如何利用Scala簡化XML處理
本文使用了 Scala 編程語言，其版本為 2.6.1。作為一種新生語言，它仍在快速發(fā)展，因此需要了解它的最新進(jìn)展。本文并不要求讀者具備 Scala 知識(shí)，而是嘗試介紹 Scala 的語法和術(shù)語。Scala 需要一個(gè) Java 虛擬機(jī)。本文使用 JDK 1.6.0_04，但 Scala 只需要 1.5 或更高版本。盡管本文沒有包含 Java 代碼，但是也要求讀者熟悉 Java 編程。
解析XML
首先探討如何使用 Scala 解析 XML。像大多數(shù)編程語言一樣，Scala 提供了多種 XML 解析方法。以下是一些基本的方法：基于表示的 InfoSet/DOM、push (SAX) 或 pull (StAX) 事件、與 JAXB（Java Architecture for XML Binding） 類似的數(shù)據(jù)綁定。您將探討基于 DOM 的處理，因?yàn)樗菔玖?Scala 語法的眾多好處。在深入研究之前，您需要了解要解析的 XML 內(nèi)容以及對它執(zhí)行哪些操作。因此需要借助一個(gè)樣例應(yīng)用程序。
樣例應(yīng)用程序：FriendFeed
FriendFeed 是一個(gè)在 2008 年非常流行的 Web 服務(wù)，它允許用戶在其他服務(wù)中聚合他們的行為，例如各種博客（blog）服務(wù)、即時(shí)信息傳遞服務(wù)、YouTube、Flickr 和 Twitter 等。然后從這種聚合中創(chuàng)建單獨(dú)的數(shù)據(jù)提要。您可以針對個(gè)人執(zhí)行上述操作，即對指定的人員實(shí)現(xiàn)聚合行為。盡管可能不是很有用，但是 FriendFeed 的公共提要非常有趣。它在所有 FriendFeed 用戶之間聚合所有的公共行為。FriendFeed 提供一個(gè) API 來訪問個(gè)人提要和公共提要。您將編寫一個(gè)應(yīng)用程序來訪問和解析公共提要。
利用 Java 庫
您要做的首要事情是訪問 FriendFeed 的公共提要。其 URL 為 http://friendfeed.com/api/feed/public。默認(rèn)的情況下它以 JSON 格式顯示數(shù)據(jù)并且顯示最新的 30 個(gè)條目。要將其改為 XML 格式，添加查詢字符串參數(shù) format=xml。例如，要將條目數(shù)目改為 100，添加查詢字符串參數(shù) num=100 ?，F(xiàn)在您只需要訪問這個(gè) URL。這在 Java 代碼中很容易實(shí)現(xiàn)，因此在 Scala 代碼也很容易?？匆幌虑鍐?中訪問 FriendFeed 公共提要的代碼。
清單 1. 訪問 FriendFeed
object FriendFeed {
import java.net.{URLConnection, URL}
import scala.xml._
def friendFeed():Elem = {
val url = new URL("http://friendfeed.com/api/feed/public?format=xml&num=100")
val conn = url.openConnection
XML.load(conn.getInputStream)
}
}
|
注意，這里要做的第一件事就是導(dǎo)入兩個(gè)核心的 Java 類。 Scala 不必使用自己的 API 執(zhí)行諸如打開 HTTP 連接之類的操作，因?yàn)樗梢岳?Java 的 API 來解決這個(gè)問題。注意 Scala 為從同一包導(dǎo)入多個(gè)類提供了捷徑。下一行導(dǎo)入 Scala 的核心XML 類。下劃線就像Java 中的星號(hào)一樣，它導(dǎo)入scala.xml 包中的所有類。
因此使用 Java 的 API 打開一個(gè)到 FriendFeed 的 HTTP 連接。接下來使用 Scala 的 XML 對象進(jìn)行解析。這里有很多有趣的現(xiàn)象。首先，XML 是一個(gè) Scala 對象，即它是一個(gè)單例（singleton）對象。Scala 沒有靜態(tài)的方法、字段和初始化程序。相反您可以定義一個(gè)對象（而不是類）并且它將成為類的一個(gè)單例實(shí)例。您可以像調(diào)用靜態(tài)方法一樣訪問單例對象的方法。這就是 XML.load 語句的作用。注意，盡管這是一個(gè) Scala 對象的方法，它接受一個(gè) Java 對象（java.io.InputStream）作為參數(shù)。這正體現(xiàn)了 Scala 和 Java 之間的緊密聯(lián)系。最后要注意沒有返回語句。返回語句在 Scala 中是可選的。如果沒有返回語句，將返回對方法的最后一個(gè)語句的求值（如果可行并且 Scala 沒有返回編譯錯(cuò)誤的話）。現(xiàn)在可以很簡單地訪問 清單 1 中的方法，如清單2所示。
清單 2. 訪問 friendFeed 方法
val feedXml = friendFeed |
注意在調(diào)用 friendFeed 的方法時(shí)沒有必要使用圓括號(hào)。您也可以使用 Scala 的類型接口。您沒有必要聲明 feedXml 的類型，因?yàn)樗怯?friendFeed 方法的返回類型推斷出來的。再次查看 清單 1 并了解它如何利用語法捷徑。最后要注意的是您所解析的 XML 對象被聲明為 val。這使其成為不可變的對象（像 Java 代碼中的字符串），這在 Scala 中是很常見的。把 XML 作為一個(gè)不可變的對象有很多優(yōu)點(diǎn)，但是如果您習(xí)慣在 DOM 中使用 appendChild API，那么則很難適應(yīng)這一點(diǎn)?，F(xiàn)在已經(jīng)從 FriendFeed 中解析了XML，可以開始使用Scala 對其劃分。
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導(dǎo)航和模式匹配
許多編程語言將 XML 表示為 DOM 樹。這個(gè)方法有許多優(yōu)點(diǎn)，但是不利于以編程的方式遍歷樹來從 XML 文檔中提取數(shù)據(jù)。Java 技術(shù)提供了可以利用 XPath 語法的庫。Scala 采取相似的方法，但它有許多優(yōu)點(diǎn)。Scala 在這個(gè)方法中體現(xiàn)了很多函數(shù)語言特征。在 Scala 中沒有使用操作符（像 + 或 *）。相反，使用 + 或 * 等符號(hào)定義可以執(zhí)行普通數(shù)字加減法的函數(shù)。這也意味著您可以定義任何類型的操作符（因?yàn)樗鼈儗?shí)際上就是函數(shù)）。這些操作符號(hào)比 C++ 這類語言中的重載操作符具有更強(qiáng)大的功能。在 XPath 中，由于可以被轉(zhuǎn)換成一個(gè)函數(shù)調(diào)用，您可以在 Scala 中直接應(yīng)用 XPath 語法的某一部分。
了解了這些內(nèi)容，我們來看一下 FriendFeed 中的 XML 是什么樣子。清單3提供了一個(gè)例子。
清單 3. FriendFeed XML 示例
＜feed＞ ?。糴ntry＞ ?。紆pdated＞2008-03-26T05:06:36Z＜/updated＞ ?。約ervice＞ ?。紁rofileUrl＞http://twitter.com/karlerikson＜/profileUrl＞ ?。糹d＞twitter＜/id＞ ?。糿ame＞Twitter＜/name＞ ＜/service＞ ?。紅itle＞Listening to Panic at the Disco on Kimmel＜/title＞ ?。糽ink＞http://twitter.com/karlerikson/statuses/777188586＜/link＞ ?。紁ublished＞2008-03-26T05:06:36Z＜/published＞ ?。糹d＞f18ebf10-06be-98e2-6059-fa78fa44584b＜/id＞ ?。紆ser＞ ＜profileUrl＞http://friendfeed.com/karlerikson＜/profileUrl＞ ?。糿ickname＞karlerikson＜/nickname＞ ＜id＞f294a86c-e6f3-11dc-8203-003048343a40＜/id＞ ?。糿ame＞Karl Erikson＜/name＞ ?。?user＞ ＜/entry＞ ＜entry＞ ?。紆pdated＞2008-03-26T05:06:35Z＜/updated＞ ?。約ervice＞ ＜profileUrl＞http://twitter.com/asfaq＜/profileUrl＞ ?。糹d＞twitter＜/id＞ ?。糿ame＞Twitter＜/name＞ ?。?service＞ ＜title＞@ceetee lol＜/title＞ ?。糽ink＞http://twitter.com/asfaq/statuses/777188582＜/link＞ ?。紁ublished＞2008-03-26T05:06:35Z＜/published＞ ?。糹d＞d4099bb0-8186-5aa1-ce1f-672246c0fe9c＜/id＞ ?。紆ser＞ ?。紁rofileUrl＞http://friendfeed.com/asfaq＜/profileUrl＞ ?。糿ickname＞asfaq＜/nickname＞ ?。糹d＞41e24568-ee6b-11dc-a88d-003048343a40＜/id＞ ＜name＞Asfaq＜/name＞ ?。?user＞ ?。?entry＞ ?。糴ntry＞ ＜updated＞2008-03-26T05:06:31Z＜/updated＞ ?。約ervice＞ ?。紁rofileUrl＞http://twitter.com/chrisjlee＜/profileUrl＞ ?。糹d＞twitter＜/id＞ ?。糿ame＞Twitter＜/name＞ ＜/service＞ ＜title＞sleep..＜/title＞ ?。糽ink＞http://twitter.com/chrisjlee/statuses/777188561＜/link＞ ＜published＞2008-03-26T05:06:31Z＜/published＞ ＜id＞8c4ec232-3ad5-28e1-16c0-00a428294c9c＜/id＞ ＜user＞ ?。紁rofileUrl＞http://friendfeed.com/chrisjlee＜/profileUrl＞ ?。糿ickname＞chrisjlee＜/nickname＞ ?。糹d＞5af39ad4-53b6-45d8-ae25-ef7c50fe9568＜/id＞ ?。糿ame＞Chris＜/name＞ ＜/user＞ ?。?entry＞ ?。糴ntry＞ ?。紆pdated＞2008-03-26T05:06:49Z＜/updated＞ ＜service＞ ?。紁rofileUrl＞ http://www.google.com/reader/shared/09566745492004297397 ?。?profileUrl＞ ＜id＞googlereader＜/id＞ ?。糿ame＞Google Reader＜/name＞ ?。?service＞ ＜title＞Poketo First Editions Show!!＜/title＞ ?。糽ink＞ http://www.poketo.com/blog/2008/03/24/poketo-first-editions-show/ ?。?link＞ ＜published＞2008-03-26T05:06:49Z＜/published＞ ?。糹d＞4caefceb-d71c-59c9-8199-45c5adbc60f2＜/id＞ ?。紆ser＞ ＜profileUrl＞http://friendfeed.com/misterjt＜/profileUrl＞ ＜nickname＞misterjt＜/nickname＞ ＜id＞e745cc8a-f9e4-11dc-a477-003048343a40＜/id＞ ＜name＞Jason Toney＜/name＞ ?。?user＞ ?。?entry＞ ＜/feed＞
對于您的應(yīng)用程序，您將首先得到一個(gè)基于某種服務(wù)的用戶列表。因此，將首先過濾提要，從而只獲得感興趣的服務(wù)。查看清單4了解Scala 如何實(shí)現(xiàn)上述功能。
清單 4. 過濾基于服務(wù)的提要
def filterFeed(feed:Elem, feedId:String):Seq[Node] = { |
您的函數(shù) filterFeed 接受一個(gè) XML 元素（提要）和一個(gè)服務(wù) ID 作為參數(shù)。首先創(chuàng)建一個(gè)稱為 results 的 XML 節(jié)點(diǎn)隊(duì)列。隊(duì)列被參數(shù)化，類似 Java 中的 List 和 Map。 Scala 使用方括號(hào)來表示泛型類型，而不是像 Java 編程使用的尖括號(hào)。feed"entry" 行是一個(gè)類 XPath 表達(dá)式。反斜杠符號(hào)實(shí)際上是 scala.xml.Elem 類的一個(gè)方法。它返回具有給定名稱的所有子節(jié)點(diǎn)，即提要中所有 ＜entry＞ 元素。這將作為一個(gè) scala.xml.NodeSeq 類的實(shí)例返回。這個(gè)類擴(kuò)展了 Seq[Node]。因?yàn)樗且粋€(gè) Seq，它具有一個(gè) foreach方法，并將一個(gè)閉包作為參數(shù)。
(entry) =＞ ... 標(biāo)記表示一個(gè)將單個(gè)參數(shù)標(biāo)記為條目的閉包。在這個(gè)閉包中，您將再次使用類 XPath 表達(dá)式 entry"service""id" 來從 entry 節(jié)點(diǎn)提取服務(wù)的 ID。把服務(wù) ID 傳遞給搜索函數(shù)來將其與傳遞給方法的提要 ID 相比較。我們稍后將查看這個(gè)函數(shù)體。如果匹配的話，您可將創(chuàng)建條目的用戶別名添加到結(jié)果隊(duì)列中。注意這個(gè)隊(duì)列目標(biāo)中類似操作符的符號(hào)，+=。再次聲明這僅僅是一個(gè)隊(duì)列對象的函數(shù)。您可以使用 Scala 的類 XPath 語法來提取用戶別名節(jié)點(diǎn)。
現(xiàn)在參看搜索函數(shù)，這個(gè)函數(shù)使用一個(gè)功能最強(qiáng)大的 Scala 特性：模式匹配。在這種情況下，將輸入節(jié)點(diǎn)與一個(gè)名為 id 的節(jié)點(diǎn)相比較，id 節(jié)點(diǎn)的子文本節(jié)點(diǎn)由傳遞給函數(shù)的 Name 字符串構(gòu)成。如果匹配則函數(shù)返回 true。語法 case _ 和所有內(nèi)容匹配。其中__再次用作 Scala 的通配符。諸如 case _ 這樣的聲明和 Java 或 C++ 代碼中 case 語句的默認(rèn)子句類似。這個(gè)簡單的例子證明了 Scala 中模式匹配的強(qiáng)大功能。下面您將會(huì)明白如何構(gòu)建 XML 結(jié)構(gòu)。
利用模式匹配構(gòu)建XML
在應(yīng)用程序中，您需要為從 FriendFeed 公共提要提取出的所有用戶別名構(gòu)建一個(gè)新的 XML 結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)上述操作有許多方法，但我們將演示如何再一次使用模式匹配方法。看一下清單5中所示的函數(shù)。
清單 5. 利用模式匹配構(gòu)造函數(shù)
def add(p:Node, newEntry:Node ):Node = p match { |
這個(gè)模式將會(huì)和一個(gè)具有任意類型的子節(jié)點(diǎn)的 UserList 元素匹配。繼而返回一個(gè)具有相同子節(jié)點(diǎn)的新 UserList 元素，另外在現(xiàn)有子節(jié)點(diǎn)之后又增加了一個(gè)子節(jié)點(diǎn)。這在功能上等效于 DOM 規(guī)范中的 appendChild 用法。但它有本質(zhì)的不同，因?yàn)樵脊?jié)點(diǎn)沒有改變（它也不能改變，因?yàn)樗遣豢勺兊模Ｏ喾磩?chuàng)建并返回了一個(gè)新節(jié)點(diǎn)。這樣比等效的 DOM 操作使用更多的內(nèi)存。我們來看一下使用 Scala 構(gòu)建 XML 結(jié)構(gòu)的其他方法。
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創(chuàng)建XML
當(dāng)創(chuàng)建新的 XML 文檔時(shí)，Scala 的原生 XML 語法再合適不過。第一個(gè)例子是獲取創(chuàng)建的 UserList 結(jié)構(gòu)并把它封裝在相關(guān)服務(wù)的節(jié)點(diǎn)中。清單6顯示了這些代碼。
清單 6. 創(chuàng)建服務(wù)結(jié)果
def results(name:String, cnt:Int, elements:NodeSeq):Any = { |
由于 Scale 提供了對 XML 的原生支持，您可以利用一個(gè)模板樣式的語法將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)插入到 XML 結(jié)構(gòu)中。在本例中，使用傳入的名稱字符串設(shè)置 id 屬性。您將獲得一串傳入的元素，將它們作為正在創(chuàng)建的 Service 元素的子節(jié)點(diǎn)。但是要注意，只有在 cnt 參數(shù)大于 0 的情況下才執(zhí)行上述操作。如果 cnt 值等于 0，這個(gè)函數(shù)將不返回任何值。在 Scale 中您可以通過聲明函數(shù)返回 Any 來解決這個(gè)問題。Any 類在 Scala 中是一個(gè)原始的類，類似于 java.lang.Object。Scale 沒有 void 類型，但是有一個(gè)等價(jià)的 Unit 類型。它的優(yōu)點(diǎn)是可以擴(kuò)展 Any 類，并且允許函數(shù)在某些情況下返回對象，而在其他時(shí)候不返回任何內(nèi)容。
如您所見，在 Scala 的 XML 語法中結(jié)合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可以產(chǎn)生強(qiáng)大的功能。再舉一個(gè)例子，您可以創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)計(jì) XML 文檔，其中顯示的 XML 描述每個(gè)服務(wù)在提要中出現(xiàn)的次數(shù)。代碼如清單7所示。
清單 7. 創(chuàng)建統(tǒng)計(jì) XML
def stats(map:HashMap[String,Int]):Node = { |
您的函數(shù)要求 HashMap 的鍵是服務(wù)的名稱，其值為服務(wù)在 FriendFeed 中出現(xiàn)的次數(shù)。這個(gè)函數(shù)使用熟悉的 foreach-closure 風(fēng)格遍歷 HashMap，然后使用 HashMap 的名稱/值對創(chuàng)建一個(gè)新節(jié)點(diǎn)，將這個(gè)節(jié)點(diǎn)添加到節(jié)點(diǎn)隊(duì)列中。隨后創(chuàng)建 Stats 結(jié)構(gòu)并作為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)訪問節(jié)點(diǎn)隊(duì)列，節(jié)點(diǎn)隊(duì)列隨后被賦值給一個(gè) XML 結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在準(zhǔn)備好了所有函數(shù)，您只需驅(qū)動(dòng)程序以便進(jìn)行測試。
運(yùn)行和測試
在運(yùn)行程序之前，需要加入一些代碼來驅(qū)動(dòng)它。將創(chuàng)建一個(gè) main 方法，就像使用 Java 編程一樣，如清單8所示。
清單 8. FriendFeed main 方法
def main(args:Array[String]) = { |
這個(gè)方法創(chuàng)建了 FriendFeed。它接受命令行參數(shù)確定哪些服務(wù)查找用戶并計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。注意這些語法與 Java 語法非常相似。main 函數(shù)接受一個(gè) String 數(shù)組（稱為 args）作為參數(shù)。這個(gè)程序?yàn)榻y(tǒng)計(jì)文檔創(chuàng)建 HashMap，并且為每個(gè)服務(wù)創(chuàng)建 UserList 文檔。然后輸出每個(gè) UserList 和統(tǒng)計(jì)文檔。要運(yùn)行這個(gè)程序，需要使用 scalac FriendFeed.scala 和 scala FriendFeed 進(jìn)行編譯，如清單9所示。
清單 9. 運(yùn)行程序
$ scalac FriendFeed.scala |
您當(dāng)然可以選擇不同的服務(wù)名稱作為命令行參數(shù)或其他參數(shù)。Scala 具備完美的 printer 類，可以使用正確的空格、制表符和格式打印 XML。還提供了 XML 寫入程序（writer）將 XML 寫回?cái)?shù)據(jù)流，比如文件。您可以使用 Scala 完成所有普通的任務(wù)，同時(shí)還可以使用 Scala 提供的一些獨(dú)有的功能。
結(jié)束語
許多人把 Scala 視為 Java 編程語言發(fā)展歷程中的重要一步。XML 已經(jīng)成為一種重要的技術(shù)，編程語言只有在其語法中內(nèi)置了 XML 支持，才能自然地應(yīng)用 XML 技術(shù)。而 Scale 做到了這一點(diǎn)。它使得復(fù)雜問題變得簡單。查看本文使用 Scale 執(zhí)行的所有功能，想像一下做同樣的事情需要使用多少行 Java 代碼。
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