和簡單數據類型對應就是復雜數據類型了，XML元素的數據類型可以是簡單數據類型，也可以是復雜數據類型，而XML屬性的數據類型就只能是簡單數據類型。這篇筆記，就來學習一下XSD中的復雜數據類型了。
1、定義復雜數據類型
（1）和<simpleType>元素用來定義簡單數據類型相對應，可以使用<complexType>元素來定義復雜數據類型。其語法為：
<complexType
id=ID
name=NCName
abstract=true|false
mixed=true|false
block=(#all|extension與restriction的自由組合)
final=(#all|extension與restriction的自由組合)
any-attributes> (annotation?,(simpleContent|complexContent|((group|all|choice|sequence)?,((attribute|attributeGroup)*,anyAttribute?)))) </complexType>
其中<complexType>元素的屬性說明如下：
| 屬性 | 說明 |
| id | 唯一標識<complexType>元素本身 |
| name | 使用<complexType>元素新定義的數據類型的名稱 |
| abstract | 是否為抽象的數據類型，如為抽象的，則不能在XML文檔中直接使用這種數據類型 |
| mixed | 是否為混合類型，如果是混合類型，則允許同時出現字符數據和子元素 如果子元素是<simplexContent>，則不能使用該屬性 如果子元素是<complexContent>，則mixed屬性可以被<complexContet>元素的mixed屬性重寫 |
| block | 防止使用指定派生類型的復雜類型來替換當前定義的復雜類型 |
| final | 防止使用指定派生類型來派生新的類型 |
| any attributes | 指定non-schema命名空間的任何其他屬性 |
（2）復雜數據類型只能用於元素而不能用於屬性，進一步，可以根據能應用的元素對數據類型進行分類：
- 簡單數據類型：相應的元素內容是簡單類型值，並且元素不能有屬性，使用<simpleType>定義
- 含簡單內容的復雜數據類型：相應的元素內容是簡單類型值，但元素具有屬性，使用<complexType> <simpleContent> </simpleContent> </complexType>定義，其中<simpleContent>元素的語法如下：
<simpleContent id=ID any-attributes> (annotation?,(restriction|extension)) </simpleContent>
- 含復雜內容的復雜數據類型：相應的元素可以是包含子元素的元素，空元素或包含混合內容的元素，而不管元素是否有屬性，使用<complexType> <complexContent> </complexContent> </complexType>定義，其中<complexContent>元素的語法如下：
<complexContent id=ID mixed=true|false any-attributes> (annotation?,(restriction|extension)) </complexContent>
（3）在根元素<schema>下定義的復雜數據類型為全局的，此時name屬性是必須的，否則為局部的。
（4）final屬性用於指定不能以那種方式派生新類型，可以取的值有#all，extension和restriction的自由組合，默認值為根元素<schema>的finalDefault屬性值。這個屬性其實和<simplexType>的final屬性類似，只是<simplexType>的final屬性取值可以是#all或restriction、list、union的自由組合。
（5）block屬性指定不能使用指定方式派生出來的類型來替換所定義的類型，可以取的值和final相同，默認值為根元素<schema>的blockDefault屬性值。
2、定義元素
（1）在定義復雜數據類型時，需要定義子元素和屬性，那么怎么定義元素呢？在XSD中，可以使用<element>元素來定義元素，其語法如下：
<element
id=ID
name=NCName
ref=QName
type=QName
substitutionGroup=QName
default=string
fixed=string
form=qualified|unqualified
maxOccurs=nonNegativeInteger|unbounded
minOccurs=nonNegativeInteger
nillable=true|false
abstract=true|false
block=(#all|extension、restriction和substitution的自由組合)
final=(#all|extension和restriction的自由組合)
any-attributes> (annotation?,((simpleType|complexType)?,(unique|key|keyref)*) </element>
其中element元素的各屬性如下表：
| 屬性 | 說明 |
| id | 唯一標識<element>元素 |
| name | 新定義元素的名稱，根元素<schema>下定義時為必須屬性 |
| ref | 對另一個元素的引用，可包含一個命名空間前綴 |
| type | 數據類型，可以是內建數據類型、simpleType或complexType定義的類型 |
| substitutionGroup | 可用來替代該元素的元素名稱，必須具有相同的類型或從其派生類型 |
| default | 默認值，元素內容是簡單類型或textOnly時使用 |
| fixed | 固定值，元素內容是簡單類型或textOnly時使用,默認值default和固定值fixed不能同時指定 |
| form | 是否通過命名空間前綴限定該元素，默認值為<schema>元素的elementFormDefault屬性值 |
| maxOccurs | 在父元素中出現的最大次數，非負整數或無限制（unbounded），默認值為1 |
| minOccurs | 在父元素中出現的最少次數，必須小於或等於maxOccurs，默認值為1 |
| nillable | 是否可以將顯示的零值分配給該元素，默認為false，如果為true，則在XML文檔中可以設定該元素的nil屬性為true |
| abstract | 是否為抽象元素，如為抽象元素，則不能直接在XML文檔中使用 |
| block | 阻止使用指定派生方式的元素來替換當前元素 |
| final | 設置element元素上final屬性的默認值 |
| any attributes | 指定non-schema命名空間的任何其他屬性 |
其中父元素是根元素<schema>時，不能使用ref、form、maxOccurs、minOccurs等屬性，而substitutionGroup、final等屬性則只能使用在父元素為根元素的情況下。
（2）可以通過<group>元素將一組屬性定義在一起，然后在其它需要元素的地方用元素組的引用就可以了。語法如下：
<group
id=ID
name=NCName
ref=QName
maxOccurs=nonNegativeInteger|unbounded
minOccurs=nonNegativeInteger
any-attributes> (annotation?,(all|choice|sequence)?) </group>
看一個例子：
<xs:group name="personGroup"> <xs:sequence> <xs:element name="firstname" type="xs:string"/> <xs:element name="lastname" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:group> <xs:element name="person" type="personType"/> <xs:complexType name="personType"> <xs:sequence> <xs:group ref="personGroup"/> <xs:element name="country" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:complexType>
這里涉及到了三種順序指示器，用於定義元素的順序：
- all：子元素能以任意順序出現，但是每個子元素必須只出現一次，這個時候可以把minOccurs設置為0或1，並且只能把maxOccurs設置為1
- choice：子元素是互斥的關系，只能出現其中之一
- sequence：子元素必須按照指定的順序出現
（3）元素通配符
在某些情況下，如果無法確定指定元素還需要包含哪些子元素、哪些屬性，這時候可使用通配符。XSD中使用<any>元素作為元素通配符，表示任何元素，即<any>元素出現的位置可以使用任何元素代替，其語法格式如下：
<any id=ID maxOccurs=nonNegativeInteger|unbounded minOccurs=nonNegativeInteger namespace=namespace processContents=lax|skip|strict any-attributes> (annotation?) </any>
<any>元素的屬性：
| 屬性 | 說明 | 取值/取值類型 | 默認值 |
| id | 唯一標識該元素 | ID類型 | |
| maxOccurs | 該元素最多可出現的次數 | 非負整數或unbounded | 1 |
| minOccurs | 該元素最少可出現的次數 | 非負整數，必須小於maxOccurs | 1 |
| namespace | 指定可代替該通配符的元素必須來自哪個空間 |
|
|
| processContents | 指定應用程序或XML處理器如何對替換元素進行驗證 |
|
strict |
（4）元素替換
XSD還提供了一種機制，允許使用一個元素替換另一個元素，如果想定義某個元素可替換另一個元素，可以為該元素增加substitutionGroup屬性，其值就是該元素想替換的元素的名字。使用元素替換需注意兩點：
- 替換元素和被替換元素必須以全局元素的形式來聲明
- 替換元素和被替換元素要么有相同的數據類型，要么替換元素類型是被替換元素類型的派生類型
另外，
- 可以使用final屬性來阻止自己被指定派生類型替換
- 可以使用block屬性來阻止指定派生類型的替換
3、定義屬性
定義屬性和定義元素是完全統一的，只是定義屬性使用<attribute>元素，其語法格式如下：
<attribute
id=ID
name=NCName
ref=QName
type=QName
default=string
fixed=string
form=qualified|unqualified
uese=optional|prohibited|required
any-attributes> (annotation?,(simpleType?)) </attribute>
（1）<attribute>元素的屬性基本和<element>元素相同，不同的是form屬性的默認值是根元素<schema>的attributeFormDefault屬性的值。另外，use屬性是<element>所沒有的，它表示怎么使用這個屬性，可以取的值有：
- optional：屬性是可選的，並且可以具有指定數據類型的任意值
- prohibited：不能使用屬性（既然不能使用，為何還要定義？主要是在派生新類型使用，用來刪除原類型的某個屬性）
- required：必須的屬性，此時不能指定default和fixed
（2）在根元素<schema>下定義的屬性稱之為全局屬性，其它的屬性則可以通過<attribute>元素的ref屬性來引用全局屬性；也可以直接將<attribute>放在<complexType>元素內部定義屬性。
（3）類似<group>元素定義元素組，還可以使用<attributeGroup>元素定義屬性組，其語法格式如下：
<attributeGroup id=ID name=NCName ref=QName any-attributes> (annotation?,((attribute|attributeGroup)*,anyAttribute?)) </attributeGroup>
（4）屬性通配符
類似於元素通配符，可以使用<anyAttribute>表示屬性通配符，其語法格式如下：
<anyAttribute id=ID namespace=namespace processContents=lax|skip|strict any-attributes> (annotation?) </anyAttribute>
其中屬性含義與元素通配符<any>相同。
4、再看看怎么派生復雜數據類型
知道怎么定義元素和屬性之后，就可以進一步看怎么定義復雜數據類型了，總的來說，定義復雜數據類型需要弄清兩個問題：第一個問題是基類型的問題——定義復雜數據類型的基礎是哪個類型？第二個問題就是派生方式的問題——派生復雜數據類型可以使用限制<restriction>和擴展<extension>兩種方式。
（1）基類型
- anyType類型：和DTD中的ANY類似，XSD中也有一個anyType類型，這種類型的元素沒有任何限制，可以包含子元素，可以包含字符串內容，還可以添加任何屬性（但這些屬性需要在XSD文件中定義過），anyType類型是所有簡單類型和所有復雜類型的基類型，通常用於派生新的類型，而不是直接用來定義元素。
- 簡單類型
- 含簡單內容的復雜類型：元素內容是簡單類型值，但元素包括屬性
- 空元素類型：用於定義內容為空或空字符串的元素，但是該元素可以接受屬性。定義空元素類型有兩種方式：
- 擴展長度為0的字符串：如果該元素不需要包含屬性，那么直接使用長度為0的字符串類型定義該元素即可
- 限制anyTye：限制anyType時不定義任何子元素，只定義所需屬性即可
<xs:simpleType name="emptyString"> <xs:restriction base="xs:string"> <xs:maxLength value="0"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> <xs:element name="book"> <xs:complexType> <xs:simpleContent> <!--以空字符串為基礎派生新的復雜類型--> <xs:extension base="emptyString"> <!--添加一個屬性--> <xs:attribute name="name" type="xs:token"/> </xs:extension> </xs:simpleContent> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="book2"> <xs:complexType> <!--不指定子元素，即定義了一個空元素--> <!--添加一個屬性--> <xs:attribute nae="name" type="xs:token"/> </xs:complexType> </xs:element>
- 包含子元素的類型
- 混合內容類型
（2）派生方式
- 限制<restriction>
- 擴展<extension>
下面是我從這基類型和派生方式兩個維度統計的一個列表：
| 基類型 | 派生方式 | 定義時使用的XSD元素 | 說明 |
| anyType類型 | 限制 | <complexType><complexContent><restriction> |
因為anyType只能限制，不能擴展，所以可以省略<complexContent><restriction>元素， 而直接在<complexType>內部使用<all>|<choice>|<sequence>等元素 |
| 擴展 |
|
anyType類型已經沒有任何限制了，所以也就不需要再擴展了 |
|
| 簡單類型 | 限制 | <simpleType> |
限制簡單類型最終結果也是一個簡單類型，因此使用<simpleType>元素 |
| 擴展 | <complexType><simpleContent><extension> |
可以通過添加屬性或屬性組派生復雜數據類型 | |
| 包含簡單內容的復雜類型 | 限制 | <complexType><simpleContent><restriction> |
|
| 擴展 | <complexType><simpleContent><extension> |
添加屬性 | |
| 空元素類型 | 限制 | <complexType><complexContent><restriction> |
|
| 擴展 | <complexType><complexContent><extension> |
|
|
| 包含子元素的類型 | 限制 | <complexType><complexContent><restriction> |
|
| 擴展 | <complexType><complexContent><extension> |
|
|
| 混合內容類型 | 限制 | <complexType><complexContent><restriction> |
限制混合內容類型的方式和限制包含子元素的類型基本相同 |
| 擴展 | <complexType><complexContent><extension> |
擴展混合內容類型的方式和擴展包含子元素的類型基本相同，但是必須保留mixed="true" |
派生類型的另外一種用法：
假設在XSD中定義了元素<book>，其類型是book_type（包含一個name屬性），同時還定義了book_type的派生數據類型extended_book_type（在book_type基礎上添加就價格price屬性），這種情況下，在實際XML文檔中， 可以以如下兩種方式使用<book>元素：
<!--1。第一種方式，book元素實際類型為book_type類型--> <book name="example1"/> <!--2。第二種方式，使用xsi:type指定book元素的實際類型為extended_book_type，這里xsi為命名空間http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance對應的前綴--> <book name="example2" xsi:type="extended_book_type" price="100"/>
5、一致性約束
定義元素還可以指定3種類型的約束：
- key約束：相當於DB里面的主鍵約束，要求指定內容必須存在而且唯一
- keyref約束：相當於DB里面的外鍵約束，要求指定內容的值必須使用refer屬性引用另一個key約束或unique約束
- unique約束：相當於DB里面的唯一約束，要求指定內容必須唯一，但可以不存在
這3個一致性約束都只能在<element>元素內定義，且只能在<element>元素的最后面定義。
在DB中定義約束時，不僅需要指定使用哪類約束，還需要定義應該對哪些字段應用約束，在XSD中定義一致性約束也完全類似，也需要指定該約束將對哪些部分起作用，因此需要在約束內使用如下兩個子元素：
- <selector>：需指定一個xpath屬性，其值是一個XPath表達式，用來確定一個元素范圍，在一次約束定義中，<selector>必須且只能出現一次
- <field>：需要指定一個xpath屬性，其值是一個XPath表達式，在一次約束定義中，<field>至少要出現一次，也可以出現多次
這兩個元素的含義是：在<selector>元素的XPath表達式表示的范圍內，<field>元素的XPath表達式所表示的內容必須遵守一致性約束，如果有多個<field>元素，則它們的XPath表達式內容的組合必須遵守一致性約束，當XPath表達式所表示的內容無需遵守，這個概念相當於DB中的多列組合約束。
看下例子：
<xs:element name="book-list"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element ref="book" maxOccurs="unbounded"/> </xs:sequence> </xs:complexType> <!--定義key約束，只在book-list之內有效--> <xs:key name="nameKey"> <!--在當前上下文的book元素之內（即book-list/book之內）--> <xs:selector xpath="book"/> <!--指定book-list/book元素之內的name元素的值必須存在且唯一--> <xs:field xpath="name"/> </xs:key> </xs:element>
6、定義符號
最后看一下和DTD中對應的定義符號的用法，在XSD中使用<notation>元素定義符號，用來標識XML文檔中的外部數據，該元素可接受的屬性有：
- id：指定該符號的唯一標識，通常無需指定
- name：指定該符號的名稱，是一個必填屬性，而且該名稱在整個XSD內必須是唯一的
- public：指定該符號所標識數據的外部格式或對應處理程序，必填屬性，相當於DTD中<!NOTATION>中PUBLIC的作用
- system：指定該符號所標識數據的外部格式或對應處理程序，可選屬性，相當於DTD中<!NOTATION>中SYSTEM的作用