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  • 使用minidom来处理XML的示例(Python 学习)(转载)

    作者网站:http://www.donews.net/limodou/archive/2004/07/15/43609.aspx  

    一.XML的读取.

    在 NewEdit 中有代码片段的功能,代码片段分为片段的分类和片段的内容。在缺省情况下都是用XML格式保存的。下面我讲述一下,如何使用minidom来读取和保存XML文件。

    下面是片段分类的一个示例文件--catalog.xml

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <catalog>
        <maxid>4</maxid>
        <item id="1">
            <caption>Python</caption>
            <item id="4">
                <caption>测试</caption>
            </item>
        </item>
        <item id="2">
            <caption>Zope</caption>
        </item>
    </catalog>

    分类是树状结构,显示出来可能为:

    Python
        测试
    Zope

    先简单介绍一下XML的知识,如果你已经知道了可以跳过去。

    1. XML文档的编码

    此XML文档的编码为utf-8,因此你看到的“测试”其实是UTF-8编码。在XML文档的处理中都是使用UTF-8编码进行的,因此,如果你不写明encoding的话,都是认为文件是UTF-8编码的。在Python中,好象只支持几种编码,象我们常用的GB2312码就不支持,因此建议大家在处理XML时使用UTF-8编码。

    2. XML文档的结构

    XML文档有XML头信息和XML信息体。头信息如:

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

    它表明了此XML文档所用的版本,编码方式。有些复杂的还有一些文档类型的定义(DOCTYPE),用于定义此XML文档所用的DTD或Schema和一些实体的定义。这里并没有用到,而且我也不是专家,就不再细说了。

    XML信息体是由树状元素组成。每个XML文档都有一个文档元素,也就是树的根元素,所有其它的元素和内容都包含在根元素中。

    3. DOM

    DOM是Document Object Model的简称,它是以对象树来表示一个XML文档的方法,使用它的好处就是你可以非常灵活的在对象中进行遍历。

    4. 元素和结点

    元素就是标记,它是成对出现的。XML文档就是由元素组成的,但元素与元素之间可以有文本,元素的内容也是文本。在minidom中有许多的结点,元素也属于结点的一种,它不是叶子结点,即它存在子结点;还存在一些叶子结点,如文本结点,它下面不再有子结点。

    象catalog.xml中,文档元素是catalog,它下面有两种元素:maxid和item。maxid用来表示当前最大的item的id值。每一个item都有一个id属性,id属性是唯一的,在 NewEdit 中用来生成每个分类所对应的代码片段的XML文档名,因此不能重复,而且它是一个递增的值。item元素有一个caption子元素,用来表示此分类项的名称,它还可以包含item元素。这样,就定义了一个树状XML结构,下面让我们看一看如果把它们读出来。


    一、得到dom对象

    >>> import xml.dom.minidom
    >>> dom = xml.dom.minidom.parse('d:/catalog.xml')

    这样我们得到了一个dom对象,它的第一个元素应该是catalog。

    二、得到文档元素对象

    >>> root = dom.documentElement

    这样我们得到了根元素(catalog)。

    三、结点属性

    每一个结点都有它的nodeName,nodeValue,nodeType属性。nodeName为结点名字。

    >>> root.nodeName
    u'catalog'

    nodeValue是结点的值,只对文本结点有效。nodeType是结点的类型,现在有以下几种:

    'ATTRIBUTE_NODE'
    'CDATA_SECTION_NODE'
    'COMMENT_NODE'
    'DOCUMENT_FRAGMENT_NODE'
    'DOCUMENT_NODE'
    'DOCUMENT_TYPE_NODE'
    'ELEMENT_NODE'
    'ENTITY_NODE'
    'ENTITY_REFERENCE_NODE'
    'NOTATION_NODE'
    'PROCESSING_INSTRUCTION_NODE'
    'TEXT_NODE'

    这些结点通过名字很好理解。catalog是ELEMENT_NODE类型。

    >>> root.nodeType
    1
    >>> root.ELEMENT_NODE
    1

    四、子元素、子结点的访问

    访问子元素、子结点的方法很多,对于知道元素名字的子元素,可以使用getElementsByTagName方法,如读取maxid子元素:

    >>> root.getElementsByTagName('maxid')
    [<DOM Element: maxid at 0xb6d0a8>]

    这样返回一个列表,由于我们的例子中maxid只有一项,因此列表也只有一项。

    如果想得到某个元素下的所有子结点(包括元素),可以使用childNodes属性:

    >>> root.childNodes
    [<DOM Text node "     ">, <DOM Element: maxid at 0xb6d0a8>, <DOM Text node "     ">, <DOM Element: item at 0xb6d918>, <DOM Text node "     ">, <DOM Element: item at 0xb6de40>, <DOM Text node "     ">, <DOM Element: item at 0xb6dfa8>, <DOM Text node " ">]

    可以看出所有两个标记间的内容都被视为文本结点。象每行后面的回车,都被看到文本结点。从上面的结果我们可以看出每个结点的类型,本例中有文本结点和元素结点;结点的名字(元素结点);结点的值(文本结点)。每个结点都是一个对象,不同的结点对象有不同的属性和方法,更详细的要参见文档。由于本例比较简单,只涉及文本结点和元素结点。

    getElementsByTagName可以搜索当前元素的所有子元素,包括所有层次的子元素。childNodes只保存了当前元素的第一层子结点。

    这样我们可以遍历childNodes来访问每一个结点,判断它的nodeType来得到不同的内容。如,打印出所有元素的名字:

    >>> for node in root.childNodes:
        if node.nodeType == node.ELEMENT_NODE:
            print node.nodeName
            
    maxid
    item
    item

    对于文本结点,想得到它的文本内容可以使用: .data属性。

    对于简单的元素,如:<caption>Python</caption>,我们可以编写这样一个函数来得到它的内容(这里为Python)。

    def getTagText(root, tag):
        node = root.getElementsByTagName(tag)[0]
        rc = ""
        for node in node.childNodes:
            if node.nodeType in ( node.TEXT_NODE, node.CDATA_SECTION_NODE):
                rc = rc + node.data
        return rc

    这个函数只处理找到的第一个符合的子元素。它会将符合的第一个子元素中的所有文本结点拼在一起。当nodeType为文本类结点时,node.data为文本的内容。如果我们考查一下元素caption,我们可能看到:

    [<DOM Text node "Python">]

    说明caption元素只有一个文本结点。

    如果一个元素有属性,那么可以使用getAttribute方法,如:

    >>> itemlist = root.getElementsByTagName('item')
    >>> item = itemlist[0]
    >>> item.getAttribute('id')
    u'1'

    这样就得到了第一个item元素的属性值。

    下面让我们简单地小结一下如何使用minidom来读取XML中的信息

    1. 导入xml.dom.minidom模块,生成dom对象
    2. 得到文档对象(根对象)
    3. 通过getElementsByTagName()方法和childNodes属性(还有其它一些方法和属性)找到要处理的元素
    4. 取得元素下文本结点的内容


    二.写入.

    下面我来演示一下如何从无到有生成象catalog.xml一样的XML文件。

    一、生成dom对象

    >>> import xml.dom.minidom
    >>> impl = xml.dom.minidom.getDOMImplementation()
    >>> dom = impl.createDocument(None, 'catalog', None)

    这样就生成了一个空的dom对象。其中catalog为文档元素名,即根元素名。

    二、显示生成的XML内容

    每一个dom结点对象(包括dom对象本身)都有输出XML内容的方法,如:toxml(), toprettyxml()

    toxml()输出紧凑格式的XML文本,如:

    <catalog><item>test</item><item>test</item></catalog>

    toprettyxml()输出美化后的XML文本,如:

    <catalog>
        <item>
            test
        </item>
        <item>
            test
        </item>
    </catalog>

    可以看出,它是将每个结点后面都加入了回车符,并且自动处理缩近。但对于每一个元素,如果元素只有文本内容,则我希望元素的tag与文本是在一起的,如:

    <item>test</item>

    而不想是分开的格式,但minidom本身是不支持这样的处理。关于如何实现形如:

    <catalog>
        <item>test</item>
        <item>test</item>
    </catalog>

    这样的XML格式,后面我们再说。

    三、生成各种结点对象

    dom对象拥有各种生成结点的方法,下面列出文本结点,CDATA结点和元素结点的生成过程。

    1. 文本结点的生成

    >>> text=dom.createTextNode('test')
    test

    要注意的是,在生成结点时,minidom并不对文本字符进行检查,象文本中如果出现了'<','&'之类的字符,应该转换为相应的实体符号'&lt;','&amp;'才可以,这里没有做这个处理。

    2. CDATA结点的生成

    >>> data = dom.createCDATASection('aaaaaa bbbbbb')
    >>> data.toxml()
    '<![CDATA[aaaaaa bbbbbb]]>'

    CDATA是用于包括大块文本,同时可以不用转换'<','&'字符的标记,它是用<![CDATA[文本]]>来包括的。但文本中不可以有"]]>"这样的串存在。生成结点时minidom不作这些检查,只有当你输出时才有可能发现有错。

    3. 元素结点的生成

    >>> item = dom.createElement('caption')
    >>> item.toxml()
    '<caption/>'

    对于象元素这样的结点,生成的元素结点其实是一个空元素,即不包含任何文本,如果要包含文本或其它的元素,我们需要使用appendChild()或insertBefore()之类的方法将子结点加就到元素结点中。如将上面生成的text结点加入到caption元素结点中:

    >>> item.appendChild(text)
    <DOM Text node "test">
    >>> item.toxml()
    '<caption>test</caption>'

    使用元素对象的setAttribute()方法可以向元素中加入属性,如:

    >>> item.setAttribute('id', 'idvalue')
    >>> item.toxml()
    '<caption id="idvalue">test</caption>'

    四、生成dom对象树

    我们有了dom对象,又知道了如何生成各种结点,包括叶子结点(不包含其它结点的结点,如文本结点)和非叶子结点(包含其它结点的结点,如元素结点)的生成,然后就需要利用结点对象本身的appendChild()或insertBefore()方法将各个结点根据在树中的位置连起来,串成一棵树。最后要串到文档结点上,即根结点上。如一个完整的示例为:

    >>> import xml.dom.minidom
    >>> impl = xml.dom.minidom.getDOMImplementation()
    >>> dom = impl.createDocument(None, 'catalog', None)
    >>> root = dom.documentElement
    >>> item = dom.createElement('item')
    >>> text = dom.createTextNode('test')
    >>> item.appendChild(text)
    <DOM Text node "test">
    >>> root.appendChild(item)
    <DOM Element: item at 0xb9cf80>
    >>> print root.toxml()
    <catalog><item>test</item></catalog>

    五、简单生成元素结点的函数

    下面是我写的一个小函数,用于简单的生成类似于:

    <caption>test</caption>

    或形如:

    <item><![CDATA[test]]></item>

    的元素结点

    1       def makeEasyTag(dom, tagname, value, type='text'):
    2           tag = dom.createElement(tagname)
    3           if value.find(']]>') > -1:
    4               type = 'text'
    5           if type == 'text':
    6               value = value.replace('&', '&amp;')
    7               value = value.replace('<', '&lt;')
    8               text = dom.createTextNode(value)
    9           elif type == 'cdata':
    10              text = dom.createCDATASection(value)
    11          tag.appendChild(text)
    12          return tag

    参数说明:

    • dom为dom对象
    • tagname为要生成元素的名字,如'item'
    • value为其文本内容,可以为多行
    • type为文本结点的格式,'text'为一般Text结点,'cdata'为CDATA结点

    函数处理说明:

    • 首先创建元素结点
    • 查找文本内容是否有']]>',如果找到,则此文本结点只可以是Text结点
    • 如果结点类型为'text',则对文本内容中的'<'替换为'&lt;','&'替换为'&amp;',再生成文本结点
    • 如果结点类型为'cdata',则生成CDATA结点
    • 将生成的文本结点追加到元素结点上

    因此这个小函数可以自动地处理字符转化及避免CDATA结点中出现']]>'串。

    上面生成'item'结点的语句可以改为:

    >>> item = makeEasyTag(dom, 'item', 'test')
    >>> item.toxml()
    '<item>test</item>'

    六、写入到XML文件中

    dom对象树已经生成好了,我们可以调用dom的writexml()方法来将内容写入文件中。writexml()方法语法格式为:

    writexml(writer, indent, addindent, newl, encoding)

    • writer是文件对象
    • indent是每个tag前填充的字符,如:'  ',则表示每个tag前有两个空格
    • addindent是每个子结点的缩近字符
    • newl是每个tag后填充的字符,如:' ',则表示每个tag后面有一个回车
    • encoding是生成的XML信息头中的encoding属性值,在输出时minidom并不真正进行编码的处理,如果你保存的文本内容中有汉字,则需要自已进行编码转换。

    writexml方法是除了writer参数必须要有外,其余可以省略。下面给出一个文本内容有汉字的示例:

    1       >>> import xml.dom.minidom
    2       >>> impl = xml.dom.minidom.getDOMImplementation()
    3       >>> dom = impl.createDocument(None, 'catalog', None)
    4       >>> root = dom.documentElement
    5       >>> text = unicode('汉字示例', 'cp936')
    6       >>> item = makeEasyTag(dom, 'item', text)
    7       >>> root.appendChild(item)
    8       <DOM Element: item at 0xb9ceb8>
    9       >>> root.toxml()
    10      u'<catalog><item>u6c49u5b57u793au4f8b</item></catalog>'
    11      >>> f=file('d:/test.xml', 'w')
    12      >>> import codecs
    13      >>> writer = codecs.lookup('utf-8')[3](f)
    14      >>> dom.writexml(writer, encoding='utf-8')
    15      >>> writer.close()

    5行 因为XML处理时内部使用Unicode编码,因此象汉字首先要转成Unicode,如果你不做这一步minicode并不检查,并且保存时可能不会出错。但读取时可能会出错。
    12-13行 生成UTF-8编码的写入流对象,这样在保存时会自动将Unicode转换成UTF-8编码。

    这样写XML文件就完成了。

    三.美化.

    对于dom对象的writexml()方法,虽然可以控制一些格式上的输出,但结果并不让人满意。比如我想实现:

    <catalog>
        <item>test</item>
        <item>test</item>
    </catalog>

    而不是:

    <catalog>
        <item>
            test
        </item>
        <item>
            test
        </item>
    </catalog>

    如果是象下面的输出结果我无法区分原来文本中是否带有空白,而上一种结果则不存在这一问题。好在我在wxPython自带的XML资源编辑器(xred)发现了美化的代码。代码如下:

    1       def Indent(dom, node, indent = 0):
    2           # Copy child list because it will change soon
    3           children = node.childNodes[:]
    4           # Main node doesn't need to be indented
    5           if indent:
    6               text = dom.createTextNode(' ' + ' ' * indent)
    7               node.parentNode.insertBefore(text, node)
    8           if children:
    9               # Append newline after last child, except for text nodes
    10              if children[-1].nodeType == node.ELEMENT_NODE:
    11                  text = dom.createTextNode(' ' + ' ' * indent)
    12                  node.appendChild(text)
    13              # Indent children which are elements
    14              for n in children:
    15                  if n.nodeType == node.ELEMENT_NODE:
    16                      Indent(dom, n, indent + 1)

    参数说明:

    dom为dom对象
    node为要处理的元素结点
    indent指明缩近的层数

    函数说明:

    Indent是一个递归函数,当一个结点有子元素时进行递归处理。主要是解决子元素的换行和缩近的处理。这里缩近是写死的,每一级缩近使用一个制表符。如果你愿意可以改为你想要的内容。就是把函数中的' '换替一下。或干脆写成一个全局变量,或参数以后改起来可能要容易的多。不过在 NewEdit 中,这样的处理足够了,就没有做这些工作。

    Indent基本的想法就是递归遍历所有子结点,在所有需要加入回车和缩近的地方插入相应的文本结点。这样再使用writexml()输出时就是缩近好了的。具体程序不再细说,直接用就行了。

    但这里要注意的是:

    Indent()要修改原dom对象,因此在调用它之前最好先复制一个临时dom对象,使用完毕后再清除这个临时dom对象即可。下面是详细的调用过程:

    1       domcopy = dom.cloneNode(True)
    2       Indent(domcopy, domcopy.documentElement)
    3       f = file(xmlfile, 'wb')
    4       writer = codecs.lookup('utf-8')[3](f)
    5       domcopy.writexml(writer, encoding = 'utf-8')
    6       domcopy.unlink()

    1行 克隆一个dom对象
    2行 进行缩近处理
    3-4行 进行UTF-8编码处理
    5行 生成XML文件
    6行 清除dom对象的内容

    经过这番处理之后,你的XML文档应该好看多了。

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