Python3 XML 解析

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什么是 XML？

XML 指可扩展标记语言（eXtensible Markup Language），标准通用标记语言的子集，是一种用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言。

XML 被设计用来传输和存储数据。

XML 是一套定义语义标记的规则，这些标记将文档分成许多部件并对这些部件加以标识。

它也是元标记语言，即定义了用于定义其他与特定领域有关的、语义的、结构化的标记语言的句法语言。

Python 对 XML 的解析

常见的 XML 编程接口有 DOM 和 SAX，这两种接口处理 XML 文件的方式不同，当然使用场合也不同。

Python 有三种方法解析 XML：ElementTree、SAX 以及 DOM。

1. ElementTree

xml.etree.ElementTree 是 Python 标准库中用于处理 XML 的模块，它提供了简单而高效的 API，用于解析和生成 XML 文档。

2.SAX (simple API for XML )

Python 标准库包含 SAX 解析器，SAX 用事件驱动模型，通过在解析 XML 的过程中触发一个个的事件并调用用户定义的回调函数来处理 XML 文件。

3.DOM(Document Object Model)

将 XML 数据在内存中解析成一个树，通过对树的操作来操作 XML。

本章节使用到的 XML 实例文件 movies.xml 内容如下：

<collection shelf="New Arrivals">
<movie title="Enemy Behind">
<type>War, Thriller</type>
<format>DVD</format>
<year>2003</year>
<rating>PG</rating>
<stars>10</stars>
<description>Talk about a US-Japan war</description>
</movie>
<movie title="Transformers">
<type>Anime, Science Fiction</type>
<format>DVD</format>
<year>1989</year>
<rating>R</rating>
<stars>8</stars>
<description>A schientific fiction</description>
</movie>
<movie title="Trigun">
<type>Anime, Action</type>
<format>DVD</format>
<episodes>4</episodes>
<rating>PG</rating>
<stars>10</stars>
<description>Vash the Stampede!</description>
</movie>
<movie title="Ishtar">
<type>Comedy</type>
<format>VHS</format>
<rating>PG</rating>
<stars>2</stars>
<description>Viewable boredom</description>
</movie>
</collection>

Python 使用 ElementTree 解析 xml

xml.etree.ElementTree 是 Python 标准库中用于处理 XML 的模块。

以下是 xml.etree.ElementTree 模块的一些关键概念和用法：

ElementTree 和 Element 对象:

ElementTree： ElementTree 类是 XML 文档的树形表示。它包含一个或多个 Element 对象，代表整个 XML 文档。
Element： Element 对象是 XML 文档中元素的表示。每个元素都有一个标签、一组属性和零个或多个子元素。

解析 XML

fromstring() 方法：使用 fromstring() 方法可以将包含XML数据的字符串转换为 Element 对象：

import xml.etree.ElementTree as ET

xml_string = '<root><element>Some data</element></root>'
root = ET.fromstring(xml_string)

parse() 方法：如果XML数据存储在文件中，可以使用 parse() 方法来解析整个 XML 文档：

tree = ET.parse('example.xml')
root = tree.getroot()

遍历 XML 树

find() 方法：使用 find() 方法可以查找具有指定标签的第一个子元素：

title_element = root.find('title')

findall() 方法：使用 findall() 方法可以查找具有指定标签的所有子元素：

book_elements = root.findall('book')

访问元素的属性和文本内容

attrib 属性：通过 attrib 属性可以访问元素的属性：

price = book_element.attrib['price']

text 属性：通过 text 属性可以访问元素的文本内容：

title_text = title_element.text

创建 XML

Element() 构造函数：使用 Element() 构造函数可以创建新的元素：

new_element = ET.Element('new_element')

SubElement() 函数：使用 SubElement() 函数可以创建具有指定标签的子元素：

new_sub_element = ET.SubElement(root, 'new_sub_element')>

修改 XML

修改元素的属性和文本内容：直接修改元素的 attrib 和 text 属性。

删除元素：使用 remove() 方法可以删除元素：

root.remove(title_element)

简单读取 XML 内容：

import xml.etree.ElementTree as ET

# 定义一个 XML 字符串
xml_string = '''
<bookstore>
<book>
<title>Introduction to Python</title>
<author>John Doe</author>
<price>29.99</price>
</book>
<book>
<title>Data Science with Python</title>
<author>Jane Smith</author>
<price>39.95</price>
</book>
</bookstore>
'''

# 使用 ElementTree 解析 XML 字符串
root = ET.fromstring(xml_string)

# 遍历 XML 树
for book in root.findall('book'):
title = book.find('title').text
author = book.find('author').text
price = book.find('price').text
print(f'Title: {title}, Author: {author}, Price: {price}')

以上代码执行输出结果为：

Title: Introduction to Python, Author: John Doe, Price: 29.99
Title: Data Science with Python, Author: Jane Smith, Price: 39.95

以下我们将创建一个包含书籍信息的XML文档，然后使用该模块进行解析和操作：

import xml.etree.ElementTree as ET

# 创建一个XML文档
root = ET.Element('bookstore')

# 添加第一本书
book1 = ET.SubElement(root, 'book')
title1 = ET.SubElement(book1, 'title')
title1.text = 'Introduction to Python'
author1 = ET.SubElement(book1, 'author')
author1.text = 'John Doe'
price1 = ET.SubElement(book1, 'price')
price1.text = '29.99'

# 添加第二本书
book2 = ET.SubElement(root, 'book')
title2 = ET.SubElement(book2, 'title')
title2.text = 'Data Science with Python'
author2 = ET.SubElement(book2, 'author')
author2.text = 'Jane Smith'
price2 = ET.SubElement(book2, 'price')
price2.text = '39.95'

# 将XML文档保存到文件
tree = ET.ElementTree(root)
tree.write('books.xml')

# 从文件中解析XML文档
parsed_tree = ET.parse('books.xml')
parsed_root = parsed_tree.getroot()

# 遍历XML树并打印书籍信息
for book in parsed_root.findall('book'):
title = book.find('title').text
author = book.find('author').text
price = book.find('price').text
print(f'Title: {title}, Author: {author}, Price: {price}')

以上实例我们首先创建一个XML文档，其中包含两本书的信息，然后，我们将这个文档保存到文件 books.xml 中，接着，我们使用 ET.parse() 方法解析文件中的XML文档，并遍历文档树，提取并打印每本书的标题、作者和价格信息。

Python 使用 SAX 解析 xml

SAX 是一种基于事件驱动的API。

利用 SAX 解析 XML 文档牵涉到两个部分: 解析器和事件处理器。

解析器负责读取 XML 文档，并向事件处理器发送事件，如元素开始跟元素结束事件。

而事件处理器则负责对事件作出响应，对传递的 XML 数据进行处理。

SAX适于处理下面的问题：

1、对大型文件进行处理；
2、只需要文件的部分内容，或者只需从文件中得到特定信息;
3、想建立自己的对象模型的时候。

在 Python 中使用 sax 方式处理 xml 要先引入 xml.sax 中的 parse 函数，还有 xml.sax.handler 中的 ContentHandler。

ContentHandler 类方法介绍

characters(content) 方法

调用时机：

从行开始，遇到标签之前，存在字符，content 的值为这些字符串。

从一个标签，遇到下一个标签之前，存在字符，content 的值为这些字符串。

从一个标签，遇到行结束符之前，存在字符，content 的值为这些字符串。

标签可以是开始标签，也可以是结束标签。

startDocument() 方法

文档启动的时候调用。

endDocument() 方法

解析器到达文档结尾时调用。

startElement(name, attrs) 方法

遇到XML开始标签时调用，name 是标签的名字，attrs 是标签的属性值字典。

endElement(name) 方法

遇到XML结束标签时调用。

make_parser 方法

以下方法创建一个新的解析器对象并返回。

xml.sax.make_parser( [parser_list] )

参数说明:

parser_list - 可选参数，解析器列表

parser 方法

以下方法创建一个 SAX 解析器并解析xml文档：

xml.sax.parse( xmlfile, contenthandler[, errorhandler])

参数说明:

xmlfile - xml文件名
contenthandler - 必须是一个 ContentHandler 的对象
errorhandler - 如果指定该参数，errorhandler 必须是一个 SAX ErrorHandler 对象

parseString 方法

parseString 方法创建一个 XML 解析器并解析 xml 字符串：

xml.sax.parseString(xmlstring, contenthandler[, errorhandler])

参数说明:

xmlstring - xml字符串
contenthandler - 必须是一个 ContentHandler 的对象
errorhandler - 如果指定该参数，errorhandler 必须是一个 SAX ErrorHandler对象

Python 解析XML实例

#!/usr/bin/python3

import xml.sax

class MovieHandler( xml.sax.ContentHandler ):
def __init__(self):
self.CurrentData = ""
self.type = ""
self.format = ""
self.year = ""
self.rating = ""
self.stars = ""
self.description = ""

# 元素开始调用
def startElement(self, tag, attributes):
self.CurrentData = tag
if tag == "movie":
print ("*****Movie*****")
title = attributes["title"]
print ("Title:", title)

# 元素结束调用
def endElement(self, tag):
if self.CurrentData == "type":
print ("Type:", self.type)
elif self.CurrentData == "format":
print ("Format:", self.format)
elif self.CurrentData == "year":
print ("Year:", self.year)
elif self.CurrentData == "rating":
print ("Rating:", self.rating)
elif self.CurrentData == "stars":
print ("Stars:", self.stars)
elif self.CurrentData == "description":
print ("Description:", self.description)
self.CurrentData = ""

# 读取字符时调用
def characters(self, content):
if self.CurrentData == "type":
self.type = content
elif self.CurrentData == "format":
self.format = content
elif self.CurrentData == "year":
self.year = content
elif self.CurrentData == "rating":
self.rating = content
elif self.CurrentData == "stars":
self.stars = content
elif self.CurrentData == "description":
self.description = content

if ( __name__ == "__main__"):

# 创建一个 XMLReader
parser = xml.sax.make_parser()
# 关闭命名空间
parser.setFeature(xml.sax.handler.feature_namespaces, 0)

# 重写 ContextHandler
Handler = MovieHandler()
parser.setContentHandler( Handler )

parser.parse("movies.xml")

以上代码执行结果如下：

*****Movie*****
Title: Enemy Behind
Type: War, Thriller
Format: DVD
Year: 2003
Rating: PG
Stars: 10
Description: Talk about a US-Japan war
*****Movie*****
Title: Transformers
Type: Anime, Science Fiction
Format: DVD
Year: 1989
Rating: R
Stars: 8
Description: A schientific fiction
*****Movie*****
Title: Trigun
Type: Anime, Action
Format: DVD
Rating: PG
Stars: 10
Description: Vash the Stampede!
*****Movie*****
Title: Ishtar
Type: Comedy
Format: VHS
Rating: PG
Stars: 2
Description: Viewable boredom

完整的 SAX API 文档请查阅Python SAX APIs

使用xml.dom解析xml

文件对象模型（Document Object Model，简称DOM），是W3C组织推荐的处理可扩展置标语言的标准编程接口。

一个 DOM 的解析器在解析一个 XML 文档时，一次性读取整个文档，把文档中所有元素保存在内存中的一个树结构里，之后你可以利用DOM 提供的不同的函数来读取或修改文档的内容和结构，也可以把修改过的内容写入xml文件。

Python 中用 xml.dom.minidom 来解析 xml 文件，实例如下：

#!/usr/bin/python3

from xml.dom.minidom import parse
import xml.dom.minidom

# 使用minidom解析器打开 XML 文档
DOMTree = xml.dom.minidom.parse("movies.xml")
collection = DOMTree.documentElement
if collection.hasAttribute("shelf"):
print ("Root element : %s" % collection.getAttribute("shelf"))

# 在集合中获取所有电影
movies = collection.getElementsByTagName("movie")

# 打印每部电影的详细信息
for movie in movies:
print ("*****Movie*****")
if movie.hasAttribute("title"):
print ("Title: %s" % movie.getAttribute("title"))

type = movie.getElementsByTagName('type')[0]
print ("Type: %s" % type.childNodes[0].data)
format = movie.getElementsByTagName('format')[0]
print ("Format: %s" % format.childNodes[0].data)
rating = movie.getElementsByTagName('rating')[0]
print ("Rating: %s" % rating.childNodes[0].data)
description = movie.getElementsByTagName('description')[0]
print ("Description: %s" % description.childNodes[0].data)

以上程序执行结果如下：

Root element : New Arrivals
*****Movie*****
Title: Enemy Behind
Type: War, Thriller
Format: DVD
Rating: PG
Description: Talk about a US-Japan war
*****Movie*****
Title: Transformers
Type: Anime, Science Fiction
Format: DVD
Rating: R
Description: A schientific fiction
*****Movie*****
Title: Trigun
Type: Anime, Action
Format: DVD
Rating: PG
Description: Vash the Stampede!
*****Movie*****
Title: Ishtar
Type: Comedy
Format: VHS
Rating: PG
Description: Viewable boredom

完整的 DOM API 文档请查阅Python DOM APIs。

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