的属性提供默认值，特别是固定的默认值是毫无意义的。接下来通过一个案例来学习如何定义一个ID类型的属性，如例2所示。

例2 id.xml

<?xml version="1.0" encoding="GB2312" standalone="yes" ?>
<!DOCTYPE 联系人列表[
    <!ELEMENT 联系人列表 ANY>
    <!ELEMENT 联系人 (姓名,EMAIL)>
    <!ELEMENT 姓名 (#PCDATA)>
    <!ELEMENT EMAIL (#PCDATA)>
    <!ATTLIST 联系人 编号 ID #REQUIRED>
]>
   <联系人列表>
        <联系人 编号="1">
              <姓名>张三</姓名>
              <EMAIL>zhang@itcast.cn</EMAIL>
        </联系人>
        <联系人 编号="2">
              <姓名>李四</姓名>
              <EMAIL>li@itcast.cn</EMAIL>
        </联系人>
 </联系人列表>

在例2中，将元素为<联系人>的编号属性设置为#REQUIRED，说明每个联系人都有一个编号，同时，属性编号的类型为ID，说明编号是唯一的。如此一来，通过编号就可以找到唯一对应的联系人了。

4）IDREF和IDREFS

例2中，虽然张三和李四两个联系人的ID编号是唯一的，但是这两个ID类型的属性没有发挥作用，这时可以使用IDREF类型，使这两个联系人之间建立一种一对一的关系。接下来通过一个案例来学习IDREF类型的使用，如例3所示。

例3 Idref.xml

<?xml version="1.0" encoding="GB2312" standalone="yes" ?>
<!DOCTYPE 联系人列表[
    <!ELEMENT 联系人列表 ANY>
    <!ELEMENT 联系人 (姓名,EMAIL)>
    <!ELEMENT 姓名 (#PCDATA)>
    <!ELEMENT EMAIL (#PCDATA)>
    <!ATTLIST 联系人
                编号 ID #REQUIRED
               上司 IDREF #IMPLIED>
      ]>
      <联系人列表>
         <联系人 编号="1">
             <姓名>张三</姓名>
             <EMAIL>zhang@itcast.org</EMAIL>
         </联系人>
         <联系人 编号="2" 上司="1">
              <姓名>李四</姓名>
              <EMAIL>li@itcast.org</EMAIL>
         </联系人>
     </联系人列表>

在例3中，为元素<联系人列表>的子元素<联系人>增加了一个名称为上司的属性，并且将该属性的类型设置为IDREF，IDREF类型属性的值必须为一个已经存在的ID类型的属性值。在第二个<联系人>元素中，将上司属性设置为第一个联系人的编号属性值，如此一来，就形成了两个联系人元素之间的对应关系，即李四的上司为张三。

IDREF类型可以使两个元素之间建立一对一的关系，但是，如果两个元素之间的关系是一对多，例如，一个学生去图书馆可以借多本书。这时，需要使用IDREFS类型来指定某个人借阅了哪些书。需要注意的是，IDREFS类型的属性可以引用多个ID类型的属性值，这些ID的属性值需要用空格分隔。接下来通过一个案例来学习IDREFS的使用，如例4所示。

例4 Library.xml

 <?xml version=”1.0” encoding=”GB2312”?>
 <!DOCTYPE library[
     <!ELEMENT libarary (books,records)>
     <!ELEMENT books (book+)>
     <!ELEMENT book (title)>
     <!ELEMENT title (#PCDATA)>
     <!ELEMENT records (item+)>
     <!ELEMENT item (data,person)>
     <!ELEMENT data (#PCDATA)>
      <!ELEMENT person EMPTY>
      <!ATTLIST book bookid ID #REQUIRED>
      <!ATTLIST person name CDATA #REQUIRED>
      <!ATTLIST person borrowed IDREFS #REQUIRED>
  ]>
<library>
      <books>
          <book>
              <book bookid="b0101">
                 <title>Java就业培训教材</title>
              </book>
              <book bookid="b0102">
                 <title>Java Web开发内幕 </title>
              </book>
              <book bookid="b0103">
                 <title>Java开发宝典</title>
              </book>
      </books>
<records>
        <item>
            <data>2013-03-13</data>
            <person name="张三" borrowed="b0101 b0103"/>
       </item>
        <item>
              <data>2013-05-23</data>
              <person name="李四" borrowed="b0101 b0102 b0103"/>
        </item>
    </records>
</library>

例4中，将元素<book>中属性名为bookid的属性设置为ID类型，元素<person>中名为borrowed的属性设置为IDREFS类型。从Library.xml文档中可以看出，张三借阅了《Java就业培训教材》和《Java开发宝典》这两本书，而李四则借阅了《Java就业培训教材》、《Java Web开发内幕》和《Java开发宝典》这三本书。

5）NMTOKEN和NMTOKENS

NMTOKEN是Name Token的简写，它表示由一个或者多个字母、数字、句点(.)、连字号(-)或下划线(_)所组成的一个名称。NMTOKENS关键字表示一种列表类型。一个元素的NMOTOKENS类型的属性设置值可以是同一个XML文件中的另外多个NMTOKEN类型的属性的设置值，每个NMTOKEN属性值之间用空格分隔。具体示例如下：

<!ELEMENT 用户 EMPTY>
<!ATTLIST  用户 姓名 NMTOKEN #REQUIRED>
<!ELEMENT 数据 (#PCDATA)>
<!ATTLIST  数据 授权用户 NMTOKENS #IMPLIED>

在上面的示例中，元素<用户>的“姓名”属性指定为NMTOKEN类型，元素<数据>的“授权用户”属性指定为NMTOKENS，与这段DTD定义语句对应的XML具体如下：

<用户 姓名="张三">

<用户 姓名="李四">

<数据 授权用户="张三 李四">

     这里是一些授权访问的数据

</数据>

6）NOTATION

现实世界中存在很多无法或不易用XML格式组织的数据，例如图像、声音、影像等等。对于这些数据，XML应用程序常常并不提供直接的应用支持，但可以通过设置NOTATION类型的属性来让一个外部应用程序进行处理。在DTD文件中，NOTATION定义语句分为两种情况，具体如下：

第一种情况：<!NOTATION 符号名 SYSTEM "MIME类型">
第二种情况：<!NOTATION 符号名 SYSTEM "URL路径名">

在上述定义语句中，第一种情况指定数据的MIME类型，第二种情况指定处理程序的URL路径。当使用NOTATION类型作为属性的类型时，首先要在DTD中使用<!NOTATION…>语句定义相应的notation，接下来通过一个例来演示NOTATION属性的使用，如例5所示。

例5 notation.xml

<?xml version="1.0" encoding="GB2312" standalone="yes"?>
<!DOCTYPE 文件[
     <!NOTATION mp SYSTEM "movPlayer.exe">
     <!NOTATION gif SYSTEM "Image/gif">
     <!ELEMENT 文件ANY>
     <!ELEMENT 电影 EMPTY>
     <ELEMENT 电影 演示设备 NOTATION (mp|gif) #REQUIRED>
     <文件>
          <电影 演示设备=”mp”/>
     <文件>

在例5中，元素<电影>指定了两种可选的演示设备，一种是movPlayer.exe，一种是用来绘制GIF图像的应用程序。

7）ENTITY和ENTITYS

ENTITY对应的中文意思为实体（关于实体定义的细节，将在后面进行介绍）。当某个属性的类型设置为ENTITY时，表明其属性值必须为在DTD中使用<!ENTITY …>语句定义的一个实体（entity）的引用。接下来看一段DTD定义的语句，具体如下：

<!ENTITY itcast  "论坛交流，www.itcast.cn">
<!ELEMENT 电影 EMPTY>
<!ATTLIST 电影 来源 ENTITY #REQUIRED>

与这段DTD定义语句对应的XML数据片断如下：

<电影 来源="&itcast；" />

需要注意的是，只有引用实体才可以作为ENTITY类型属性的设置值，参数实体不能用作ENTITY类型的属性的设置值。关于参数实体和引用实体的相关讲解，将在实体定义中进行详细讲解。

ENTITYS关键字用于表示一种列表类型，一个元素的ENTITYS类型的属性设置值可以是多个实体的引用，每个实体的引用之间用空格分隔，具体示例如下：

<!ENTITY banner SYSTEM "http://www.itcast.cn/images/topword.gif">
<!ENTITY logo SYSTEM "http://www.itcast.cn/images/logo.gif">
<!ATTLIST image src ENTITIES #REQUIRED>

根据上面的DTD语句，如果想通过src属性引用两幅图像，则对应的XML数据如下所示：

<img src="logo banner">

三、实体定义

有时候需要在多个文档中调用同样的内容，比如公司名称，版权声明等，为了避免重复输入这些内容，可以通过<!ENTITY…>语句定义一个表示这些内容的实体，然后在各个文档中引用实体名替代它所表示的内容。实体可分为两种类型，分别是引用实体和参数实体，接下来，针对这两种实体类型进行详细地讲解。

1）引用实体

引用实体的语法定义格式有两种：

（1）<!ENTITY 实体名称 "实体内容">
（2）<!ENTITY 实体名称 SYSTEM "外部XML文档的URL">

引用实体用于解决XML文档中内容重复的问题，其引用方式方法为：

&实体名称；

了解了引用实体的语法格式及其在XML文档中的引用方式，接下来通过一个案例来学习，如例6和例7所示。

例6 book.dtd

<!ENTITY itcast "官网，www.itcast.cn">
<!ELEMENT 书架 (书+)>
<!ELEMENT 书 (书名,作者,售价)>
<!ELEMENT 书名 (#PCDATA)>
<!ELEMENT 作者 (#PCDATA)>
 <!ELEMENT 售价 (#PCDATA)>

例7 book.xml

 <?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
 <!DOCTYPE 书架 SYSTEM "book.dtd">
 <书架>
    <书>
        <书名>Java就业培训教程</书名>
        <作者>&itcast;</作者>
        <售价>39.9</售价>
    </书>
    <书>
        <书名>EJB3.0入门经典</书名>
        <作者>黎活明</作者>
        <售价>39.00元</售价>
    </书>
  </书架>

用IE9.0以下的浏览器打开book.xml文件，浏览器显示的结果如图1所示。

图1提示的错误信息是“文本内容中发现无效字符。”这是因为book.dtd文件使用的是本地字符集编码，即GB2312编码，而DTD文件应该使用UTF-8或者Unicode编码。需要注意的是，IE9以上版本的浏览器也不会提示错误。

接下来我们将book.dtd按照UTF-8编码方式进行重新保存，保存方式如图2所示。

按照图2的方式完成编码保存后，用IE浏览器重新打开book.xml文件或者单击图1-10工具栏中的“刷新”按钮，浏览器显示的结果如图3所示。

从图1、3中可以看出，book.xml文件中的“&itcast;”被显示成“官网，www.itcast.cn”。

2）参数实体

参数实体只能被DTD文件自身使用，它的语法格式为：

<!ENTITY % 实体名称 "实体内容">

需要注意的是，在声明参数实体时，ENTITY、%、实体名和“实体内容”之间各有一个空格。

引用参数实体的方式是：

%实体名称;

了解了参数实体的语法格式和引用方式，接下来通过一段示例代码来演示参数实体的定义，具体如下：

<!ENTITY % TAG_NAME "姓名|EMAIL|电话|地址">
<!ELEMENT 个人信息 (%TAG_NAME; |生日)>
<!ELEMENT 客户信息 (%TAG_NAME; |公司名)>

在上面的示例中，DTD中定义了两个元素，分别是“个人信息”和“客户信息”，这两个元素的定义中都包含了“姓名| EMAIL|电话|地址”这一相同的部分，因此，可以将相同的部分定义为一个TAG_NAMES的参数实体，然后将“个人信息”和“客户信息”这两个元素的定义规则中的“姓名 | EMAIL | 电话 | 地址”部分替换成对TAG_NAMES这个参数实体的引用即可。

参数实体不仅可以简化元素中定义的相同内容，还可以简化属性的定义，具体示例如下：

<!ENTITY % common.attributes
    'id ID #IMPLIED
    account CDATA #REQUIRED'    
>
<!ELEMENT purchaseOrder (item+, manufacturer)>
<!ELEMENT item (price, quantity)>
<!ELEMENT manufacturer (#PCDATA)>
<!ATTLIST purchaseOrder %common.attributes;>
<!ATTLIST item %common.attributes;>
<!ATTLIST manufacturer %common.attributes;>

在上面的示例中，由于多个元素都具有id和account这两个属性的相同定义，因此，可以将这两个属性的文本内容定义为一个名称为common.attributes的参数实体。当定义元素的属性时，通过引用common.attributes 这个参数实体，将该参数实体转换为id和account 这两个属性所定义的文本内容了。

值得一提的是，当DTD的元素和属性定义中要出现大量相同内容时，参数实体是一种非常不错的选择。因为如果需要修改DTD中相同的部分，只需要在参数实体的定义中修改即可。

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