XPath

XPath, або XML Path Language — це мова запитів, для вибору вузлів з XML документів, або для обчислення величин (наприклад, рядкових, числових або булевих) на основі вмісту XML документа. XPath був розроблений World Wide Web Consortium (W3C).

XPath
Парадигма	Мова запитів
Дата появи	1999
Розробник	W3C
Останній реліз	3.0 (2014-04-08)
Основні реалізації	C#, Java, JavaScript
Під впливом від	XSLT, XPointer
Вплинула на	XML Schema, XForms
XPath у Вікісховищі

Огляд

Мова XPath основана на представленні XML документа у вигляді дерева, і надає можливість навігації по дереву, та вибору його вузлів за різними критеріями. Популярно (проте не в офіційній специфікації) XPath-вирази називають просто «XPath».

На початку покликаний надати загальний синтаксис і модель поведінки між XPointer та XSLT, XPath швидко здобув визнання розробників як мова малих запитів, і його підмножини використовуються в інших W3C специфікаціях. Це, наприклад, XML Schema, XForms і Internationalization Tag Set (ITS)^[en].

Версії

На сьогоднішній день є три версії мови XPath. Остання — версія 3.0 (10.04.2014), але XPath 1.0 все ще є найбільш вживаною.

• XPath 1.0 стала рекомендацією 16 листопада 1999 року і широко впроваджена і використовується сама по собі (на зразок таких мов, як Java, C#, Python, JavaScript) або ж входить до інших мов (наприклад, XSLT, XProc, XML Schema, XForms).
• XPath 2.0 стала рекомендацією 23 січня 2007 року, була впроваджена значною мірою, але все ж не настільки широко використовувалася, як XPath 1.0. Специфікація цієї версії набагато більша ніж в XPath 1.0, змінено деякі фундаментальні концепції мови, як наприклад, система типізації.
• XPath 3.0 стала рекомендацією 8 квітня 2014 року. Найбільш значним нововведенням є підтримка функцій як значень першого класу. Щоб дізнатись більше про XPath 3.0, дивись. XPath 3.0 є підмножиною XQuery 3.0, а також найсучаснішою реалізацією, що існує, як частина рушія XQuery станом на квітень 2014 року.

XPath вираз застосований в XML документі

Синтаксис і семантика (XPath 1.0)

Найбільш важливий тип виразу в XPath є шлях до файлу. Шлях до файлу складається з послідовності каталогів. Кожен каталог містить три компоненти:

• вісь
• визначення вузла
• предикати (може бути декілька, або не бути взагалі).

Вираз XPath обчислюється по відношенню до контекстного вузла. Осі, такий як 'child' або 'descendant', описують шлях для навігації від контекстного вузла. Визначення вузла і предикати використовуються для фільтрування вузлів, означених віссю. Наприклад, визначення вузла 'A' вимагають від інших напрямлених вузлів мати позначку 'A'. Предикат може використовуватися з метою зазначити, що вибрані вузли мають певні властивості (самовизначені XPath виразами).

Синтаксис XPath поставляється в двох варіантах: скорочений синтаксис (що є більш компактним і дозволяє XPath виразам бути легко написаними і прочитаними, використовуючи інтуїтивні і в багатьох випадках звичні характеристики і конструктори. Розширений синтаксис є менш компактний, але дозволяє описати більше опцій, є більш наочний.

Скорочений синтаксис

Компактне позначення дозволяє багато за замовчуванням і скорочень для загальних випадків. Для даного XML документу

<A>  <B>  <C/>  </B> </A> 

найпростіший XPath вираз

• /A/B/C

обирає ті елементи C, що є дітьми B, що в свою чергу є дітьми A, що є найбільш віддаленим елементом (в даному разі коренем) цього XML документу. Синтаксис XPath є розроблений, щоб імітувати URI і синтаксис шляху до файлу.

Більш складні вирази можуть бути сконструйовані вибором осі, відмінної від 'child' ('child' — вісь за замовчуванням), даних вузла (не просто імені) чи предикатів, що можуть бути записані в квадратних дужках на кожному кроці. Наприклад, вираз

• A//B/*[1]

вибирає першу дитину ('*[1]'), не зважаючи на ім'я, кожного елемента B, що в свою чергу є або дитиною, або більш дальнім нащадком ('//') елемента A, що є дитиною поточного контекстного вузла (вираз не починається з '/'). Зверніть увагу, що предикат [1] пов'язує більш щільно, ніж оператор /. Щоб вибрати перший вузол, вибраний виразом A//B/*, напишіть (A//B/*)[1]. Зверніть також увагу на те, що значення індексу в предикатах XPath (технічно, «позиції» близькість від XPath наборів вузлів) починається з 1, а не з 0, як прийнято в таких мовах, як C і Java.

Розширений синтаксис

У повному нескороченому синтаксисі два вищеописаних приклади буде записано

• /child::A/child::B/child::C
• child::A/descendant-or-self::node()/child::B/child::*[position()=1]

Тут на кожному кроці вісь(наприклад, child or descendant-or-self) вказується явно, потім пишуть :: і потім визначення вузла, так як A або node() в розглянутих прикладах.

Осі

Осі вказують на напрям навігації по дереві XML документа. Є такі осі:

Розширений синтаксис	Скорочений синтаксис	Пояснення
ancestor	Вибирає всіх предків (батька, прабатька і т. д.) поточного вузла
ancestor-or-self	Вибирає всіх предків (батька, прабатька і т. д.) поточного вузла і його самого
attribute	@	Вибирає всі атрибути поточного вузла
child	Вибирає всіх дітей поточного вузла
descendant	Вибирає всіх нащадків (дітей, внуків і т. д.) поточного вузла
descendant-or-self	//	Вибирає всіх нащадків (дітей, внуків і т. д.) поточного вузла і його самого
following	Вибирає все в документі після закриваючого тегу поточного вузла
following-sibling	Вибирає всіх «братів» після поточного вузла
namespace	Вибирає всі вузли простору імен поточного вузла
parent	..	Вибирає всіх батьків поточного вузла
preceding	Вибирає всі вузли, що з'являлись перед поточним вузлом у документі, крім предків, вузлів з атрибутами і вузлів простору імен
preceding-sibling	Вибирає всіх «братів» перед поточним вузлом
self	.	Вибирає поточний вузол

Розглянемо приклад використання осі following-sibling на наступному XML документі:

<items>  <item>1</item>  <item>2</item>  <item>3</item>  <item>4</item> </items> 

XPath вираз

• items/item/following-sibling::item[position()='2']

поверне '34' — значення третього і четвертого вузлів <item>, тобто тих, що йдуть після <item> на другій позиції.

Для демонстрації роботи descendant використаємо наступний XML документ:

<items>  <item>  <page>page1</page>  <page>page2</page>  <page>page3</page> </item>  <item>2</item>  <item>3</item>  <item>4</item> </items> 

Написавши наступне

• descendant::items/item[position()='1']

отримаємо 'page1 page2 page3', тобто значення всіх нащадків <item>, що стоїть на першій позиції.

Як приклад використання осі attribute в скороченому синтаксисі, //a/@href вибирає атрибути з назвою href в усіх a елементах, що зустрічаються в документі. Вираз . (скорочений запис від self::node()) найчастіше використовується в предикаті, щоб звернутись до поточного вузла. Наприклад, h3[.='See also'] вибирає елемент в поточному контексті з назвою h3 із значенням See also.

Визначення вузла

Визначення вузла може складатися з конкретних імен вузлів або більш загальних виразів. У разі, якщо в XML документі був визначений префікс простору імен gs, //gs:enquiry знайде всі enquiry елементи в цьому просторі імен, і //gs:* знайде всі елементи, незалежно від локальної назви, в цьому просторі імен.

Іншими форматами визначення вузла є:

Предикати

Предикати, записані у вигляді виразів у квадратних дужках, можуть бути використані для обмеження набору вузлів, для вибору тільки тих вузлів, для яких виконується деяка умова. Наприклад, a[@href='help.php'] вибере ті a елементи (з-поміж дітей контекстного вузла), що містять атрибут href із значенням help.php.

Нема обмеження на кількість предикатів, застосованих на одному кроці, і вони не повинні бути обмежені до останнього кроку в XPath виразі. Також вони можуть бути вкладені на будь-яку глибину. Шлях, визначений предикатами, починається в контексті поточного кроку і не змінює цей контекст. Всі умови повинні виконатися, щоб відбулась дія.

Коли значенням предиката є цифра, вона інтерпретується як тест на позицію (номер) вузла. Таким чином p[1] вибирає перший p елемент-дитину, в той час, як p[last()] вибирає останню.

В іншим випадках значення предиката є автоматично конвертовані до булевих. Коли предикат оцінює множину вузлів, результат є true коли множина вузлів не є порожньою. Отже, p[@x] вибирає ті p елементи, котрі мають атрибут x.

Більш складний приклад:

• a[/html/@lang='en'][@href='help.php'][1]/@target

вибирає значення атрибута target першого a елемента з-поміж дітей контекстного вузла, що має свій власний атрибут href із значенням help.php, за умови, що елемент верхнього рівня html також має атрибут lang із значенням en. Посилання на атрибут елемента верхнього рівня в першому предикаті не впливає ні на контекст інших предикатів, ні на місцезнаходження його самого на даному кроці.

Порядок предикатів є важливий, якщо предикати перевіряються позицію вузла. Кожен предикат «фільтрує» місцезнаходження вибраного набору вузлів на даному кроці по черзі. Отже, a[1][@href='help.php'] знайде відповідність, лише якщо перша a дитина контекстного вузла відповідає умові @href='help.php', в той час, як a[@href='help.php'][1] знайде першу a дитину, що задовільняє умові.

Функції та оператори

XPath 1.0 визначає чотири типи даних: множини вузлів, рядки, числа, логічні типи.

Доступними є наступні оператори:

• «/», «//» і «[…]» оператори, що використовуються у XPath виразах, як це було описано раніше
• оператор об'єднання "|", що об'єднує дві множини вузлів
• булеві оператори «and» і «or», і функція «not()»
• арифметичні оператори «+», «-», «*», «div» (ділення), і «mod» (ділення за модулем)
• Оператори порівняння «=», «!=», «<», «>», «<=», «>=»

Бібліотека включає стандартні функції (більше 100):

• для маніпулювання рядками: concat(), substring(), contains(), substring-before(), substring-after(), translate(), normalize-space(), string-length()
• для маніпулювання числами: sum(), round(), floor(), ceiling()
• для отримання властивостей вузлів: name(), local-name(), namespace-uri()
• для отримання інформації про контекст обробки: position(), last()
• для конвертування: string(), number(), boolean()

Системні функції

Функції над множиною вузлів

Функції над рядками

Логічні функції

Числові функції

Приклади використання

Вирази можуть створюватися всередині предикатів з використанням операторів: =, !=, <=, <, >= і >. Булеві вирази можуть комбінуватися з дужками () і булеві оператори and і or, як і функція not() (описані вище). Числові розрахунки можуть використовувати *, +, -, div і mod. Рядки можуть складатися з будь-яких [Юнікод|Unicode]] характеристик.

Наприклад, вираз

• //item[@price > 2*@discount]

вибирає <item>, атрибут price яких є більший числового значення їх атрибуту discount, помноженому на два.

Безліч вузлів можна 'об'єднати ', використовуючи вертикальну риску |. Множини вузлів, що задовольняють одному або більше з декількох умов можуть бути знайдені шляхом об'єднання умов всередині предиката з використанням 'or'

Наступний вираз

• v[x or y] | w[z] повернеться один набір вузлів, що складається з усіх v елементів, таких що мають x або y дітей-елементів, так само, як і зі всіх w елементів, що мають z дітей-елементів, що були знайдені в даному контексті.

Приклади

Даний простий XML документ:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <wikimedia>  <projects>  <project name="Wikipedia" launch="2001-01-05">  <editions>  <edition language="English">en.wikipedia.org</edition>  <edition language="German">de.wikipedia.org</edition>  <edition language="French">fr.wikipedia.org</edition>  <edition language="Polish">pl.wikipedia.org</edition>  <edition language="Spanish">es.wikipedia.org</edition>  </editions>  </project>  <project name="Wiktionary" launch="2002-12-12">  <editions>  <edition language="English">en.wiktionary.org</edition>  <edition language="French">fr.wiktionary.org</edition>  <edition language="Vietnamese">vi.wiktionary.org</edition>  <edition language="Turkish">tr.wiktionary.org</edition>  <edition language="Spanish">es.wiktionary.org</edition>  </editions>  </project>  </projects> </wikimedia> 

XPath вирази:

/wikimedia/projects/project/@name 

повертає атрибут name для всіх <project>;

/wikimedia//editions 

вибирає всі <edition> всіх <project>;

/wikimedia/projects/project/editions/edition[@language="English"]/text() 

вибирає адреси всіх <project> з англійської Вікіпедії (текст всіх edition елементів, де значення атрибута language є English);

/wikimedia/projects/project[@name="Wikipedia"]/editions/edition/text() 

вибирає адреси всіх Вікіпедій (текст всіх edition елементів, що існують під project елементом із значенням Wikipedia атрибута name).

Реалізації

• XMLStarlet
• xmllint (libxml2)
• RaptorXML Server від Altova, що підтримує XPath 1.0, 2.0, і 3.0

• libxml2
• Sedna XML Database
• VTD-XML
• Xalan
• XQilla [ 18 травня 2015 у Wayback Machine.]

• XPath є включений в бібліотеку за замовчуванням

• Virtuoso Universal Server|OpenLink Virtuoso

• Saxon XSLT підтримує XPath 1.0, XPath 2.0 і XPath 3.0 (так само, як і XSLT 2.0, XQuery 3.0)
• BaseX (також підтримує XPath 2.0 and XQuery)
• VTD-XML
• Sedna XML Database (XML: DB і патентований).
• QuiXPath [ 10 березня 2014 у Wayback Machine.] реалізація потокової політики відкритого коду (Innovimax)

Пакет Java був частиною Java стандартної версії, починаючи з Java 5. Технічно це XPath API, а не реалізація XPath, і це дозволяє програмісту можливість вибрати конкретну реалізацію, що відповідає інтерфейсу.

• jQuery XPath плагін [ 9 липня 2014 у Wayback Machine.], заснована на політиці відкритого коду реалізації XPath 2.0 в JavaScript [ 11 червня 2018 у Wayback Machine.]

• В просторах імен System.Xml і System.Xml.XPath
• Sedna XML Database

• XML::LibXML (libxml2)

• Sedna XML Database

• ElementTree XML API [ 15 березня 2015 у Wayback Machine.] в Python Standard Library включає обмежену підтримку [ 15 березня 2015 у Wayback Machine.] для XPath виразів
• libxml2
• Amara
• Sedna XML Database
• lxml

• libxml2
• Nokogiri

• Sedna XML Database

• MySQL підтримує частину XPath з версії 5.1.5 і далі
• PostgreSQL підтримує XPath і XSLT з версії 8.4 і далі

• забезпечує "дуже повне, сумісне і швидке впровадження XPath в C

Використання в мовах схем

XPath все частіше використовується, щоб показати обмеження мов схем для XML.

• (В даний момент стандарт ІСО) мова схем Schematron започаткувала підхід.
• Потокове підмножина XPath використовується в XML Schema (W3C) 1.0 для вираження унікальність і ключових обмежень. У XSD 1.1 використання XPath є розширеним для підтримки умовного присвоювання типу на основі значень атрибутів, і дозволу довільним логічним твердженням бути оціненими проти вмісту елементів.
• XForms використовує XPath, щоб пов'язати типи із значеннями.
• Підхід навіть знайшов застосування в не-XML-додатках, таких як обмежена мова для Java, названа PMD: як Java перетвориться в DOM-дереві розбору, то XPath правила будуть визначені над деревом.

Примітки

1. . 4 лютого 2012. Архів оригіналу за 24 квітня 2013. Процитовано 13 травня 2015. 
2. Bergeron, Randy (31 жовтня 2000). . SQL Server Magazine. Архів оригіналу за 26 липня 2010. Процитовано 13 травня 2015. 
3. Pierre Geneves (October 2012). . Архів оригіналу за 14 квітня 2021. Процитовано 13 травня 2015. 
4. XPath 2.0 підтримує атомні типи, визначені в XML Schema як вбудовані, і також може імпортувати типи зі схеми, визначені користувачем.
5. . Архів оригіналу за 9 травня 2015. Процитовано 13 травня 2015. 
6. What's new in 3.0 (XSLT/XPath/XQuery) (plus XML Schema 1.1) [ 3 квітня 2013 у Wayback Machine.] by Michael Kay, Saxonica
7. . Архів оригіналу за 17 квітня 2008. Процитовано 21 травня 2015. 
8. . Архів оригіналу за 4 листопада 2018. Процитовано 7 листопада 2018. 
9. . Архів оригіналу за 23 травня 2015. Процитовано 21 травня 2015. 
10. . Архів оригіналу за 19 березня 2015. Процитовано 21 травня 2015. 

Див. також

• XML
• XLink
• XPointer
• XSL
• XSLT
• XSL-FO

Посилання

• Російський переклад специфікації XML Path (XPath) версії 1.0 [ 26 вересня 2007 у Wayback Machine.]
• Специфікація XPath 2.0 [ 2 листопада 2007 у Wayback Machine.]
• Що нового в XPath 2.0 [ 9 жовтня 2007 у Wayback Machine.]
• Парсер сайтів на Xpath. Урок 1 [ 3 листопада 2012 у Wayback Machine.] (Українська)
• Втілення XPath у JavaScript [ 11 жовтня 2007 у Wayback Machine.]
• Підручник з численними прикладами [ 2 листопада 2007 у Wayback Machine.]
• TinyXpath- Втілення XPath на c++ [ 13 жовтня 2007 у Wayback Machine.]
• XPath Підручник [ 10 серпня 2011 у Wayback Machine.] (Німецька)
• (Німецька)
• ^{[недоступне посилання з червня 2019} XPath Achsen Diagramme]^{[недоступне посилання з жовтня 2019]} (Німецька)
• XPath в JavaScript [ 27 травня 2015 у Wayback Machine.] (Російська)