XML

eXtensible Markup Language 可扩展标记语言

数字世界的基石（标签定义结构、属性补充细节），是一种用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，由 W3C 开发和维护。

主要设计目的是用于数据的存储、传输和交换，强调数据的结构和内容。它允许用户根据实际需求自定义标签（标签可扩展），以准确描述数据的含义和结构，使得不同系统之间能够方便地进行数据交互。区别于 HTML，常被用于描述服务接口和数据传输格式。

1. 基本特性

• 自描述性：XML 文档通过标签来描述数据的结构和含义，使得数据具有很强的自描述性。即使没有额外的文档说明，也能通过标签名大致了解数据的内容。
• 可扩展性：用户可以根据实际需求自定义标签和文档结构，非常灵活。不同的行业和应用场景可以根据自身的数据需求创建特定的 XML 词汇表。（例如：URDF 可用于描述机器人 ）
• 平台无关性：XML 是一种文本格式，不依赖于任何特定的操作系统或编程语言，这使得它在不同的系统之间能够方便地进行数据交换和共享。

2. 语法规则

XML 文档是一个严格的树形结构，其语法约束比 HTML 更加严格。

1. 标签必须成对出现或自闭合 <tag></tag> 或 <tag />

2. 严格区分大小写 <Node> 与 <node> 是不同标签

3. 标签必须正确嵌套，不允许交叉嵌套

4. 属性值必须加上引号 attr="value"

5. 有且仅有一个根元素

6. 特殊字符转义 例如：< → <，& → &

7. 命名空间声明，当存在多套标签体系时，通过 xmlns 声明命名空间，并使用 URI 进行唯一标识

<root>
</root>

XML Schema 验证

仅有“语法正确”的 XML 并不足以保证“语义正确”，因此引入了模式验证机制。

常见 Schema 形式包括：

• DTD（Document Type Definition）
  早期方案，表达能力有限，逐渐被淘汰

• XSD（XML Schema Definition）
  目前主流方案，可精确定义：

  • 元素层级关系
  • 数据类型（string、int、float 等）
  • 取值范围与约束
  • 是否可选、是否可重复

Schema 的作用本质上是：

将“自由文本结构”约束为“可验证的数据模型”

这在工程系统、接口设计、机器人描述文件中极其重要。

现代技术的应用

web 服务通信

早期 Web Service（如 SOAP）大量基于 XML 构建：

• 请求与响应具备严格结构
• 可通过 Schema 自动验证
• 适合强类型、企业级系统

尽管现代 REST 更偏向 JSON，但 XML 在金融、电信、政务系统中仍被广泛使用。

系统配置管理

XML 广泛用于配置文件，例如：

• 工业控制系统

• 中间件与服务器配置

• 构建工具与工程描述文件

其优势在于：

• 结构清晰

• 可读性强

• 易于自动生成与解析

文档格式

大量文档标准基于 XML：XML 在此类场景中承担“语义骨架”的角色。

• Office Open XML（docx、xlsx）

• SVG（矢量图形）

• MathML（数学公式描述）

移动应用与嵌入式系统

在资源受限或对稳定性要求极高的系统中，XML 仍被使用于：

• 应用资源描述

• 硬件设备配置

• 协议数据封装

尽管 JSON 更轻量，但 XML 在“可验证性”和“结构严谨性”方面仍具有优势。