CH11-操作XML文件

本章目标

1. 认识XML文件
2. 会编写XML文件
3. 通过C#操作XML文件
4. 通过C#和XML文件完成相应程序

本章内容

1、XML概述：

1. XML的概念：

   XML（Extensible Markup Language）是一种用于存储和传输数据的标记语言。它由万维网联盟（W3C）开发。
   XML被广泛用于数据交换、数据存储、Web服务、网络协议（如SOAP）等方面。它是一种非常流行的数据格式，在Web开发中扮演着重要角色。
   XML与HTML类似，但XML更加灵活和可扩展，它允许开发人员创建自己的标记，而不是只限于HTML中预定义的标记。

2. XML的特点：

   • 可扩展性：XML允许开发人员创建自定义的标记和元素，以表示数据和结构，这使得XML可以用于多种应用程序和领域。
   • 结构化：XML文档由嵌套的元素和属性组成，这使得XML可以表示复杂的数据结构。
   • 标准化：XML支持标准化的字符编码，如UTF-8和UTF-16，这使得XML可以在不同的平台和应用程序之间进行交换和处理。
   • 简单易读：XML文档具有清晰的层次结构和良好的可读性，这使得XML易于编写和理解。

2、XML的基本结构

1. XML声明：

   每个XML文档都必须包含一个声明，它描述了XML文档的版本和编码方式。例如，在以下的XML文档中，声明了XML版本1.0，编码方式为UTF-8

   <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

2. 根元素：

   XML文档必须有一个根元素，它包含了所有其他元素。根元素通常是所有其他元素的父元素。例如，在以下的XML文档中，是根元素。

   <person>  
     <!-- 其他元素 -->  
   </person>

3. 元素

   元素是XML文档的基本单位，它包含文本或其他元素。元素通过标签来标识，例如，以下的XML文档中，和是段落元素的开始和结束标签

   <person>  
     <student>这是一个学生</student>
   </person>

4. 属性

   属性是元素的附加信息，它们提供了关于元素的额外信息。属性在开始标签中定义，并以名称/值对的形式出现。例如，以下的XML文档中，name是student元素的属性，值为”张三”；age是student元素的另一个属性，值为18：

   <person>  
     <student name="张三" age=18>这是一个学生</student>
   </person>

5. 注释

   注释用于在XML文档中添加注释和说明。注释以结束。例如，以下的XML文档中，是一个注释：

   <!-- 这是一个注释 -->

6. 命名空间：

   一个用于定义XML文档中元素和属性的范围和作用域的机制。它允许在XML文档中定义多个不同的命名空间，以便将元素和属性限制在特定的范围内。

   在XML中，命名空间被定义为一个URI（统一资源标识符），它为XML元素提供一个唯一的名称。命名空间可以用于区分具有相同名称的元素或属性，使用命名空间可以帮助避免名称冲突。

   在XML文档中，命名空间可以用以下两种方式定义：

   1. 在元素上定义命名空间：可以在XML文档的根元素或特定元素上使用命名空间属性来定义命名空间。例如：

      <root>  
         <element xmlns="http://example.com/"></element> 
      </root>

   2. 使用XML命名空间前缀：可以使用XML命名空间前缀来定义命名空间，并指定其URI。例如:

      <root xmlns:ns="http://www.example.com">  
         <ns:element>Value</ns:element>
      </root>

   3. 多个命名空间：

      <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
      <root xmlns:ns1="http://www.example.com/namespace1"  
              xmlns:ns2="http://www.example.com/namespace2">  
         <ns1:element1>Value 1</ns1:element1>  
         <ns2:element2>Value 2</ns2:element2>  
      </root>

7. 一个完整的XML文件实例：

   <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
   <person>
     <!--学生1-->
     <student studentNo="1001">
       <name>张三</name>
       <age>18</age>
       <gender>男</gender>
     </student>
     <!--学生2-->
     <student studentNo="1002">
       <name>张三</name>
       <age>18</age>
       <gender>男</gender>
     </student>
   </person>

3、C#创建XML文件

1. 对象及方法说明：

   1. XmlDocument：是.NET框架中用于表示整个XML文档的对象

      //1.创建一个新的XML文档对象
      XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();

   2. CreateXmlDeclaration用于创建XML声明，指定版本、编码和独立性。

      //2.创建一个声明<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
      XmlDeclaration xmlDecl = xmlDoc.CreateXmlDeclaration("1.0", "utf-8", null);
      xmlDoc.AppendChild(xmlDecl);//将声明添加到文档的子节点中

   3. CreateElement用于创建XML元素，可以设置其名称。

      //3.创建节点
      XmlElement xmlEle = xmlDoc.CreateElement("Person");

   4. SetAttribute用于给元素添加属性。

      //4.创建根节点的子元素
      XmlElement xmlEleNode = xmlDoc.CreateElement("student");
      //给子元素添加属性  <student studentNo="1001">
      xmlEleNode.SetAttribute("studentNo", "1001");

   5. InnerText用于设置元素的文本内容。

      //创建子元素 <name>张三</name> 
      XmlElement xmlNode1 = xmlDoc.CreateElement("name");
      xmlNode1.InnerText = "张三";

   6. AppendChild用于将元素添加到父元素下。

      xmlEleNode.AppendChild(xmlNode1);

   7. 最后使用Save方法将XML文档保存到指定文件。

      //5.保存XML文件
      xmlDoc.Save("student.xml");

2. 实例，通过C#代码，实现保存XML的学生文件

   using System.Xml;
   
   namespace XML_Project
   {
       internal class Program
       {
           static void Main(string[] args)
           {
               //1.创建一个新的XML文档对象
               XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();
   
               //2.创建一个声明<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
               XmlDeclaration xmlDecl = xmlDoc.CreateXmlDeclaration("1.0", "utf-8", null);
               xmlDoc.AppendChild(xmlDecl);//将声明添加到文档的子节点中
   
               //3.创建根节点
               XmlElement xmlEle = xmlDoc.CreateElement("Person");
               xmlDoc.AppendChild(xmlEle);//添加根节点
   
               //4.创建根节点的子元素
               XmlElement xmlEleNode = xmlDoc.CreateElement("student");
               //给子元素添加属性
               xmlEleNode.SetAttribute("studentNo", "1001");
               //给子元素添加子元素
               XmlElement xmlNode1 = xmlDoc.CreateElement("name");
               xmlNode1.InnerText = "张三";
               XmlElement xmlNode2 = xmlDoc.CreateElement("age");
               xmlNode2.InnerText = "20";
               XmlElement xmlNode3 = xmlDoc.CreateElement("gender");
               xmlNode3.InnerText = "男";
   
               xmlEleNode.AppendChild(xmlNode1);
               xmlEleNode.AppendChild(xmlNode2);
               xmlEleNode.AppendChild(xmlNode3);
               xmlEle.AppendChild(xmlEleNode);
   
               //5.保存
               xmlDoc.Save("student.xml");
   
               Console.ReadLine();
           }
       }
   }

   保存后文件：

   

4、C#操作XML文件

1. 读取XML文件

   //创建XMLDocument对象
   XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();
   xmlDoc.Load("student.xml");//加载XML文件
   
   //获取根元素
   XmlElement rootElement = xmlDoc.DocumentElement;
   
   //遍历根节点的子元素
   foreach (XmlElement xmlEle in rootElement.ChildNodes)
   {
       Console.WriteLine($"元素名称：{xmlEle.Name}");
       Console.WriteLine($"学生学号：{xmlEle.GetAttribute("studentNo")}");
   
       Console.WriteLine($"姓名：{xmlEle["name"].InnerText}");
       Console.WriteLine($"年龄：{xmlEle["age"].InnerText}");
       Console.WriteLine($"性别：{xmlEle["gender"].InnerText}");
       /*foreach (XmlElement xmlChildEle in xmlEle.ChildNodes)
       {
           if (xmlChildEle.Name == "name")
           {
               Console.WriteLine($"姓名：{xmlChildEle.InnerText}");
           }
           else if (xmlChildEle.Name == "age")
           {
               Console.WriteLine($"年龄：{xmlChildEle.InnerText}");
           }
           else
           {
               Console.WriteLine($"性别：{xmlChildEle.InnerText}");
           }
   
       }*/
   }

2. 更新XML文件内容

   XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();
   xmlDoc.Load("student.xml");//加载XML文件
   
   //找到要更新的元素
   XmlNode xmlNode = xmlDoc.SelectSingleNode("//student");
   
   xmlNode.Attributes["studentNo"].Value = "1002";//修改属性
   xmlNode.InnerText = "张三";
   
   xmlDoc.Save("student.xml");

   注释：

   使用SelectSingleNode方法通过XPath表达式定位要更新的元素。

   直接修改找到的元素的属性值和文本内容。

   保存更改到文件。

3. 移除指定节点

   XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();
   xmlDoc.Load("student.xml");//加载XML文件
      
   //找到要更新的元素
   XmlNode xmlNode = xmlDoc.SelectSingleNode("//student");
   xmlNode.ParentNode.RemoveChild(xmlNode);//从指定节点的父节点中移除
      
   xmlDoc.Save("student.xml");

   注释：

   使用SelectSingleNode方法通过XPath表达式定位要删除的元素。

   调用RemoveChild方法从其父节点移除该元素。

   保存更改到文件。

4. XPath筛选节点数据

   在C#中，可以使用XPath来筛选XML节点数据。XPath是一种用于在XML文档中查找信息的语言，它可以用来在XML文档中对元素和属性进行遍历。

   XPath常见节点选择方法:

   //：选择所有的节点，包括根节点。

   .：选择当前节点。

   ..：选择当前节点的父节点。

   /：选择根节点下的所有节点。

   //A：选择所有名为”A”的节点。

   //A/B：选择所有名为”A”的节点的”B”子节点。

   //A/*：选择所有名为”A”的节点下的所有任意节点

   //A[1]：选择文档中第一个名为”A”的节点。

   //A[@属性=’属性值’]：选择所有名为”A”的节点，且属性=属性值的节点。

   //A[contains(@属性, “属性值”)]：选择所有名为”A”的节点，且属性包含属性值的节点。

   //A[B=’C’]：选择所有名为”A”的且子节点B等于’C’的节点。

   //A[B!=’C’]：选择所有名为”A”的且子节点B不等于’C’的节点。

   //A[B!=’C’]：选择所有名为”A”的且子节点B不等于’C’的节点。

   //A[B>’C’]：选择所有名为”A”的且子节点B大于’C’的节点。

   //A[B<’C’]：选择所有名为”A”的且子节点B小于’C’的节点。

   //A[B>=’C’]：选择所有名为”A”的且子节点B大于等于’C’的节点。

   //A[B<=’C’]：选择所有名为”A”的且子节点B小于等于’C’的节点。

   //A[B<=’C’ and B>=’D’]：选择所有名为”A”的且子节点B小于等于’C’且B大于等于’D’的节点。

   //A[B<=’C’ or B>=’D’]：选择所有名为”A”的且子节点B小于等于’C’或者B大于等于’D’的节点。

   //*[@属性=’属性值’]：选择所有属性=属性值的节点。

   //A[@属性=’属性值’][1]：选择文档中第一个名为”A”的节点，且属性=属性值的节点。

   //A[@属性=’属性值’]/B：选择所有名为”A”的节点，且属性=属性值的节点的”B”子节点。

5、综合案例

1. 解析FullChannels.xml文件获取频道信息，效果如下：

   

   FullChannels.xml文件，参照提供素材：

   <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
   <TVChannels>
   	<Channel>
   		<channelType>TypeA</channelType> <!--频道类型-->
   		<tvChannel>北京电视台</tvChannel> <!--频道名称-->
   		<path>files/北京电视台.xml</path>  <!--频道对应XML文件的本地路径-->
   	</Channel>
   	<Channel>
   		<channelType>TypeB</channelType>
   		<tvChannel>凤凰卫视</tvChannel>
   		<path>files/凤凰卫视.xml</path>
   	</Channel>
   </TVChannels>

   参考代码：

   XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();
   xmlDoc.Load("FullChannels.xml");
   
   //获取根元素
   XmlElement xmlElement = xmlDoc.DocumentElement;
   
   //遍历根元素下的子节点
   foreach (XmlNode xmlNode in xmlElement.ChildNodes)
   {
       Console.WriteLine($"{xmlNode["channelType"].InnerText}\t{xmlNode["tvChannel"].InnerText}\t{xmlNode["path"].InnerText}");
   }

本章总结

本章作业

1. 创建XML文件，具体需求说明如下：

   1. XML可保存多个学生
   2. 学生中有姓名，年龄，性别

2. 通过C#对XML文件操作，实现创建题目1的xml文件，分别实现修改，移除，添加节点等功能。

3. 创建以下XML文件，且通过C#实现效果图

   1. XML文件如下：

      <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
      <Engineer>
          <ID>1002</ID>
          <Name>张靓</Name>
          <Age>20</Age>
          <ID>1001</ID>
          <Name>周杰</Name>
          <Age>22</Age>
      </Engineer>

   2. 实现效果图：

      

4. 获取所有电视频道：

   1. 需求说明：

      解析FullChannels.xml文件，输出频道类型、频道名称和频道节目单本地路径

   2. 效果图：

      

5. 解析频道节目单(XML素材见提供学生素材中)

   1. 需求说明:

      1. 分别解析TypeA类型及 TypeB类型的频道节目单
         1. 北京电视台节目单格式 为TypeA类型
         2. 凤凰卫视电视台节目单 格式为TypeB类型

   2. 实现思路

      1. 分析XML节点之间的关系
      2. 创建类ChannelManager，编写方法封装电视频道信息解析
      3. 编写抽象类ChannelBase存储频道基本信息，定义抽象方法Fetch()解析频道节目单信息
      4. 编写TypeAChannel以及TypeBChannel类继承ChannelBase类，重写其Fetch()方法，分别完成TypeA类型以及TypeB类型的频道节目单信息解析

   3. 效果图：

      

      

6. 显示所有频道

   1. 需求说明：

      显示网络电视精灵树状菜单中“我的电视台”及“所有电视台”下的所有频道列表

   2. 效果图如下：

      

7. 定制频道

   1. 需求说明:
      1. 定制我的频道：右键选择频道，单击“添加”，添加到“我的电视台”
      2. “所有电视台”节点只允许“添加”操作
      3. “我的电视台”节点只允许“删除”操作
   2. 实现思路:
      1. 右键菜单“添加”事件
         1. 获取选中节点，根据Tag属性获对应频道对象
         2. 遍历“我的电视台”，查看是否已定制
         3. 将定制的频道对象添加到myFavor集合
         4. 刷新TreeView显示
      2. 修改UpdateTreeView()方法，添加遍历“我的电视台”集合对象并加载信息
      3. 编写TreeView控件MouseClick事件，控制右键菜单显示

8. 显示节目单

   1. 需求说明

      单击电视台频道节点，DataGridView显示频道对应节目单