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第14章 XSL变换
可扩展的样式语言（Extensible Style Language，XSL）包括变换语言（transformation language）和格式化语言（formatting language）。每种语言都是一个XML应用程序。变换语言提供定义规则的元素如何将XML文档变换成另一个XML文档。被变换的XML文档可能使用原文档的标记和DTD，或者使用一组完全不同的标记。特别是，可能会使用XSL第二部分（格式化对象）定义的标记。本章涉及到XSL变换语言中的部分内容。
本章的主要内容如下：
· 理解XSL、XSL变换和模板 
· 计算节点的值 
· 处理多个元素 
· 用表达式选择节点 
· 理解缺省的模板规则 
· 确定输出要包含的内容 
· 复制当前节点 
· 对节点进行计数、对输出元素分类以及插入CDATA和 0.0899



Helium
He
2
4.0026
4.216
0.95

0.1785



图14-1显示的是本文档作为树形结构的图解。它起始于顶端的根节点（不同于根元素！），包括两个子节点：xml-stylesheet处理指令和根元素PERIODIC_TABLE。（XML声明对XSL处理程序是不可见的，因而不包括在XSL处理程序进行操作的树形结构中）。PERIODIC_TABLE元素包括两个子节点，即两个ATOM元素。每个ATOM元素都一个STATE特性的特性节点和各种子元素节点。每个子元素包括其内容的节点，以及任何特性节点和拥有的注释。注意，在特殊情况下，许多节点可以是除元素之外的任何内容。节点可为文本、特性、注释和处理指令。与CSS1不同，XSL不限于只和全部元素一起使用，还有一个更加独特地查看文档的方法：能够根据注释、特性、处理指令等设计样式。
像XML声明一样，内部的DTD子集或DOCTYPE声明不是树形结构的一部分。但是，通过使用#FIXED或缺省特性值的声明，它可能具有将特性节点添加到某些元素中的效果。
 
 
图14-1 以树形图表示的清单14-1
XSL变换语言通过将XML树形结构变换成另一个XML树形结构来操作。这种语言含有操作符，此操作符用来从树形结构中选择特定节点、对节点重新排序以及输出节点。如果有一个节点是元素节点，那么它本身可能就是整个树形结构。请记住，所有的用于输入和输出的操作符都只能操作一个树形结构。它们不是用于变换任意数据的通用的正常表达语言。
14.2.2 XSL 样式单文档
更准确地说，当输入时，XSL变换接受以XML文档表示的树形结构，而输出时，则产生也以XML文档来表示的新的树形结构。因此，XSL变换部分也称为树形结构建立部分。输入和输出的内容必须是XML文档。不能使用XSL来变换成非XML格式（如PDF、TeX、Microsoft Word、PostScript、MIDI或其他）或从非XML格式进行变换。可使用XSL将XML变换为一中间格式（如TeXML），然后使用另外的非XSL软件来将这个中间格式变换成期望的格式。HTML和SGML都是介乎于两者之间的情况，因为它们非常接近于XML。可使用XSL将符合XML的结构完整性规则的HTML和SGML文档变换成XML或者相反。但是，XSL不能处理在大多数Web站点上和文档生成系统中遇到的各种各样非结构整洁的HTML和SGML文档。要牢记的首要问题是，XSL变换语言对于XML到XML的变换是可行的，但对于其他方面则不行。
XSL文档包含一组模板规则和其他规则。模板规则拥有模式（pattern）以及模板（template），模式用来指定模板规则所适用的树形结构，而模板是用来在与此模式匹配时进行输出。当XSL处理程序使用XSL样式单来格式化XML文档时，它对XML文档树形结构进行扫描，依次浏览每个子树形结构。当读完XML文档中的每个树形结构时，处理程序就把它与样式单中每个模板规则的模式进行比较。当处理程序找到与模板规则的模式相匹配的树形结构时，它就输出此规则的模板。这个模板通常包括一些标记、新的数据和从原XML文档的树形结构中复制来的数据。
XSL使用XML来描述这些规则、模板和模式。XSL文档本身也是xsl:stylesheet元素。每个模板规则都是xsl:template元素。规则的模式是xsl:template元素的match特性值。输出模板是xsl:template元素的内容。模板中所有的指令都是由一个或另一个XSL元素来完成的，而这些指令是来完成某种动作，如选择输入树形结构中要包括在输出树形结构的部分。这些由元素名上的xsl:前缀来标识。没有xsl:前缀的元素为结果树部分。
更恰当地说，作为XSL指令的所有元素都是xsl命名域的一部分。有关命名域将在第18章“命名域”中讨论。在那以前，只要了解所有的XSL元素的名称都是以xsl:开头就可以了。
清单14-2显示的是一个非常简单的XSL样式单，它有两个模板规则。第一个模板规则与根元素PFRIODIC_TABLE相匹配，它使用html元素来代替此元素。html元素的内容是将文档中的其他模板应用于PFRIODIC_TABLE元素中所获得的结果。
第二个模板与ATOM元素匹配，它用输出文档中的P元素代替输入文档中的每个ATOM元素。xsl:apply-templates规则将匹配的源元素的文本插入到输出文档中。因此，P元素的内容将是包含在相应的ATOM元素中的文本（但不是标记）。下面，将更进一步讨论这些元素的精确语法。
清单14-2：有两个模板规则的周期表XSL样式单

14.2.3 在何处进行XML变换
使用XSL样式单可有三种主要方式将XML文档变换成其他格式（如HTML）：
1．XML文档和相关的样式单都是用于客户端（Web浏览器）的，然后客户端程序按照样式单中指定的格式变换文档，并将它呈现给用户。
2．服务器将XSL样式单应用于XML文档，以便此文档能够变换成其他某种格式（通常为HTML），并把变换后的文档发送到客户端程序（Web浏览器）。
3．第三个程序将原XML文档变换成其他某种格式（常常为HTML）后，才把此文档放置在服务器上。服务器和客户程序只处理变换后的文档。
这三种方法尽管都使用相同的XML文档和XSL样式，但每一种都使用不同的软件。将XML文档发送到Internet Explorer 5.0的普通Web服务器使用的就是第一种方法。使用IBM alphaWork的XML功能与服务小程序兼容的Web服务器就是第二种方法的例证。使用命令行XT程序来将XML文档变换成HTML文档，然后将HTML文档放置在Web服务器上，采用的就是第三种方法。但是，这些方法都使用（至少在理论上是如此）相同的XSL语言。
本章中，我将重点介绍第三种方法，其主要原因是在撰写本书时，像James Clark的XT或IBM的LotusXSL这样的专用转换程序能够最完善、最精确地实现目前的XSL规范。此外，该方法提供了与先前的Web浏览器和服务器的最广泛的兼容性，而第一种方法要求浏览器比大多数用户使用的更新；第二种方法要求专门的Web服务器软件。但是，实际上，要求不同的服务器比要求特定客户来得简单。因为可以安装自己的专门服务器软件，但不能要求用户都安装特定的客户软件。
14.2.4 如何使用XT
XT是Java 1.1的字符模式的应用程序。要使用它，需要安装与Java 1.1兼容的虚拟机，如Sun的Java开发包（Java Development Kit，JDK）或Java的运行时环境（Java Runtime Environment，JRE）、Apple的Macintosh Runtime for Java 2.1（MRJ）或Microsoft的虚拟机。还需要安装符合SAX的XML分析程序，如James Clark的XP，这也是一个Java应用程序。
 在撰写本书时，可在http://www.jclark.com/xml/xt.html站点上找到XT程序，而在访问http://www.jclark.com/xml/xp/index.html处找到.XP程序。当然，这些URL都随时间可能发生变化。甚至无法担保在你读到此书时XT就能存在。但是，尽管我在本章中使用XT，但使用任何XSL处理程序（执行1999年4月21日制定的XSL规范工作草案的树形结构部分）时，这些实例都能运行。另外的可能性是IBM alphaWork的LotusXSL（可在http://www.a1phaworks.ibm.com/tech/LotusXSL处得到）。当使用执行XSL近期草案标准的软件时，这些例子可能运行，也可能不运行，尽管我希望这些例子更接近于近期标准。我将在我自己的Web站点（http://metalab.unc.edu/xml/books/bible/）上发布任何更新内容。
含有XT main方法的Java类是com.jclark.xsl.sax.Driver。假设Java的CLASSPATH环境变量包括xt.jar和sax.jar文件（这两个文件在XT发行版中），那么在命令解释程序的提示符或DOS窗口中键入下面的代码，即可运行XT：
C:>java
-Dcom.jclark.xsl.sax.parser=com.jclark.xml.sax.CommentDriver
com.jclark.xsl.sax.Driver 14-1.xml 14-2.xsl 14-3.html
这一命令行运行java解释程序，将com.jclark.xsl.sax.parser Java的环境变量设置为com.jclark.xml.sax.CommentDriver，后者表示用于解析输入文档的Java类的完整名称。此类必须在类路径中。此处我使用XP语法分析器，但任何符合SAX的语法分析器都可以做到。接下来就是含有XT程序的main()方法的Java类名称（com.jclark.xsl.sax.Driver）。最后，是输入XML文档（14-1.xml）、输入XSL样式单（14-2.xsl）和输出的HTML文件（14-3.html）的名称。如果忽略最后一个参数，那么变换后的文档将打印在控制台上。
如果正在使用Windows，并已安装了Microsoft Java虚拟机，就可以使用XT的单机可执行版。这样，由于它包括XP语法分析器，并且不要求提供CLASSPATH环境变量，所以使用起来就稍微容易一些。对于本程序，可简单地将xt.exe文件放置在自己的路径中，并键入下列句子：
C:> xt 14-1.xml 14-2.xsl 14-3.html
清单14-2像第6章讨论过的那样将输入文档变换成结构整洁的HTML文件。但是，只要编写的样式单支持这种变换，则可从任何XML应用程序变换到其他应用程序。例如，可以设想有这样的一个样式单，它把VML文档变换到SVG文档：
% java
-Dcom.jclark.xsl.sax.parser=com.jclark.xml.sax.CommentDriver
com.jclark.xsl.sax.Driver pinktriangle.vml
VmlToSVG.xsl -out pinktriangle.svg
当然，尽管其他大多数命令行XSL处理程序具有不同的命令行参数和选项，但它们的表现形式相似。如果这些程序不是用Java来编写，由于不需要配置CLASSPATH，使用起来可能稍微容易些。
清单14-3显示的是通过XT使用清单14-2中的XSL样式单来运行清单14-1时的输出结果。请注意，XT并不简化它所产生的具有许多空白的HTML。但这并不重要，因为最终是在Web浏览器中浏览此文件，而Web浏览器又会将空白截去。图14-2显示的是加载到Netscape Navigator 4.5中的清单14-3。由于清单14-3显示标准的HTML，所以不需要具有XML功能的浏览器来浏览此文档。
清单14-3：将清单14-2中的样式单应用于清单14-1中的XML后产生的HTML

Hydrogen
H
1
1.00794
20.28
13.81
0.0899

Helium
He
2
4.0026
4.216
0.95
0.1785

 
图14-2 将清单14-2中的XSL样式单应用于清单14-1中的XML而生成的页面
14.2.5 直接显示带有XSL样式单的XML文件
无需预处理XML文件，就可以向客户端发送XML文件和描述如何显示此文件的XSL文件。客户程序负责将样式单应用于文档，并按照要求加以显示。这种情况要求客户端所做的工作更多，但服务器的负载要小得多。在这种情况下，XSL样式单必须将文档变换成客户端能够理解的XML应用程序。尽管将来有些浏览器很可能能够处理XSL格式化对象，但HTML是很有希望的选择方案。
将XSL样式单与XML文档相链接是很容易的，只需要紧跟在XML声明之后插入序言中的xml-stylesheet处理指令。这种处理指令应有text/xsl值的type特性，以及其值为指向此样式单的URL的href特性。例如：


这也是将CSS样式单与文档链接的方法。这里的唯一区别是type特性具有text/xsl值，而不是text/css值。
Internet Explorer 5.0的XSL支持在许多方面与1999年4月21日制定的草案有差异。首先，它期望XSL元素放在http://www.w3.org/TR/WD-xsl命名域中，而不是http://www.w3.org/XSL/Transform/1.0命名域，尽管xsl前缀仍然使用。其次，当元素不与任何模板相匹配时，并不执行此元素的缺省规则。因此，在Internet Explorer中浏览文档时，需要从根元素开始为分级结构中的每个元素提供一个模板。清单14-4显示了这种情况。三条规则依次与根节点、根元素PERIODIC_TABLE和ATOM相匹配。图14-3显示的是使用此样式单将清单14-1加载到Internet Explorer 5.0中之后的XML文档。
清单14-4：将清单14-2调整为可在Internet Explorer 5.0下运行的样式单

　
 
图14-3 将清单14-4中调整过的XSL样式单应用于清单14-1中的XML文档， 在Internet Explorer 5.0中生成的页面
理想的情况是，相同的XML文档既可用于直接显示也可以预处理成HTML。不幸的是，XT不接受http://www.w3.org/TR/WD-xsl命名域，而IE 5不接受http://www.w3.org/XSL/Transform/1.0命名域。 由于不同的处理程序在对改进的XSL规范各部分的支持方面起到各有所长的作用，所以我们仍然处于这种痛苦的境地。
在本章剩下来的部分，在将文档装入浏览器之前，我将把它简单地预处理成HTML格式。
 
14.3 XSL模板
由xsl:template元素定义的模板规则是XSL样式单的最重要的部分。每个模板规则都是一个xsl:template元素。这些规则将特定的输出与特定的输入相关联。每个xsl:template元素都有一个match特性，用来指定要将此模板应用于输入文档的哪个节点。
xsl:template元素的内容是要运用的实际模板。模板可能既包含逐字显示在输出文档中的文本，同时也包含从输入XML文档将数据复制到结果的XSL指令。因为所有的XSL指令都放在xsl命名域中（即它们都是以xsl:开头），所以要区分元素（这些元素就是复制到输出的实际数据）和XSL指令是很容易的。例如，下面为一个应用于输入树形结构根节点的模板：








当XSL处理程序读取此输入文档时，它所看到的第一个节点就是根节点。下面的规则与此根节点相匹配，并告诉XSL处理程序发送此文本：






这种文本就是结构整洁的HTML。由于XSL文档本身就是XML文档，所以其内容（包括模板在内）也必须是结构整洁的XML。
如果要在XSL样式单中使用上面的规则，并且只在XSL样式单中使用的话，那么输出就只限于上面的六个标记。（实际上，可压缩为四个等价的标记：   ）。这是由于在规则中没有任何指令告诉格式化程序沿树形结构逐级下移，以便寻找与样式单中的模板进一步的匹配。
14.3.1 xsl:apply-templates元素
要达到根节点以外的地方，就要告诉格式化引擎处理根节点的子节点。一般来说，为了包括子节点中的内容，需递归处理整个XML文档中的节点。可以用来达到此目的的元素就是xsl:apply-templates。把xsl:apply-templates放在输出模板中，就可以告诉格式化程序把与源元素匹配的每个子元素同样式单中的模板相比较。用于匹配节点的模板本身可能包含xsl:apply-templates元素，以便搜索与其子节点的匹配。当格式化引擎处理节点时，此节点是作为整个树形结构来看待的。这是树形结构的优点所在。每个部分都是以处理整体相同的方式来处理。例如，清单14-5就是使用xsl:apply-templates元素来处理子节点的XSL样式单。
清单14-5：递归处理根下子节点的XSL样式单













An Atom


当本样式单应用于清单14-1时，将进行以下处理：
1．将根节点与样式单中的所有模板规则进行比较，它与第一个模板规则相匹配。
2．写出标记。
3．xsl:apply-templates元素使格式化引擎处理子节点。
A．将根节点的第一个子节点（xml-stylesheet指令）与模板规则相比较，此子节点与任何一个模板规则都不匹配，所以不产生任何输出。
B．将根节点的第二个子节点（根元素PERIODIC_TABLE）与模板规则相比较，此子节点与第二个模板规则相匹配。
C．写出标记。
D．body元素中的xsl:apply-templates元素使格式化引擎处理PERIODIC_TABLE的子节点。
a．将PERIODIC_TABLE元素的第一个子元素（即氢的ATOM元素）与模板规则进行比较，此子元素与第三个模板规则相匹配。
b．输出文本An Atom。
c．将PERIODIC_TABLE元素的第二个子元素（即氦的ATOM元素）与模板规则进行比较，此子元素与第三个模板规则相匹配。
d．输出文本An Atom。
E．写出标记。
4．写出标记。
5．处理完成。
最后的结果为：

An Atom
　
An Atom

14.3.2 select特性
为了用ATOM元素的名称（由其NAME子元素给出）来代替An Atom文本，需要指定模板应用于ATOM元素的NAME子元素。为了选择一组特定的子元素，而不是所有的子元素，可向xsl:apply-templates提供select特性，用来指定要选择的子元素。见下面的例子：



select特性使用同一类型的模式作为xsl:template元素的match特性。目前，我们坚持使用简单的元素名称；但本章后面有关匹配和选择模式的部分，将讨论select和match更多的可能用法，如果不存在select特性，那么选择所有的子元素。
将上面的规则加到清单14-5的样式单，并应用于清单14-5，其结果如下：

Hydrogen
Helium

 
14.4 使用xsl:value-of来计算节点值
xsl:value-of元素把输入文档中的节点值复制到输出文档中。xsl:value-of 元素的select特性指定正在获取的是哪个节点值。
例如，假设要将文字An Atom代替为由NAME子元素内容给出的ATOM元素的名称，可用代替An Atom，如下所示：

 

然后，当将样式单应用于清单14-1时，产生如下文本：

Hydrogen
Helium

选择其值的项目（本例中的NAME元素）是与源节点有关的。源节点是由模板来匹配的项目（本例中的特指ATOM元素）。因此，当氢的ATOM与相匹配，氢的ATOM的NAME元素就由xsl:value-of选定了。当氦的ATOM与相匹配时，氦的ATOM的NAME元素就由xsl:value-of选定了。
节点的值总是字符串，有时可能为空字符串。此字符串的精确内容由节点的类型而定。最普通的节点类型为元素，元素节点的值特别简单，就是在元素的开始标记和结束标记之间的所有可析字符数据（但不是标记！）。例如，清单14-1中的第一个ATOM元素如下所示：

Hydrogen
H
l
1.00794
1
20.28
13.81

0.0899


元素的值显示如下：
Hydrogen
H
1
1.00794
1
20.28
13.81
0.0899
我通过删除所有的标记和注释后计算出了这些值。包括空格在内的其他一切内容都完整无缺地保留着。其他六个节点类型的值也可以类似的非常明显的方式加以计算。表14-1总结了这些值的结果。
表14-1 节点值
节点类型  值 
根节点  根元素的值 
元素  包括在元素中的所有可析的字符数据（包括元素的任何后代中的字符数据） 
文本  节点的文本；实际上为节点本身 
特性  标准化的特性值（详细说明见XML 1.0推荐的第3.3.3节）；主要为实体还原后的特性值，截去前导和后随的空格；不包括特性名、等号或引号 
命名域  用于命名域的URL 
处理指令  处理指令的值；不包括以及处理指令名 
注释  注释文本，不包括