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XPath

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XPath
编程范型查询语言
实现者W3C
发行时间1998年，​26年前​（1998）
当前版本
  • 3.1（2017年3月21日；W3C推荐标准）[1]
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启发语言
XSLT, XPointer（英语：XPointer）
影响语言
XML Schema, XForms

XPath即为XML路径语言（XML Path Language），它是一种用来确定XML文档中某部分位置的计算机语言。

XPath基于XML的树状结构，提供在数据结构树中找寻节点的能力[2][3]。起初XPath的提出的初衷是将其作为一个通用的、介于XPointer（英语：XPointer）与XSL间的语法模型。但是XPath很快的被开发者采用来当作小型查询语言。

表示法

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最常见的XPath表达式是路径表达式（XPath这一名称的另一来源）。路径表达式是从一个XML节点（当前的上下文节点）到另一个节点、或一组节点的书面步骤顺序。这些步骤以“/”字符分开，每一步有三个构成成分：

  • 轴描述（用最直接的方式接近目标节点）
  • 节点测试（用于筛选节点位置和名称）
  • 节点描述（用于筛选节点的属性和子节点特征）

一般情况下，我们使用简写后的语法。虽然完整的轴描述是一种更加贴近人类语言，利用自然语言的单词和语法来书写的描述方式，但是相比之下也更加罗嗦。

简略的语法

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最简单的XPath如下：

  • /A/B/C

在这里选择所有符合规矩的C节点：C节点必须是B的子节点（B/C），同时B节点必须是A的子节点（A/B），而A是这个XML文档的根节点（/A）。此时的这种描述法类似于磁盘中文件的路径（URI），从盘符开始顺着一级一级的目录最终找到文件。

这里还有一个复杂一些的例子，包含了全部构成成分（请详细的看）：

  • A//B/*[1]

此时选择的元素是：在B节点下的第一个节点（B/*[1]），不论节点的名称如何（*）；而B节点必须出现在A节点内，不论和A节点之间相隔几层节点（//B）；与此同时A节点还必须是当前节点的子节点（A，前边没有/）。

扩展的语法

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在未缩简语法里，两个上述范例可以写为：

  • /child::A/child::B/child::C
  • child::A/descendant-or-self::B/child::node()[1]

在XPath的每个步骤里，通过完整的轴描述（例如：child或descendant-or-self）进行明确的指定，然后使用::，它的后面跟着节点测试的内容，例如上面范例所示的A以及node()。

轴描述语法

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轴描述元表示XML文件分支树表达式的浏览方向。这些坐标──包括全名及缩写语法──列举如下：

坐标 名称 说明 缩写语法
child 子节点 比自身节点深度大的一层的节点，且被包含在自身之内 默认，不需要
attribute 属性 @
descendant 子孙节点 比自身节点深度大的节点，且被包含在自身之内 不提供
descendant-or-self 自身引用及子孙节点 //
parent 父节点 比自身节点深度小一层的节点，且包含自身 ..
ancestor 祖先节点 比自身节点深度小的节点，且包含自身 不提供
ancestor-or-self 自身引用及祖先节点 不提供
following 下文节点 按纵轴视图，在此节点后的所有完整节点，即不包含其祖先节点 不提供
preceding 前文节点 按纵轴视图，在此节点前的所有完整节点，即不包含其子孙节点 不提供
following-sibling 下一个同级节点 不提供
preceding-sibling 上一个同级节点 不提供
self 自己 .
namespace 名称空间 不提供

关于使用attribute坐标简写语法的一个范例，//a/@href在文件树里任何地方的元素下选择了一个叫href的属性。self坐标最通常与述语同用，以参考现行选定节点。例如，h3[.='See also']在现行上下文选取了叫h3的元素，该元素文字内容是See also。

如果需要了解更多，请查看ZVON.org给出的XPath帮助 （页面存档备份，存于互联网档案馆）

节点测试

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节点测试包括特定节点名或者更一般的表达式。至于XML里命名空间前缀gs已定义的文件，//gs:enquiry将找到所有在那命名空间里enquiry的节点。

其他节点格式：

comment()
寻找XML注释节点，例如<!-- 注释 -->
text()
寻找某点的文字体别，例如hello于<k>hello</k>
processing-instruction()
寻找XML处理指令如<?php echo $a; ?>。在这个例子里，将符合processing-instruction('php')会传回值。
node()
寻找所有点

节点描述

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节点描述为一个逻辑真假表达式，任何真假判断表达式都可在节点后方括号里表示，这条件必须在XPath处理这个节点前先被满足。在某一步骤可有多少个描述并没有限制。

范例如下： //a[@href='help.php']，这将检查元素a有没有href属性，并且该它的值是help.php。

复杂一些的范例如下：

  • //a[@href='help.php'][../div/@class='header']/@target

或

  • //a[@href='help.php'][name(..)='div'][../@class='header']/@target

此例将会选择符合条件的元素a的target属性。 要求元素a：

  • 具有属性href且值为help.php；
  • 并且元素a具有父元素div；
  • 并且父元素（div）其自身具备class属性，值为header。

函数与运算符

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XPath 1.0定义四种数据型别：节点型（本身无序的节点组）、字符串型、数字体、与布尔型。

有效的运算符有：

  • /、//以及..运算符，一般用于轴描述。
  • 合集运算符 | 把两个节点形成联集。
  • 布尔运算符and、or以及not()函数
  • 数学运算符 +、-、*、div（除）以及mod（取余数）
  • 比较操作子 =、!=（不等于）、<、>、<=、>=

函数有：

  • 文字运算函数
concat(), substring(), contains(), substring-before(), substring-after(), translate(), normalize-space(), string-length()
  • 数学运算函数
sum(), round(), floor(), ceiling()
  • 节点属性获取函数
name(), local-name(), namespace-uri()
  • 处理上下文数据获取函数
position(), last()
  • 类型转换函数
string(), number(), boolean()

某些常用的函数详列如下。完整明细请参照W3C建议书。

节点组函数

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position()
返回当前节点集合内，该节点的位置。
count(node-set)
返回符合XPath的节点集合的节点总数。

字符串函数

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string(object?)
根据内置法则转换任何四种XPath数据型别为字符串。参数可为XPath，此时符合条件的节点（群）被转换成字符串返回。
concat(string, string, string*)
链接任何数量的字符串。
contains(s1, s2)
如果s1包含s2返回真。
normalize-space(string?)
所有在字符串头和尾的空白字符都被移除，或者将字符间两个及以上的空白字符置换成单一空格。有些XML因打印关系被美化，但可能让后来的字符串处理结果不可靠，故使用此函数有时能很好地改善情况。

布尔函数

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not(boolean)
布尔否运算函数。

数学运算函数

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sum(node-set)
根据内置转型规则，转换所有XPath参数定义找到的节点字符串值成为数字，然后返回这些数字总合

使用操作子：=, !=, <=, <, >=和>的表达式可以创造于术语内。布尔表达式可用括号()、布尔操作子and与or、和／或者上述的not()函数联合起来。数值计算使用*, +, -, div和mod。字符串可包含任何Unicode字符。

述语内外，整个节点组可利用"|"字符联合起来。

v[x or y] | w[z]会返回单一节点组，包括现行上下文找到的所有拥有x或y子元素的v元素、有z子元素的w元素。

//item[@price > 2*@discount]会选取price属性至少两倍于discount属性数值的对象

XPath 2及XPath 3

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在W3C建议下[4]，XPath 1.0于1999年11月16日发表。XPath 2.0于2007年1月23日成为W3C推荐标准。XPath 2.0表达了XPath语言在大小与能力上显著的增加。

最值得大书特书的改变是XPath 2.0有了更丰富的型别系统；XPath 2.0支持不可分割型态，如在XML Schema内置型态定义一样，并且也可自纲要（schema）导入用户自定型别。现在每个值都是一个序列（一个单一不可分割值或节点都被视为长度一的序列）。XPath 1.0节点组被节点序列取代，它可以是任何顺序。

为了支持更丰富的型别组，XPath 2.0提供相当延展的函数与操作子群。

XPath 2.0实际上是XQuery 1.0的子集合。它提供了一个for表达式。该式是XQuery里“FLWOR”表达式的缩减版。利用列出XQuery省去的部分来描述该语言是可能的。主要范例是查询前导语（query prolog）、元素和属性建构式、“FLWOR”语法的余项式、以及typeswitch表达式。

XPath 3.0于2014年4月8日成为W3C推荐标准，而XPath3.1则于2017年3月21日成为W3C推荐标准。

参看

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引用

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  1. ^ https://www.w3.org/TR/xpath-31/.
  2. ^ Bergeron, Randy. XPath—Retrieving Nodes from an XML Document. SQL Server Magazine. October 31, 2000 [February 24, 2011]. （原始内容存档于July 26, 2010）. 
  3. ^ Pierre Geneves. Course: The XPath Language (PDF). October 2012 [2021-03-15]. （原始内容 (PDF)存档于2021-04-14）. 
  4. ^ XML and Semantic Web W3C Standards Timeline (PDF). 2012-02-04 [2021-03-15]. （原始内容 (PDF)存档于2013-04-24）. 

外部链接

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