в качестве формата для хранения,
Популярность языка разметки XML в качестве формата для хранения, передачи и обработки слабоструктурированных данных делает актуальной для практических приложений потребность в языке модификации XML-документов. Несмотря на актуальность данной задачи, доминирующее внимание консорциума W3C, которому принадлежит авторство большинства спецификаций платформы XML[1], в предыдущие годы было направлено на язык запросов из XML-документов [], и работа над языком модификации XML-данных была начата в Консорциуме сравнительно недавно [] и в настоящий момент находится в черновом статусе.
В настоящей статье предлагается язык модификации XML-документов, основанный на подходе к обработке XML-данных функциональными методами, в частности, с помощью языка функционального программирования Scheme. Благодаря близкому соответствию иерархической структурой XML-документа вложенным спискам языка функционального программирования Scheme и свойству функций Scheme быть объектами первого класса обеспечивается выразительная гибкость предлагаемого языка модификаций и минимизируется проблема потери соответствия [] по сравнению с другими существующими языками модификации XML-документов.
Подход к обработке XML-данных функциональными методами базируется на формате SXML — представлении XML-документов в виде вложенных списков, текстуально записываемых при помощи S-выражений. Языки SXML и XML могут рассматриваться как два синтаксически различных представления Информационного Пространства XML []. Для демонстрации соответствия между вложенными тегами XML и вложенными списками SXML, на рис. 1 приведен пример простого XML-документа и его представления на SXML. Каждая из информационных единиц Информационного Пространства XML представляется в виде S-выражения, первым членом которого является либо имя информационной единицы (для типов элемент и атрибут), либо служебное имя, предусмотренное для информационной единицы данного типа в грамматике SXML []. Заметим, что спецификация SXML обеспечивает поддержку пространств имен XML, и существует парсер, позволяющий для заданного XML-документа сконструировать его представление на SXML [].
|
<?xml version='1.0'?> <doc> <tag attr1="value1" attr2="value2"> <nested>Text node</nested> </tag> <empty/> </doc> |
(*TOP* (*PI* xml "version='1.0'") (doc (tag (@ (attr1 "value1") (attr2 "value2")) (nested "Text node") ) (empty) )) |
Рис. 1: XML-документ (слева) и его представление в SXML
Универсальность представления на SXML узлов всех типов обеспечивает простоту обработки документов формата SXML, а функции Scheme, обладающие свойством объектов первого класса, позволяют прозрачным образом интегрировать конструкции предлагаемого в настоящей статье языка модификации с пользовательскими действиями приложения.
Необходимо сразу же отметить, что в функциональной парадигме программирования под модификацией данных понимается нечто отличное от модификации в контексте процедурной и объектно-ориентированной парадигм программирования. Чисто функциональный стиль подразумевает отсутствие в программе побочных эффектов, что исключает такие широко принятые в процедурном и объектно-ориентированном подходе операции как присваивание новых значений глобальным переменным или перестановка указателей []. Модификация в функциональном стиле является операцией, не разрушающей исходные данные, и модификация исходного документа осуществляется за счет конструирования нового документа.
Благодаря отсутствию в программе побочных эффектов, для конструирование модифицированного документа не требуется глубокое копирование исходного документа [], но, как более подробно обсуждается в разделе , неизменные в результате модификации части документа используются в виде единой физической копии для его исходной и результирующей версий []. Приложение само решает, каким образом обрабатывать исходный и модифицированный документы. Например, приложение может использовать исходный документ лишь в локальном блоке своего кода, и тогда части, специфичные для исходного документа, будут освобождены автоматическим сборщиком мусора при выходе программы из данного локального блока [].
Вопрос обеспечения работы нескольких конкурентных приложений над общим документом вкратце затрагивается в разделе будущих исследований, и его детальное исследование находится за пределами данной статьи.
Дальнейшее содержание статьи организовано следующим образом. В разделе
дается обзор существующих языков модификации XML-данных и обсуждаются преимущества функционального подхода. В разделе
предлагается идея использование функций в качестве обработчиков для операций модификации, иллюстрируется выразительность данного подхода и показывается, как с помощью обработчиков могут быть выражены наиболее распространенные операции существующих языков модификации. В разделе
идея обработчиков расширяется возможностью согласованной обработки нескольких узлов документа, что позволяет естественно реализовать такие операции модификации, как перемещение поддеревьев. В разделе
вводится сокращенный синтаксис для наиболее употребительных конструкций предлагаемого языка модификаций. Раздел
посвящен деталям реализации предлагаемого языка модификаций функциональными методами программирования. Вопрос алгоритмической сложности вычисления запросов на модификацию предлагаемого языка рассматривается в разделе . Будущие исследования обсуждаются в разделе . Раздел
завершает статью.
