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[移动开发]网络相关系列之四:数据解析之SAX方式解析XML数据

  2016-04-02 20:53:56

一、XML和Json数据的引入:
通常情况下,每个需要访问网络的应用程序都会有一个自己的服务器,我们可以向服务器提交数据,也可以从服务器获取数据。不过这个时候就有一个问题,这些数据是以什么格式在网络上传输的呢?一般我们都会在网络上传输一些格式化后的数据,这种数据会有一定的结构规格和语言,当另一方收到数据消息后就可以按照相同的结构规格进行解析,从而取出它想要的那部分内容
在网络上传输数据最常用的格式:XML和Json。本文就来学习一下XML数据的解析,Json格式的数据解析将在下一篇文章中讲到。
二、XML的介绍:
XML,可扩展标记语言 (Extensible Markup Language) ,用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言,可以用来标记数据、定义数据类型,是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言,这是百度百科的解释。而XML是一种在Internet中传输数据的常见格式,它与HTML一样,都是SGML(标准通用标记语言),无论你是需要通过Internet访问数据,或者发送数据给Web服务,都可能需要用到XML的知识。恰恰Android应用程序需要和网络交互,否则只是一款单机的无互动的应用程序,所以在Android应用程序开发的过程中使用到XML是很有必要的。
由于XML的扩展性强,致使它需要有稳定的基础规则来支持扩展,该语法规则需要注意的是:
  • 开始和结束标签匹配。
  • 嵌套标签不能相互嵌套。
  • 区分大小写。

XML的结构解析如下:
  • 节点
  • 元素
  • 属性和属性值

格式如下:
<标记名称 属性名1="属性值1" 属性名1="属性值1" ……>内容</标记名称>
三、Android中的XML解析的分类:
Android平台最大的优势在于,上层应用基本可以利用Java编程语言开发,Java平台支持通过许多不同的方式来使用XML,并且大多数与XML相关的API已经在Android系统上得到了完全的支持。但是因为Android这个移动设备的局限性,一般仅考虑使用三种方式解析XML
  • DOM,Document Object Model,文档对象模型方式,解析完的XML将生成一个树状结构的对象。
  • SAX,simple API for  Xml,以事件的形式通知程序,对XML进行解析。
  • XML PULL,类似于SAX方式,程序以拉取的方式对XML进行解析。

四、SAX解析介绍:
SAX是一个解析速度快并且占用内存少的xml解析器,非常适合用于Android等移动设备。 SAX解析XML文件采用的是事件驱动,也就是说,它并不需要解析完整个文档,在按内容顺序解析文档的过程中,SAX会判断当前读到的字符是否合法XML语法中的某部分,如果符合就会触发事件。所谓事件,其实就是一些回调(callback)方法,这些方法(事件)定义在ContentHandler接口。
使用SAX的优点:
因为SAX的优势是流的方式处理,当遇到一个标签的时候,并不会记录下之前所碰到的标签。也就是说,在每个节点读取会触发的startElement()方法中,所能知道的信息,仅仅是当前的签名的名字和属性,至于标签嵌套的结构,上层标签的名字,是否有子元素与其他结构相关的信息,都是不知道的。
使用SAX解析XML的简单步骤:
  • 新建一个类MyHandler,继承自DefaultHandler,并重写DefaultHandler中的特有方法,解析XML的工作在此类中完成。
  • 实例化一个SAX解析器的工厂对象,SAXParserFactory对象,使用SAXParserFactory.newInstance()方法获取。
  • 利用SAXParserFactory.newSAXParser()获得SAX解析器对象SAXParser。
  • 实例化MyHandler类,传入需要解析的节点名称。
  • 使用SAXParser.parse()方法设置待解析的XML流和XML解析对象。
  • 最后从MyHandler对象中获得解析结果。

现在详细讲解一下上面提到的类的作用:
DefaultHandler类是SAX2事件处理程序的默认基类。它继承了EntityResolver、DTDHandler、ContentHandler和ErrorHandler这四个接口。包含这四个接口的所有方法,所以我们在编写事件处理程序时,可以不用直接实现这四个接口,而继承该类,然后重写我们需要的方法。
而在继承DefaultHandler的类中,需要重写以下五个方法:
public void startDocument()
当遇到文档的开头的时候,调用这个方法,可以在其中做一些预处理的工作。 

public void startElement(String namespaceURI, String localName, String qName, Attributes attributes)
当读到一个开始标签的时候,会触发这个方法,再次获得元素的属性。namespaceURI就是命名空间,localName是不带命名空间前缀的标签名,qName是带命名空间前缀的标签名。通过attributes可以得到所有的属性名和相应的值。要注意的是SAX中一个重要的特点就是它的流式处理,当遇到一个标签的时候,它并不会纪录下以前所碰到的标签,也就是说,在startElement()方法中,所有你所知道的信息,就是标签的名字和属性,至于标签的嵌套结构,上层标签的名字,是否有子元属等等其它与结构相关的信息,都是不得而知的,都需要你的程序来完成。这使得SAX在编程处理上没有DOM来得那么方便。 

public void characters(char[] ch, int start, int length)
这个方法用来处理在XML文件中读到的内容,第一个参数用于存放文件的内容,后面两个参数是读到的字符串在这个数组中的起始位置和长度,使用new String(ch,start,length)就可以获取内容。 

public void endElement(String uri, String localName, String name)
和startElement()方法相对应,在遇到结束标签的时候,调用这个方法。

public void endDocument()
和startDocument()方法相对应。当文档结束的时候,调用这个方法,可以在其中做一些善后的工作。 
我们通过一个XML文件来讲解一下上面的五个方法在什么时候被执行:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>                  startDocument

<persons>                                                             startElement

  <person id="01">                                             startElement

      <name nameid="1">                                   startElement

        andy                                                         characters

        </name>                                                   endElement

           <age>                                                        startElement

            23                                                             characters

          </age>                                                        endElement

  </person>                      endElement       

</persons>                        endElement
SAXParserFactory类,定义了一个工厂API,使应用程序能够配置和获得基于SAX的解析器以解析XML文档。它只有一个protected的构造方法(单例模式),所以需要使用静态的newInstance()方法来回的SAXParserFactory()对象。使用SAXParserFactory可以通过调用.newSAXParser()方法获得一个SAXParser,通过SAXParser对象可以执行parser()方法,通过传递的参数设定XML流和解析器类。
五、SAX解析XML的步骤:(代码实现)
现在通过一个示例程序来讲解一下SAX是怎么解析XML文件的,这个示例程序是运行在Android平台上的,为了模拟真实情况,在tomcat服务器上放置了一个静态的XML文件,即在opt/apache-tomcat-8.0.33/webapps/ROOT目录(当然这只是我的目录)中新建一个andy.xml文件,xml文件内容如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<persons>
    <person id="01">
        <name>andy</name>
        <age>23</age>
    </person>
    <person id="02">
        <name>koozxcv</name>
        <age>24</age>
    </person>
</persons>
因为我电脑的IP地址是192.168.191.3。现在我们在浏览器输入http://192.168.191.3:8080/andy.xml,显示效果如下:

现在我们需要做的是:通过Android程序去获取并解析这段XML数据。在这个示例程序中,读取person节点的值。因为是Android程序,所以别忘了赋予其访问网络的权限。
(1)【新建工具类HttpUtils通过URLHttpConnection获取服务器上的XML流
我们将其写成工具类,代码如下:
 package com.example.androidsaxxml.http;
 
 import java.io.InputStream;
 import java.net.HttpURLConnection;
 import java.net.URL;
 
 //工具类:通过URLHttpConnection获取服务器上的XML流
 public class HttpUtils {
 
     public HttpUtils() {
     }
     
     //方法:返回的InputStream对象就是服务器返回的XML流。
     public static InputStream getXML(String path) {//参数path:之后将在MainActivity中指定具体的url链接
         try {
             URL url=new URL(path);
             if(url!=null)
             {
                 HttpURLConnection connection=(HttpURLConnection)url.openConnection();
                 connection.setDoInput(true);
                 connection.setConnectTimeout(3000);
                 connection.setRequestMethod("GET");
                 int requesetCode=connection.getResponseCode();
                 if(requesetCode==200)
                 {
                     //如果执行成功,返回HTTP响应流
                     return connection.getInputStream();
                 }
             }
         } catch (Exception e) {
             // TODO: handle exception
         }        
         return null;
     }
 } 

(2)【新建类MyHandler】新建子类MyHandler,继承DefaultHandler类:用来解析xml
sax解析xml最重要的步骤就是定义一个我们自己的Handler处理类,并让其继承 DefaultHandler 这个类,然后在里面重写其回调方法,在这些回调方法里来做我们的xml解析。代码如下:
 package com.example.androidsaxxml.handler;
  
  import java.util.ArrayList;
  import java.util.HashMap;
  import java.util.List;
  
  import org.xml.sax.Attributes;
  import org.xml.sax.SAXException;
  import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;
 
 
 //类:MyHandler,继承DefaultHandler类,用于解析XML数据。
 //之后在MainActivity中通过设定具体的nodeName来实例化MyHandler
    public class MyHandler extends DefaultHandler {
     private List<HashMap<String, String>> list = null; //解析后的XML内容
     private HashMap<String, String> map = null;  //存放当前需要记录的节点的XML内容
     private String currentTag = null;//当前读取的XML节点
     private String currentValue = null;//当前节点的XML文本值
     private String nodeName = null;//需要解析的节点名称
     
     public MyHandler(String nodeName) {
         // 设置需要解析的节点名称
         this.nodeName = nodeName;
     }
     
     @Override
     public void startDocument() throws SAXException {
         // 接收文档开始的通知
         // 实例化ArrayList用于存放解析XML后的数据
         list = new ArrayList<HashMap<String, String>>();
     }
     
     @Override
     public void startElement(String uri, String localName, String qName,
             Attributes attributes) throws SAXException {
         // 接收元素开始的通知        
         if (qName.equals(nodeName)) {
             //如果当前运行的节点名称与设定需要读取的节点名称相同,则实例化HashMap
             map = new HashMap<String, String>();
         }
         //Attributes为当前节点的属性值,如果存在属性值,则属性值也读取。
         if (attributes != null && map != null) {
             for (int i = 0; i < attributes.getLength(); i++) {
                 //读取到的属性值,插入到Map中。
                 map.put(attributes.getQName(i), attributes.getValue(i));
             }
         }
         //记录当前节点的名称。
         currentTag = qName;
     }
     
     @Override
     public void characters(char[] ch, int start, int length)
             throws SAXException {
         // 接收元素中字符数据的通知。
         //当前节点有值的情况下才继续执行
         if (currentTag != null && map != null) {
             //获取当前节点的文本值,ch这个直接数组就是存放的文本值。
             currentValue = new String(ch, start, length);
             if (currentValue != null && !currentValue.equals("")
                     && !currentValue.equals("\n")) {
                 //读取的文本需要判断不能为null、不能等于”“、不能等于”\n“
                 map.put(currentTag, currentValue);
             }
         }
         //读取完成后,需要清空当前节点的标签值和所包含的文本值。
         currentTag = null;
         currentValue = null;
     }
     
     @Override
     public void endElement(String uri, String localName, String qName)
             throws SAXException {
         // 接收元素结束的通知。
         if (qName.equals(nodeName)) {
             //如果读取的结合节点是我们需要关注的节点,则把map加入到list中保存
             list.add(map);
             //使用之后清空map,开始新一轮的读取person。
             map = null;
         }
     }
     
     //方法:获取解析之后的数据
     public List<HashMap<String, String>> getList() {
         return list;
     }
 }

(3)【新建类SaxService】实例化一个SAX解析器的工厂对象:SAXParserFactory
需要一个调用SAXParser对象的类,这里新建一个SaxService类,实例化SAXParserFactory用于设定XML流和解析器,也就是在这里调用了上一步中的MyHandler类。代码如下:
package com.example.androidsaxxml.service;
  
 import java.io.InputStream;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.List;
 
 import javax.xml.parsers.SAXParser;
 import javax.xml.parsers.SAXParserFactory;
  
 import com.example.androidsaxxml.handler.MyHandler;
 
 
 //类:用于实例化例化一个SAX解析器的工厂对象:SAXParserFactory
 public class SaxService {
 
     public SaxService() {
         // TODO Auto-generated constructor stub
     }
     
     //方法:解析xml数据并返回,返回值类型是HashMap
     public static List<HashMap<String, String>> readXML(InputStream inputStream,String nodeName)
     {
         try {
             //实例化SAX工厂类
             SAXParserFactory factory=SAXParserFactory.newInstance();
             //实例化SAX解析器。
             SAXParser sParser=factory.newSAXParser();
             //实例化工具类MyHandler,设置需要解析的节点
             MyHandler myHandler=new MyHandler(nodeName);
             // 开始解析
             sParser.parse(inputStream, myHandler);
             // 解析完成之后,关闭流
             inputStream.close();
             //返回解析结果。
             return myHandler.getList();  //在这里返回解析之后的数据
         } catch (Exception e) {
             // TODO: handle exception
         }        
         return null;
     }
     
 } 

(4)在MainActicity中实例化:即实例化需要访问的链接path和需要解析的节点nodeName
布局界面很简单,只有一个按钮控件,这里就不展示布局代码了。点击按钮后,触发点击事件,因为是Android4.0+,所以不能在主线程中访问网络,需要另起一个线程,这里使用Thread类。代码如下: 
 package com.example.androidsaxxml;
 
 import java.io.InputStream;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.List;
 
 import android.app.Activity;
 import android.os.Bundle;
 import android.view.View;
 import android.widget.Button;
 
 import com.example.androidsaxxml.http.HttpUtils;
 import com.example.androidsaxxml.service.SaxService;
 
 
 public class MainActivity extends Activity {
     private Button button;
     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.activity_main);
         
         button=(Button)findViewById(R.id.button1);
         button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
             
             @Override
             //点击按钮,开启线程访问网络
             public void onClick(View v) {
                 Thread thread=new Thread(new Runnable() {
                     
                     @Override
                     public void run() {
                         // 设置XML文档的路径
                         String path="http://192.168.1.112:8080/smyhvae.xml";
                         //调用类HttpUtils:从服务器上获取XML流。
                         InputStream inputStream=HttpUtils.getXML(path);
                         try {
                             //调用类SaxService:解析流,同时设定需要解析的节点
                             List<HashMap<String, String>> list=SaxService.readXML(inputStream, "person");
                             for(HashMap<String,String> map:list)
                             {
                                 //打印到LogCat中
                                 System.out.println(map.toString());
                             }
                         } catch (Exception e) {
                             // TODO: handle exception
                         }
                     }
                 });
                 thread.start();                
             }
         });        
     }
 }
当点击按钮后,XML解析后的内容会把打印到日志中:

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