.NET 使用 XPath 来读写 XML 文件

XPath 是 XML 路径语言（XML Path Language），用来确定XML文档中某部分位置的语言。无论是什么语言什么框架，几乎都可以使用 XPath 来高效查询 XML 文件。

本文将介绍 .NET 中的 XPath 相关类型的使用。

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本文读写的 XML 文件会以 文章末尾的代码 - 假设的 XML 文件 作为示例。

关于 XPath 语法，可以阅读 XML 的 XPath 语法 了解更多。

 

一切从这里开始

.NET 中支持 XPath 的 XML 文档类有两种读取方法，一种是 XPathDocument，以只读的方式读取；另一种是 XmlDocument，不止可以读，还可以编辑。

// 得到 walterlv.xml 文档在内存中的快速只读表示形式。
var xPathDocument = new XPathDocument("walterlv.xml");
// 以可读可写的方式打开 walterlv.xml 文件。
var xmlDocument = new XmlDocument();  
xmlDocument.Load("walterlv.xml"); 

如果要确定 XML 的文件编码，需要使用 XmlTextReader 来读 XML 文件；它的基类 XmlReader 没有提供编码信息。XmlTextReader 作为参数传入 XPathDocument 的构造函数或 XmlDocument.Load 方法中即可。

无论是 XPathDocument 还是 XmlDocument，因为都实现了 IXPathNavigable，所以都有 CreateNavigator(); 方法，调用能得到 XPathNavigator 对象。不过前者的 CanEdit 是 false，后者的 CanEdit 是 true。

var navigator1 = xPathDocument.CreateNavigator();
var navigator2 = xmlDocument.CreateNavigator();

上手 XPath

路径查询

XPathNavigator 对象提供了下面两种通用的 XPath 表达式的使用检索方法。

• Select
• SelectSingleNode

比如希望检索本文末尾的 XML 文件中的 id，使用 /package/metadata/id 即可检索。

当然，事实上这个 XML 文件是不能这样检索出来 id 的，因为它带有命名空间。

带有命名空间的检索需要使用到 XmlNamespaceManager 类，并写成下面这样：

var namespaceManager = new XmlNamespaceManager(new NameTable());
namespaceManager.AddNamespace("d", "http://schemas.microsoft.com/packaging/2012/06/nuspec.xsd");
navigator.Select("/d:package/d:metadata/d:id", namespaceManager);

这里其实略微奇怪，因为命名 package、id 等都在默认的命名空间下，我们却必须显式加一个命名空间前缀。微软对此的解释是如果不指定命名空间前缀，默认都是 null，而不是 XML 声明的那个默认命名空间。这里是原文：

XPath treats the empty prefix as the null namespace. In other words, only prefixes mapped to namespaces can be used in XPath queries. This means that if you want to query against a namespace in an XML document, even if it is the default namespace, you need to define a prefix for it.

路径检索的语法也有很多种，可以参考我的另一篇文章 XML 的 XPath 语法。

为了提升性能，XPathNavigator 额外提供了这些方法，用于替代 XPath 中的部分对应的语法：

• SelectChildren
• SelectAncestors
• SelectDescendants

XPath 函数调用

Compile 和 Evaluate 提供了复杂的 XPath 函数调用。比如下面我们把几种 url 都拼接在一起得到一个新字符串。

XPathExpression query = navigator.Compile("concat(//licenseUrl/text(), //projectUrl/text(), //iconUrl/text())");
string urls = (string) navigator.Evaluate(query);

节点匹配

Matches 用来检查当前的节点是否满足某个条件。比如下面的例子便是检查当前节点的父节点是否是 group 并且其 targetFramework 属性为 .NETStandard2.0。显然，符合这个条件的只有最后的那个 dependency 节点。

navigator.Matches("../group/@targetFramework='.NETStandard2.0'");

XPath 导航

XPathNavigator 可以在节点、属性中间移动，以便能够不止从根节点进行查询。

• MoveTo
• MoveToChild
• MoveToFirst
• MoveToFirstChild
• MoveToFollowing
• MoveToId
• MoveToNext
• MoveToParent
• MoveToPrevious
• MoveToRoo
• MoveToAttribute
• MoveToFirstAttribute
• MoveToNextAttribute
• MoveToNamespace
• MoveToFirstNamespace
• MoveToNextNamespace

在导航到需要的节点或者属性后，可以使用 navigator.OuterXml 拿到节点的所有 XML 字符串。也可以使用下面这些方法拿到节点内部的值。

• ValueAsBoolean
• ValueAsDateTime
• ValueAsDouble
• ValueAsInt
• ValueAsLong
• ValueAs

编辑 XML

由于我们要编辑 XML 数据，所以加载 XML 文件的方式不能是 XPathDocument 了，得是 XmlDocument。

插入使用 Insert 相关的方法，删除使用 Delete 相关的方法。而修改数据使用 SetValue。

保存 XML 到文件

保存 XML 使用 XmlDocument 的 Save 或者 WriteTo 方法即可。

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假设的 XML 文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<package xmlns="http://schemas.microsoft.com/packaging/2012/06/nuspec.xsd">
  <metadata>
    <id>MSTestEnhancer</id>
    <version>1.6.0</version>
    <authors>walterlv</authors>
    <owners>walterlv</owners>
    <requireLicenseAcceptance>false</requireLicenseAcceptance>
    <licenseUrl>https://github.com/easiwin/MSTestEnhancer/blob/master/LICENSE</licenseUrl>
    <projectUrl>https://easiwin.github.io/mstest-enhancer</projectUrl>
    <iconUrl>https://easiwin.github.io/mstest-enhancer/icon.png</iconUrl>
    <description>MSTestEnhancer helps you to write unit tests without naming any method. You can write method contract descriptions instead of writing confusing test method name when writing unit tests.</description>
    <releaseNotes>Support passing null into WithArgument method.</releaseNotes>
    <copyright>Copyright (c) 2018 dotnet职业技术学院</copyright>
    <repository type="git" url="https://github.com/easiwin/MSTestEnhancer.git" />
    <dependencies>
      <group targetFramework=".NETFramework4.5">
        <dependency id="MSTest.TestFramework" version="1.2.0" exclude="Build,Analyzers" />
        <dependency id="System.ValueTuple" version="4.4.0" exclude="Build,Analyzers" />
      </group>
      <group targetFramework=".NETFramework4.7">
        <dependency id="MSTest.TestFramework" version="1.2.0" exclude="Build,Analyzers" />
      </group>
      <group targetFramework=".NETStandard2.0">
        <dependency id="MSTest.TestFramework" version="1.2.0" exclude="Build,Analyzers" />
      </group>
    </dependencies>
  </metadata>
</package>

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参考资料

• 使用 XPath 导航选择节点 - Microsoft Docs
• Process XML Data Using the XPath Data Model - Microsoft Docs
• XPath Queries and Namespaces - Microsoft Docs
• .NET(C#)：使用XPath查询带有命名空间(有xmlns)的XML - Mgen
• .net - How to use XPath with XElement or LINQ? - Stack Overflow