XSLT: краткое введение

XSLT – это язык для описания преобразований XML. Его операторы принимают один или более документов XML в качестве входных данных и выдают один или более XML документов в качестве результата. Этот язык разрабатывался в рамках W3C как часть более крупного проекта, связанного с представлением (или отображением) XML: отсюда происходит название «расширяемый язык преобразований стилей» (eXtensible Stylesheet Language – Transformations).

XSLT 1.0 был опубликован в качестве рекомендации W3C 16 ноября 1999 года. После этого в течение первых трех лет были разработаны не менее двадцати его реализаций, включая реализации, встроенные в два наиболее широко используемых веб-браузера – Internet Explorer и Netscape, а также множество продуктов с открытым кодом, один из которых – Saxon – был разработан автором этой главы. Большинство реализаций достигли превосходного уровня соответствия спецификации W3C, хотя наличие расширений языка, созданных разработчиками программного обеспечения, означает, что не всегда переносимость различных версий может быть достигнута настолько легко, как бы этого хотелось. Язык получил широкое распространение среди пользователей, несмотря на свою репутацию трудного для изучения и медленного в работе.

Вероятно, 80 процентов фактического использования XSLT сегодня приходится на преобразование XML в HTML. Этот процесс происходит следующим образом: полученный в результате документ рассматривается как правильно построенное дерево XML, затем выполняется преобразование с последующей стадией приведения в последовательную форму, которая переводит это дерево в конечный HTML. В других 10 процентах случаев использования XSLT выполняет функцию представления XML в других форматах отображения, таких как SVG, WML или PDF (с помощью другой части XSL – словаря форматирования объектов). Оставшиеся 10 процентов использования приходятся на приложения, преобразующие XML в XML, особенно это касается преобразования сообщений, посылаемых друг другу приложениями в интегрированной инфраструктуре предприятия либо внутри организации, либо за ее пределами. Хотя на сегодняшний день эта часть рынка невелика, она развивается наиболее быстро и обещает в будущем приносить самую большую прибыль.

Некоторые из ключевых характеристик языка XSLT приведены ниже: Синтаксис на основе XML: программа преобразования XSLT (называемая по историческим причинам «таблицей стилей» – stylesheet) сама является XML документом. Эта особенность языка особенно полезна в том случае, когда большие части таблицы стилей содержат фиксированные или относительно фиксированные элементы и атрибуты XML, которые должны быть включены непосредственно в результат, потому что в этом случае мы можем использовать таблицу стилей в качестве шаблона для конечного документа. Другим полезным следствием такого подхода к дизайну языка является то, что мы можем использовать таблицы стилей XSLT в качестве источника или цели для дальнейших преобразований. Хотя на первый взгляд это кажется довольно странной идеей, но на практике в крупномасштабных приложениях таблицы стилей обычно создаются или адаптируются с использованием «метатаблиц стилей», которые сами написаны на XSLT. Декларативная, функциональная модель программирования: основной парадигмой программирования XSLT является функциональное программирование. Таблицы стилей описывают преобразование исходного дерева в дерево результата. Дерево результата является функцией источника, а индивидуальные поддеревья результата – функциями исходной информации, из который они получены. Хотя таблица стилей содержит такие конструкции, как условия и повторения, которые известны из процедурного программирования, в самом языке определенный порядок выполнения действий не задается. В частности, нет никаких операторов присвоения и обновляемых переменных. Эта особенность, вероятно, послужила причиной, по которой XSLT получил репутацию трудного для изучения языка, поскольку программисты, привыкшие к языкам, подобным JavaScript, обнаружили, что программирование на XSLT может потребовать значительной реорганизации мышления. Это также объясняет сообщения о медленной работе приложений, потому что без четкого представления о том, какие действия фактически выполняет машина, очень легко написать чрезвычайно неэффективный код. (Для дальнейшего обсуждения см. раздел, посвященный оптимизации, далее в этой главе.)

Язык XSLT основан на правилах: таблица стилей XSLT выражена в виде собрания правил в традициях языков обработки текста, подобных awk и sed. Правила состоят из шаблона, которому должен соответствовать входной документ, и инструкций для создания узлов в дереве результата (шаблоне), когда достигну-то соответствие шаблону. Однако в отличие от правил, содержащихся в языках обработки текста, эти правила не применяются последовательно для каждой строки входного документа; вместо этого они выполняют обход вершин входного дерева. В наиболее простых преобразованиях каждое правило шаблона для родительского узла вызывает активацию правил для его дочерних узлов, что дает в результате рекурсивный обход «в глубину» исходного дерева. Но этот процесс находится полностью под контролем автора таблицы стилей, и обходить входное дерево можно любым способом на выбор автора. Преимущество такого подхода на основе правил состоит в том, что таблица стилей может очень гибко реагировать на изменения в деталях структуры входного документа. Это особенно хорошо при обработке рекурсивных структур, встречающихся в «документо-ориентированном» XML, которые часто имеют очень свободные правила для вложений тегов. Для преобразования «информационно-ориентированного» XML, где структуры более жесткие, этот стиль обработки имеет меньше преимуществ, и на практике в этом случае нет необходимости писать каждую таблицу стилей таким способом.

Преобразование дерева в дерево: входные данные и результат преобразования моделируются в виде деревьев, а не в виде последовательной формы XML. Создание исходного дерева (с использованием анализатора XML) и приведение в последовательную форму дерева конечного результата являются действиями, отличными от непосредственно преобразования, и во многих приложениях они фактически не выполняются. Например, обычным действием является создание конвейера преобразований, в котором результат одного из них используется в качестве входных данных для следующего, без промежуточного приведения в последовательную форму. Это означает, что непредвиденные детали исходного XML (например, различие между одинарными и двойными кавычками, в которые заключены атрибуты) не видимы для приложений и в общем случае не сохраняются во время преобразования. Иногда это может вызвать проблемы использования; например, преобразование будет всегда расширять значения атрибутов по умолчанию и ссылки на объекты, определенные в DTD, что неудобно, если конечный документ предназначен для дальнейшего редактирования пользователем.

Двухъязыковая модель: XSLT использует XPath в качестве подъязыка. Мы исследуем взаимоотношения между XSLT и XPath более подробно в следующем разделе. Грубо говоря, инструкции XSLT используются для создания узлов в дереве результата и управления последовательностью обработки. Выражения XPath используются для выбора данных из исходного дерева. Выражения XPath всегда вызываются из инструкций XSLT; не существует возможности (в XSLT 1.0) какого-либо вызова в обратном направлении. Это означает, что язык не является полностью композиционным в том смысле, что любое выражение может быть вложено внутри любого другого.

Сегмент кода XSLT в листинге 3.1 иллюстрирует эти особенности.

Листинг 3.1. Код, иллюстрирующий ключевые особенности XSLT <xslt:template match="appendix"> <h2> Appendix <xslt:number format="A"> <xslt:text> </xslt:text> <a name="{@id}"/> <xslt:value-of select="@title"/> </h2>

<xslt:apply-templates/> </xslt:template>

Этот пример показывает отдельное правило шаблона. Он очень прост: match="appendix" указывает на то, что шаблон соответствует элементам сименем appendix. Тело правила шаблона определяет узлы, которые должны быть записаны в дерево результата. Здесь xslt:number является инструкцией для создания последовательности чисел; xslt:text указывает текст, который должен быть записан в дерево результата; xslt:value-of вычисляет результат выражения XPath и записывает его в виде текста в дерево результата; и xslt:apply-templates выбирает дальнейшие узлы из исходного дерева (по умолчанию – это дочерние узлы текущего узла) и вызывает их обработку, применяя для каждого соответствующее правило шаблона. Элементы a и h2, которые не находятся в пространстве имен XSLT, копируются непосредственно в результат. Фигурные скобки в имени атрибута элемента a указывают шаблон значения атрибута: в эти скобки включено выражение XPath, вычисляющее строковое значение, которое будет вставлено в содержание атрибута. Эта конструкция используется по той причине, что ограничения синтаксиса XML лишают возможности включать инструкции внутри значения атрибута. Предположим, что входной документ выглядит так: <appendix id="bibl" title="Bibliography"> <para>A reference</para> </appendix>

Мы не показали правило шаблона, которое обрабатывает элементы para, но если предположить, что оно создает в результате элемент HTML p и копирует текстовое содержание, то результат применения этой таблицы стилей, вероятно, будет такой: <h2>Appendix C <a name="bibl"/>Bibliography</h2> <p>A reference</p>

Содержание раздела