Алексей Валиков - Технология XSLT

• Название: Технология XSLT
• Автор: Алексей Валиков
• Издательство: БХВ-Петербург
• Жанр: Программирование
• Год: 2002

Книга посвящена разработке приложений для преобразования XML-документов с использованием XSLT — расширяемого языка стилей для преобразований. Обсуждается применение языков XSLT и XPath в решении практических задач: выводу документов в формате HTML, использованию различных кодировок для интернационализации и, в частности, русификации приложений, вопросам эффективности существующих подходов для решения проблем преобразования. Для иллюстрации материала используется большое количество примеров.

Для начинающих и профессиональных программистов

---

Продемонстрированная возможность вызова одних правил из других, а также наличие в XSLT таких управляющих конструкций, как xsl:if, xsl:choose и xsl:for-each позволяет простым набором правил реализовывать очень сложную логику преобразования. В XSLT применяется один из основных принципов эффективной разработки: для того чтобы решить задачу, нужно разбить ее на более мелкие части и решить каждую из них по отдельности. Проблемой в данном случае является преобразование, и вместо того, чтобы описывать его целиком, XSLT позволяет определить простые правила обработки каждой из частей, связав эти правила логикой взаимных вызовов и управляющих конструкций.

Отсутствие "побочных" эффектов

Одним из краеугольных принципов XSLT, с которым, увы, нелегко смириться разработчику, работавшему только с процедурными языками, — это отсутствие "побочных" эффектов. Под побочными эффектами в данном случае понимаются изменения в окружении преобразования, которые отражаются на дальнейшем его выполнении.

Концепция отсутствия побочных эффектов берет начало в функциональном программировании, а оно, в свою очередь, в "чистых" математических функциях, не изменяющих своего окружения в процессе вычисления. Например, функция

f(x, у) > вернуть x + у;

будет чистой функцией. Сколько бы раз мы ее не вызывали, ее результат все равно будет равен сумме аргументов. Кроме того, результат вычисления f(f(x1, y1), f(x2, y2)) будет равен x1 + y1 + x2 + y2, в каком бы порядке мы не вычисляли эти функции:

f(f(x1, y1), f(x2, y2)) = f(x1 + y1, f(x2, y2)) = x1 + y1 + f(x2, y2) = x1 + y1 + x2 + y2

f(f(x1, y1), f(x2, y2)) = f(f(x1, y1), x2 + y2) = f(x1, y1) + x2 + y2 = x1 + y1 + x2 + y2

f(f(x1, y1), f(x2, y2)) = f(x1, y1) + f(x2, y2) = x1 + y1 + f(x2, y2) = x1 + y1 + x2 + y2

и так далее.

Представим теперь похожую функцию, обладающую побочным эффектом:

f(x, у) → z присвоить x; увеличить z на у; вернуть z;

В данном случае побочный эффект состоит в изменении значения переменной z. В этом случае результат вычисления выражения f(z, f(x, у)) строго зависит от того, в каком порядке будут вычисляться функции — в одних случаях результатом будет x + у + z, в других 2∙x + 2∙у. Для того чтобы результат вычислений с побочными эффектами был детерминирован, требуется строгая определенность в порядке действий. В XSLT же эта строгая определенность отсутствует, преобразование — это набор правил, а не последовательность действий.

Таковы теоретические посылки отсутствия побочных эффектов. Главным практическим ограничением является то, что преобразования не могут во время выполнения изменять переменные — после того, как переменной присвоено некоторое начальное значение, измениться оно больше не может.

Сильнее всего это ограничение сказывается на стиле XSLT-программирования. Он становится ближе к функциональному стилю таких языков, как Lisp и Prolog. Научиться соответствовать этому стилю просто, хотя поначалу он и будет казаться неудобным.

Расширения

Слово extensible (англ. расширяемый) в расшифровке аббревиатуры XSLT исторически происходит из названия языка XSL, но оно вполне применимо и к самому XSLT: спецификация этого языка позволяет разрабатывать собственные функции и элементы и использовать их в преобразованиях.

Применительно к преобразованиям структуры, XSLT является чрезвычайно мощным языком, но в то же время вычислительная его часть страдает. В языке XPath, на который переложена задача вычислений в XSLT, есть основные арифметические и логические операторы, небольшая базовая библиотека функций для работы с различными типами данных — но не более. XPath мало подходит для действительно сложных вычислительных задач. Что касается самого XSLT, набор элементов этого языка можно назвать вполне достаточным для большинства задач. Но и тут встречаются приложения (и разработчики), которые требуют большего.

Следуя спецификации, большинство реализаций XSLT предоставляет интерфейсы для разработки собственных функций, немного реже — элементов. Расширения пишутся на обычных языках программирования, таких как Java или С, но используются в XSLT так же, как использовались бы обычные функции и элементы.

Технология расширений делает XSLT поистине универсальным языком, ведь получается, что в нем можно использовать любые вычисления, которые только могут быть описаны в классических языках программирования.

К сожалению, вследствие различий в интерфейсах расширений, их использования приводит к потере переносимости между платформами и процессорами. Если преобразования, созданные в соответствии со стандартом языка, будут, как правило, без проблем выполняться различными процессорами, использование расширений в большинстве случаев ограничивает переносимость преобразования.

Преобразования снаружи

В общем случае в преобразовании участвуют три документа:

□ входящий документ, который подвергается преобразованию;

□ документ, который описывает само преобразование;

□ выходящий документ, который является результатом преобразования.

Само по себе преобразование это всего лишь XML-документ, не более чем описание правил, в соответствии с которыми входящий документ должен трансформироваться в исходящий. Процесс преобразования входящего документа в соответствии с описанными правилами называется применением преобразования к входящему документу или просто выполнением данного преобразования.

Выполнением преобразований над документами занимаются специальные программы, которые называются XSLT-процессорами. В первом приближении схема преобразования приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема XSLT-преобразования

Процессор получает входящий документ и преобразование, и, применяя правила преобразования, генерирует выходящий документ — такова в общем случае внешняя картина. На самом деле процессор оперирует не самими документами, а древовидными моделями их структур (рис. 2.2.) — именно структурными преобразованиями занимается XSLT, оставляя за кадром синтаксис, который эти структуры выражает.

Рис. 2.2. Древовидные структуры в XSLT

Несмотря на то, что для XSLT как для языка совершенно неважно, в каком виде находятся документы изначально (главное — чтобы была структура, которую можно преобразовать), абсолютное большинство процессоров может работать с документами, которые физически записаны в файлах. В этом случае процесс обработки делится на три стадии.

□ XSLT-процессор разбирает входящий документ и документ преобразования, создавая для них древовидные структуры данных. Этот этап называется этапом парсинга документа (от англ. parse — разбирать).

□ К дереву входящего документа применяются правила, описанные в преобразовании. В итоге процессор создает дерево выходящего документа. Этот этап называется этапом преобразования.

□ Для созданного дерева генерируется физическая сущность. Этот этап называется этапом сериализации.

Хотя практически все процессоры выполняют каждый из этих трех этапов (получают входящие документы и выдают результат их трансформации), рабочей областью XSLT является только второй этап, этап преобразования. XSLT практически не контролирует парсинг входящего документа, как правило, этим занимается встроенный или внешний SAX- или DOM-парсер.