XML und.net. Proseminar Objektorientiertes Programmieren mit.net und C# Tuan Duc Nguyen. Institut für Informatik Software & Systems Engineering

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1 XML und.net Proseminar Objektorientiertes Programmieren mit.net und C# Tuan Duc Nguyen Institut für Informatik Software & Systems Engineering

2 Agenda Überblick über XML XML Klassen in.net Lesen von XML Dateien XmlReader Validierung DOM in.net LINQ to XML Erzeugen von XML Dateien XmlWriter DOM LINQ to XML Vergleich der Performance XML und.net 2

3 XML Extensible Markup Language Erweiterung von SGML Wird von W3C entwickelt Ermöglicht Austausch von Daten zwischen Applikationen Vorteil: Benutzer freundlich Repräsentation von strukturierten Dateien Wird von vielen unterstützt XML = selbst beschreibende Daten XML und.net 3

4 Beispiel: ein einfaches XML Dokument <?xml version="1.0" encoding="utf- 8"?> <book> <title>c# 4.0 in a Nutshell</title> <author>joseph Albahari</author> <isbn> </isbn> <price currency="euro">34,95</price> </book> è Baum-Hierarchie: book title author isbn price [currency= EURO ] C# 4.0 in a Nutshell Joseph Albahari , XML und.net 4

5 XML Klassen in.net XmlReader System.XML XmlWriter XmlDocument XmlNode XmlAttribute XmlCharacterData XmlLinkedNode XmlElement XDocument System.XML.Linq (ab.net 3.5) XNode XAttribute XContainer XElement XML und.net 5

6 XmlReader (1) Dient als Grundlagen für alle XML Lesen-Aktivität im.net Auf Stream basierend Kein Zwischenspeicher Nur vorwärts lesen Pull-Modell Parser Gibt Informationen über das aktuelle Datei-Element aus Die Applikation entnimmt mit Hilfe des Parsers die Daten Besonders gut für Dateien mit bestimmten Strukturen XML und.net 6

7 XmlReader (2) NodeType = XmlNodeType.Element Name = title Value = NodeType = XmlNodeType.EndElement Name = book Value = <?xml version="1.0" encoding="utf- 8"?> <book> <title>c# 4.0 in a Nutshell</title> <author>joseph Albahari</author> <isbn> </isbn> <!- - Some comment - - > <price currency="euro">34,95</price> </book> NodeType = XmlNodeType.Comment Name = Value = Some comment XML und.net 7

8 XmlReader (3): Wichtigste Methoden und Eigenschaften NodeType: Typ des aktuellen Knoten, Werte von Enum XmlNodeType: Element und EndElement Text Whitespace Comment... Name: Titel des aktuellen Knoten Inhalt eines Elements lesen: ReadElementContentAsXXXX() //(String, Long, Int...) ReadInnerXml(), ReadOuterXml() Navigation: Skip(), Read() ReadToFollowing(nodeName), ReadToDescendant(nodeName), ReadToNextSibling(nodeName) XML und.net 8

9 XmlReader (4): Beispiel XmlReader reader = XmlReader.Create("book.xml"); while (reader.read()) { switch (reader.nodetype) { case XmlNodeType.Element: if (reader.name == "title ) { reader.readstartelement(); Console.WriteLine("title: " + reader.readcontentasstring()); } if (reader.name == "price ) { if (reader.movetoattribute("currency")) Console.WriteLine(reader.Name + "=" + reader.value); reader.readstartelement(); Console.WriteLine("price: " + reader.readcontentasfloat()); } break; case XmlNodeType.Comment: Console.WriteLine("comment: " + reader.value); break; } } XML und.net 9

10 Überprüfung der Gültigkeit eines XML Dokuments Warum validieren? Fehler vermeiden und erkennen Detailliertere und informativere Fehler-Beschreibung DTD (Document Type Definition) Einfache, nicht XML Syntax Keine XML-Namespace-Unterstützung Unterstützt nur eine kleine Anzahl von Datentypen XSD (XML Schema) Basierend auf XML Besseres Datentyp-System Ermöglicht Kombinierung, Neudefinierung, Wiedernutzung von verschiedenen Schemas è è XSD ist neuer und besser! XML und.net 10

11 Validierung XML in.net Ein Objekt der Klasse XmlReaderSettings ist optionale für XmlReader: XmlReaderSettings settings = new XmlReaderSettings(); XmlReader reader = XmlReader.Create(inputURI,settings); Einstellung von Validierungstyp: XSD Schema settings.validationtype = ValidationType.Schema; settings.schemas.add (null, "test.xsd"); DTD settings.dtdprocessing = DtdProcessing.Parse; settings.validationtype = ValidationType.DTD; Für Inline-Schema/-DTD: settings.validationflags = XmlSchemaValidationFlags.ProcessInlineSchema; XML und.net 11

12 Validierung XML in.net (2) Callback hinzufügen: settings.validationeventhandler += new ValidationEventHandler (ValidationCallBack); Callback-Funktion implementieren: private static void ValidationCallBack(object sender, ValidationEventArgs e) { } Console.WriteLine("Validation Error: {0}", e.message); XML und.net 12

13 Das Document Object Model (DOM) DOM ist eine von W3C definierte Schnittstelle für den Repräsentation und Bearbeitung von Objekten in HTML- und XML-Dokumenten. DOM modelliert ein XML Dokument als Baumstruktur im Zwischenspeicher Gedacht für: Navigation und Suche nach Knoten Dynamische Veränderungen von Inhalt, Struktur, Layout Implementierung von DOM in.net: Namespace System.Xml XmlDocument XmlElement XmlAttribute XmlComment XML und.net 13

14 DOM in.net: XmlDocument und Verwandten Initialisierung eines XmlDocument-Objekts: XmlDocument document = new XmlDocument(); document.load(xmlreader reader); document.load(string uri); document.loadxml(string xml); Werte von Knoten lesen/ändern als Property von Basisklasse XmlNode InnerText Value InnerXml Navigation mit Methoden von XmlNode (DOM Funktionen): NextSibling, PreviousSibling ChildNodes, FirstChild, LastChild ParentNode XML und.net 14

15 Navigation und Suche nach Knoten mit XPath DOM-Klassen bieten Navigation mit XPath: node.selectsinglenode(string xpath); node.selectnodes(string xpath); Standard von W3C, wird von vielen anderen XML Standards verwendet Kann nach Elemente, Attribute und Texte suchen Zahlreiche Built-in-Funktionen Beispiel /book/titel[1] //titel EURO ] Bedeutung Der erste Kind-Knoten Titel vom Knoten Book Alle Knoten Titel, rekursiv Alle Knoten Price, wo die Eigenschaft currency gleich EURO ist *[contains(name(), date )] Alle Knoten, wessen Namen das Wort date enthalten XML und.net 15

16 LINQ to XML Vorteil zu.net DOM: Schneller, einfacher XDocument nicht unbedingt nötig LINQ freundlich Initialisierung eines XElement/XDocument-Objekts: XDocument doc = XDocument.Load(string uri); XDocument doc = XDocument.Load(XmlReader reader); XDocument doc = XDocument.Parse(string xml); XElement e = XElement.Load(string uri); XElement e = XElement.Load(XmlReader reader); XElement e = XElement.Parse(string xml); XElement e = (XElement)XNode.ReadFrom(XmlReader reader); XML und.net 16

17 LINQ to XML (2): Navigation und Suche nach Knoten Navigation: HasElements FirstNode, LastNode Nodes(), DescendantNodes(), DescendantNodesAndSelf() Element(XName name), Elements(XName name) Descendants(), Descendants(XName name) Abfrage mit LINQ: IEnumerable<XElement> billige_buecher = from book in books.descendants("book") where (float)book.element("price") <= 10 select book; Werte durch Casted XML und.net 17

18 Beispiel DOM: XmlDocument doc = new XmlDocument(); doc.load("book.xml"); Console.WriteLine(doc.SelectSingleNode("book/title").InnerText); Console.WriteLine(doc.SelectSingleNode("book/price/@currency").Value); float price = float.parse(doc.selectsinglenode("book/price")); LINQ to XML: XDocument xdoc = XDocument.Load("book.xml"); XElement book = xdoc.element("book"); string title = (string)book.element("title"); string currency = (string)book.element("price").attribute("currency"); float price = (float)book.element("price"); XML und.net 18

19 Erzeugen von XML Datei (1): XmlWriter Gründlich, schnell, ohne Zwischenspeicher Nur vorwärts schreiben Auf Gültigkeit des XML Codes achten XmlWriterSettings settings = new XmlWriterSettings(); settings.indent = true; using (XmlWriter writer = XmlWriter.Create("book.xml", settings)) { writer.writestartelement("book"); writer.writeelementstring("title", "C# 4.0 in a Nutshell"); writer.writecomment("some comment"); writer.writestartelement("price"); writer.writeattributestring("currency", "EURO"); writer.writevalue(35.95); writer.writeendelement(); writer.writeendelement(); } XML und.net 19

20 Erzeugen von XML Datei (2): DOM XmlDocument doc = new XmlDocument(); doc.appendchild(doc.createxmldeclaration("1.0", "utf- 8", "yes")); XmlElement title = doc.createelement("title"); title.appendchild(doc.createtextnode("c# 4.0 in a Nutshell")); XmlAttribute currency = doc.createattribute("currency"); currency.value = "EURO"; XmlElement price = doc.createelement("price"); price.attributes.append(currency); price.innertext = "35.95 ; XmlElement book = doc.createelement("book"); book.appendchild(title); book.appendchild(doc.createcomment("some comment")); book.appendchild(price); doc.appendchild(book); XML und.net 20

21 Erzeugen von XML Datei (3): DOM Inhalt eines Knoten ändern: Value (für Text-Knoten oder Attributen) InnerXml InnerText Knoten hinzufügen: InsertBefore(node, refnode), InsertAfter(node, refnode) AppendChild(newNode), PrependChild(newNode) Entfernen von Knoten: RemoveChild(XmlNode child) RemoveAll() Entfernen von Attributen von Knoten: RemoveAttribute(string name) RemoveAllAttributes() XML und.net 21

22 Erzeugen von XML Datei (4): LINQ to XML Dokumente generieren: XDocument doc = new XDocument( new XDeclaration("1.0", "utf- 8", "yes"), root); Knoten erzeugen: XElement e = new XElement("book", new XElement("title", "C# 4.0 in a Nutshell"), new XComment("Some comment"), new XElement("price", new XAttribute("currency", "EURO"), 35.95) ); Knoten hinzufügen/entfernen: Add( ), RemoveNodes( ), RemoveAttributes( ) ReplaceNodes( ), ReplaceAttributes( ) SetElementValue(name, value), SetAttributeValue(name, value) XML und.net 22

23 Speichern einer XML Datei XDocument XDocument.Save(string output); XDocument.Save(XmlWriter writer); XmlDocument XmlDocument.Save(string output); XmlDocument.Save(XmlWriter writer); XML und.net 23

24 Performance Vergleich (1) Größe von Test-Data Durchschnittliche Laufzeit (ms) XmlDocument LINQ to XML XmlReader XML und.net 24

25 Performance Vergleich (2) (Laufzeit von Test in Millisekunde) Größe von Test Data XmlReader LINQ to XML XmlDocument 1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , Quelle: XML und.net 25

26 Zusammenfassung: wann nutzt man was? XmlReader: Große Datei mit bestimmten Datenstrukturen Performance oder Speichereffizienz ist wichtig LINQ to XML: Kleine Datei und/oder komplexere Datenstrukturen Dynamische Veränderung ist nötig Produktivität ist wichtig Am besten mit XmlReader zusammen verwenden DOM: Gleiche Vor- und Nachteile wie LINQ to XML Performance am schlechtesten Nutzen wenn: Gruppenmitglied nur DOM kennt Entwickeln für älterer Version der.net Plattform XML und.net 26

27 Informationsquellen Joseph, A., Ben, A., C# 4.0 in a Nutshell, O Reilly, 2010 Wikipedia, XML, Stand 28/11/2010 Joe Ferner, Performance: LINQ to XML vs XmlDocument vs XmlReader, performance_linq_to_sql_vs.html, Near Infinity s blog, 05/2008 MSDN, XML-Dokumente und XML-Daten, Michael Jervis, DTDs vs XML Schema, Sitepoint,11/ XML und.net 27

28 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! XML und.net 28