為了讓大家更深入的了解和使用C#，我們開始這一系列的主題為“C#發現之旅 ”的技術講座。考慮到各位大多是進行WEB數據庫開發的，而所謂發現就是發現我們所 不熟悉的領域，因此本系列講座內容將是C#在WEB數據庫開發以外的應用。目前規劃的主要內 容是圖形開發和XML開發，並計劃編排了多個課程。在未來的C#發現之旅中，我們按照由淺入 深，循序漸進的步驟，一起探索和發現C#的其他未知的領域，更深入的理解和掌握使用C#進 行軟件開發，拓寬我們的視野，增強我們的軟件開發綜合能力。
本課程說明
本課程介紹XPath和XSLT的基本概念，並介紹了如何在C#中使用這些技術。
XPath介紹
XPath是從XML基礎規范上派生的技術，專門用於快速檢索和查詢XML文檔，使用方便 ，功能強大，XPath也是XSLT技術的基礎。
XPath是W3C國際標准組織定義的用於在單 個XML文檔中快速檢索和定位XML文檔節點的規范，它也是跨平台的，若一些軟件支持XPath， 則必然是支持標准的XPath語法。因此無論是JAVA還是C#都是支持相同語法的XPath。
我們理解XPath時可以參考文件目錄結構FilePath，在Windows資源管理器左邊的文件目錄樹 狀列表中，可以看到各種文件對象，包括磁盤根目錄，各級文件目錄等等，它們共同構成了 一個樹狀結構，我們選擇對象時既可以在這個樹狀結構中一個個查找，也可以指定路徑名來 進行快速定位，文件系統的路徑名采用斜槓號來分隔各個目錄層次的目錄名。比如在這個示 意圖中，我們選中的目錄，可以使用路徑名”c:\documents and settings\袁永福 ”來快速定位。
而XML文檔中也是這種樹狀層次結構，因此我們也可以套用這種 文件路徑名的概念到XML文檔中，於是形成了XPath路徑。我們處理XML文檔時可以一層層查找 所需的XML節點，也可以指定XPath路徑字符串來快速定位XML節點。在XPath路徑中，我們使 用反斜槓符號來分隔各個層次的XML元素的名稱。
在文件目錄系統中，我們可以可以 使用絕對路徑名，也可以使用相對路徑名，我們可以使用一個點號表示當前目錄，使用兩個 點表示父目錄。在XPath中我們也套用了類似的概念，我們從XML文檔根節點出發而指定的 XPath路徑為絕對路徑，從某個XML節點開始轉到其它節點所經過的路徑為相對路徑，我們也 使用一個點表示當前節點，也使用兩個點來表示父節點。其實我們可以將絕對路徑看成從根 節點出發的相對路徑。
在這個示意圖中，第一個選中的節點可以使用XPath路徑 “Table/Record/Country”來快速定位。
在文件目錄系統中，同一個目錄 下面不能有相同名稱的對象，因此相對路徑名和絕對路徑名都能准確的定位到一個目錄上， 而在XML文檔中，同一個XML節點下可以存在多個具有相同名稱的子節點，因此XPath路徑可能 無法唯一的確定一個XML節點。此時XPath采用了內嵌條件判斷語句的方法來解決這個問題。 XPath路徑字符串中可以使用一對方括號來包含一個邏輯表達式，在這個表達式中可以使用字 符串判斷，數學四則運算，邏輯判斷和一些預定義函數，而且XPath路徑中每個層次都能包含 表格式，因此XPath的邏輯判斷的功能是非常強大的。
在示意圖中，我們使用XPath路 徑”Table/Record[CustomerID=’ANATR’]/Phone”來快速定位第二 個節點，此處使用了一段方括弧包含了一個邏輯表達式。表示查找某個節點，該節點下的 CustoemrID子節點的文本值等於 “ANATR”。
XPath是一種國際標准，但 在微軟的.NET框架當然支持這個國際標准。我們可以使用.NET類庫中的 System.Xml.Xsl.XslTransform類型來執行XSLT轉換。這個類型除了支持標准的XPath外，還 進行一些擴展，主要是能擴展使用開發者自己定義的函數。
使用XPath，我們可以很 方便的搜索XML文檔中的任何部分，因此具有很好的數據檢索分析功能，近期業界興起的半結 構化文檔技術大多就是以XPath為基礎的。
由於XPath技術是相當強的，而且是國際標 准，跨平台的，因此大家有時間好好學習使用它。對於XPath的詳細語法可訪問網站 http://www.w3.org/TR/xpath ，若大家安裝了MSDN2003版，也可參考 MSDN Library/XML Web Services/XML核心/SDK 文檔/MSXML4.0 SDK/XPath Reference。這些電子文檔全是英文 ，大家也可以購買一些專門講述XML技術的中文書籍看看。
XSLT介紹
XSLT是一種將XML文檔轉換為其他文本文檔的語言，是建立在XML和XPath之上的國際 標准，內容比較多，功能強大。
對於編程人員來說，XSLT可以看作以前序遍歷的方式 專門處理XML樹狀結構的標記語言。以前編程根據XML文檔輸出純文本數據時需要寫代碼以前 序遍歷方式的方式遍歷XML文檔對象組成的樹狀結構，對於每一個特定名稱或特定層次的XML 節點而輸出不同的內容，這個過程比較復雜，代碼量大，需用進行很多的狀態判斷。而XSLT 則使用一種簡潔明了的標記語言實現了相同的邏輯。因此XSLT從程序邏輯的角度看類似支持 遞歸的編程語言，而且是專門處理XML文檔的。
XSLT轉換過程會涉及到三個文本文檔 ，一個是要處理的原始XML文檔，第二個就是XSLT樣式表文檔，該文檔包含了XSLT代碼，XSLT 代碼本身就是XML格式，但使用了XML的名稱空間。第三個就是XSLT處理輸出的文本文檔，注 意，此處輸出的是純文本文檔，這個文檔具體是什麼格式完全靠XSLT代碼來決定，可以是另 外一個XML文檔，HTML文檔，SQL語句字符串或者其他任意格式的字符串數據等等，XSLT轉換 只能輸出純文本文檔，此外就沒有限制輸出文檔的具體格式。
XSLT范例
下面使用一個XSLT范例來說明XSLT處理過程。
在這個示意圖中有三個圖片， 第一個是原始的包含數據的XML文檔，第二個是XSLT樣式表文檔的內容，第三個就是轉換結果 。XSLT代碼如下
<xsl:stylesheet version='1.0' xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform">
<xsl:output method='xml' />
<xsl:template match='/'>
<html>
<body>
<table border='1'>
<xsl:for-each select="Table/Record">
<tr>
<xsl:for-each select="*">
<td>
<xsl:value-of select="." />
</td>
</xsl:for-each>
</tr>
</xsl:for-each>
</table>
</body>
</html>
</xsl:template>
</xsl:stylesheet>
數據XML文檔是一個很簡單的XML文檔，此處不加 說明了。重點說說XSLT樣式表文檔，可以看到XSLT樣式表文檔本身一個XML文檔。它采用XML 的樹狀結構來描述遞歸處理過程，也比較好理解。
在樣式表文檔中，根元素為 xsl:stylesheet ，裡面定義了一個名為xsl的名稱空間，這個根節點及其屬性值都是固定的 。
xsl:output 元素是可選的，它的method屬性用於指定輸出文檔的格式，可以設置 為xml，html或text值。此處使用xml輸出樣式，說明輸出的文檔是XML格式的，XSLT轉換會盡 量生成XML文檔，但不作保證，因此仍然有可能生成不合格的XML文檔。
xsl:template 用於定義一個XSLT模板，模板類似編程語言中的函數，可實現XSLT代碼的重用。模板可以使 用name屬性定義名稱，也可以使用match屬性定義匹配的XPath路徑，這個模板使用了match屬 性來匹配XML文檔本身。
然後是 html 元素，由於html元素沒有使用xsl的前綴，因此 不屬於xslt代碼，因此將原樣輸出，跟著後面的body，table元素也是一樣的。
xsl:for-each 元素類似C#中的foreach 語法結果，表示循環遍歷元素，它使用 select屬性指定一個XPath相對路徑，XSLT使用這個相對路徑查詢所有要遍歷的XML節點，此 時當前節點就是XML文檔本身，因此XSLT處理器會調用XmlDocument的SelectNodes 函數來獲 得要遍歷的XML節點，函數的參數就是Table/Record。於是我們開始循環遍歷所有的Record元 素了。
在循環遍歷Record元素時，對每一個Record元素都要輸出xsl:for-each的子節 點，首先是 tr 元素，這不是XSLT元素，因此原樣輸出。這裡還套嵌定義了另外一個for- each元素，於是我們又開始了一個新的循環遍歷了，新的循環指定的相對XPath路徑是一個星 號，表示匹配所有名稱的子元素，這類似DOS命令Dir中使用星號匹配所有文件。此處表示循 環遍歷Record元素下面所有的字段元素。
對每一個字段元素，首先輸出td 元素，然 後處理xsl:value-of 元素，xsl:value-of 表示輸出指定相對路徑的節點的值，這裡指定的 XPath是一個點號，表示當前節點本身，由於當前節點是XML元素，因此也就輸出元素的文本 內容，相當於輸出XmlElement的InnerText 屬性值。
為了讓大家 更清楚的了解XSLT執行過程，我寫了一段C#代碼來模擬實現這個XSLT轉換過程，代碼在演示 程序的 codexslt.aspx 中。代碼如下
// 此處代碼動態構造 xml 文檔對象結 構來輸出XML文檔
System.Xml.XmlDocument XmlDoc = new System.Xml.XmlDocument ();
-------------- 查詢數據庫，填充XmlDoc --------------------------
// 保存輸出結果的緩沖區
System.IO.StringWriter myResult = new System.IO.StringWriter();
myResult.WriteLine("<html>");
myResult.WriteLine(" <body>");
myResult.WriteLine (" <table border='1'>");
// 模擬 <xsl:for -each select="Table/Record">
foreach( System.Xml.XmlNode node in XmlDoc.SelectNodes("Table/Record"))
{
myResult.WriteLine(" <tr>");
// 模擬 <xsl:for -each select="*">
foreach( System.Xml.XmlNode node2 in node.SelectNodes("*"))
{
myResult.Write(" <td>");
// 模擬 <xsl:value-of select="." />
myResult.Write( node2.InnerText );
myResult.WriteLine("</td>");
}
myResult.WriteLine(" </tr>");
}
myResult.WriteLine(" </table>");
myResult.WriteLine(" </body>");
myResult.WriteLine ("</html>");
myResult.Close();
代碼很簡單，這裡 我就不詳細說明了。
這裡只是展示了一個非常簡單的XSLT轉換過程，XSLT和XPath語 法不少，但花點時間是可以記下來的，編寫XSLT模板是很有技巧性的。一般的我們要設計 XSLT模板，首先獲得要轉換的XML文檔樣本以及所需轉換結果的樣本，這兩個樣本可能相差非 常大，所有的差別都需要依靠XSLT轉換模板來彌補，此時XSLT模板的編寫不只是XSLT元素和 函數的堆砌，而是需要同時兼顧輸入和輸出，還需要使用面向過程的編程思想。有時還需要 編程對XSLT轉換器進行擴展。
XML/XSLT在WEB開發中的應用
XML/XSLT技術在 WEB開發中可以發揮很大的應用，可以為WEB開發提供一種新的HTML頁面生成方式。
一 般的在WEB開發中使用XML/XSLT技術主要有兩種模式，一個是在服務器端執行XSLT轉換，另一 個是在客戶端執行XSLT轉換。
在服務器端執行XSLT轉換時，應用系統的業務模塊生成 包含要顯示的數據的XML文檔，然後調用事先寫好的XSLT模板文檔，執行XSLT轉換，轉換結果 一般是HTML文檔，當然也可以是其他類型的文本文檔，此時客戶端就可以將生成的HTML文檔 直接作為頁面響發送到客戶端浏覽器中。客戶端浏覽器接受HTML文檔並顯示出來。在這個過 程中，服務器端生成的XML文檔，XSLT轉換生成的HTML文檔都是臨時生成的文檔，都可以存留 在內存中，用完即可清除掉，不需要寫到磁盤文件中。
在客戶端執行XSLT轉換時，應 用系統的業務模塊生成包含要顯示的數據的XML文檔，加上XSLT轉換信息標記，直接發送到客 戶端浏覽器，客戶端浏覽器獲得這個XML文檔，根據其中的XSLT轉換信息標記，從服務器上下 載指定名稱的XSLT文檔。然後調用自己的XSLT轉換器進行轉換，在內存中生成了HTML文檔並 顯示出來。此時顯示的HTML頁面不會出現在浏覽器的緩沖文件夾中，也看不到HTML源代碼， 只能看到XML的源代碼。
由於XSLT轉換是國際標准，在服務器端的轉換結果和在客戶 端的轉換結果是一樣的。因此兩種模式下浏覽器中顯示的頁面內容是一樣的。
在傳統的WEB 開發中，我們都是直接使用業務系統拼湊出HTML字符串來生成要顯示的HTML頁面。雖然在 ASP.NET中大量使用Web控件來簡化開發，但web控件內部還是拼湊HTML字符串的。使用程序代 碼來拼湊HTML字符串會影響程序代碼的可讀性，很容易使得程序代碼雜亂無章，而且生成的 HTML可讀性差。
若使用XML/XSLT技術則可以有效的改善這種情況，由於XML文檔格式 檢查非常嚴格，因此這就使得程序代碼生成XML文檔過程准確，不得出現錯誤，在這個環境下 迫使程序員注意保持程序代碼質量。而且生成的XML文檔不只用於生成HTML頁面，還能方便的 向其他程序模塊提供數據，並可充當WebService。
考察WEB應用中生成的HTML代碼， 可以發現，大量的HTML頁面中用於實現頁面各種動態效果和頁面格式的HTML代碼多於直接顯 示數據的HTML代碼，而且HTML代碼普遍重復。這使得HTML頁面代碼臃腫，文件大，這會使得 客戶端浏覽器下載頁面緩慢。當采用XML/XSLT技術並在客戶端執行XSLT轉換時，由於服務器 端發送的XML文檔非常簡潔，只包含純粹的數據，並沒有其他冗余的代碼，因此文檔小，下載 快。與之配套的XSLT模板也是經過分析處理的，代碼重復少，因此XSLT文件也小，這樣客戶 端浏覽器以前要下載一個很大的HTML文檔，而現在只要下載兩個較小的文檔，這縮短了浏覽 器下載數據的時間。
除了改善數據傳輸過程，浏覽器自己執行XSLT轉換，這樣能將一 部分的工作量從服務器端轉移到客戶端，此時服務器端只要快速生成包含數據的XML文檔即完 成工作。由於XSLT是廣泛采用的國際標准，此時WEB系統能可靠的使用客戶端的運算能力，從 而減少服務器端運算壓力，而利用客戶端長期閒置的運算能力。
雖然XML/XSLT技術具 有很大的優勢，但在實際開發中仍然存在不小的問題，其中最大的問題就是編制XSLT模板文 件成本高。我們在開發WEB系統中使用了很多開發工具，包括VS.NET的WEB窗體設計器，美工 人員使用的FrontPage，Dreamwave等等，都是用於生成HTML文檔的，而HTML文檔要求不嚴格 ，很多內容還不符合XML規范，因此需要使用各種方法將這些HTML文檔轉換為標准的XML文檔 ，然後還需要分析頁面結構，將這些XML文檔加工成XSLT文檔。在目前的技術條件下，這個過 程成本比較大，使得XML/XSLT技術難於推廣和普及。在此建議大家多多思考，如何低成本的 將HTML文檔轉換為XSLT文檔。
而且XML/XSLT技術調試比較困難，對開發者要求很高， 這也加大了這個技術的應用成本。而且目前的web系統中大量使用的WEB控件沒有考慮到 XML/XSLT技術，這也阻礙了這種新技術的應用。
使用C#執行XSLT轉換
在演示 程序中，其中有些代碼就是使用C#來執行XSLT轉換的。
record.aspx
演示程序 中record.aspx演示了在服務器端執行XSLT轉換，打開這個頁面的C#代碼中，在Page_Load函 數中，首先是查詢數據庫並生成一個包含數據的XML文檔。然後我們使用了一個名為xsl的頁 面參數，這個參數就指定了使用XSLT模板文件。若用戶指定了該參數，我們開始執行XSLT轉 換。
首先是創建一個XslTransform對象，調用它的Load函數來加載用戶指定的XSLT模 板文件，然後調用它的Transform函數，這個函數有四個參數，第一個就是包含數據的XML文 檔對象，第二個是XSLT轉換參數的列表，此處未用，第三個就使輸出轉換結果的流對象，我 們就使用頁面輸出流，最後一個是XML文檔解析對象，此處未用。
string strXSLRef = this.Request.QueryString["xsl"] ;
if( strXSLRef != null && strXSLRef.Length > 0 )
{
// 根據頁面參數指定的 XSLT樣式表名稱執行XSLT轉換
strXSLRef = this.Server.MapPath( strXSLRef );
System.Xml.Xsl.XslTransform transform = new System.Xml.Xsl.XslTransform();
transform.Load( strXSLRef );
transform.Transform( XmlDoc , null , this.Response.Output , null );
}
可以看到在C#中執行XSLT轉換是非常簡單的，只要創建一個XslTransform對 象，使用Load函數加載XSLT模板，使用Transform函數來執行XSLT轉換即可。
recordxml.aspx
演示程序中的recordxml.aspx演示了在客戶端執行XSLT轉換 ，打開這個頁面的C#代碼，在Page_Load函數中，可以看到是查詢數據庫並使用 XmlTextWriter輸出包含數據的XML文檔。其中有這麼一段代碼，首先判斷一個名為xsl的頁面 參數是否存在，若存在則調用xmlwriter的WriteProcessingInstruction方法輸出一段名為 xml-stylesheet的XML指令，這個指令的 href 屬性值就使頁面參數指定的XSLT模板文件名。
// 輸出XSLT樣式表信息頭
string strXSLRef = this.Request.QueryString["xsl"] ;
if( strXSLRef != null && strXSLRef.Length > 0 )
{
xmlwriter.WriteProcessingInstruction (
"xml-stylesheet" ,
"type='text/xsl' href='" + strXSLRef + "'");
}
客戶端浏覽器解析下載的XML文檔，若遇到這個 這段XML指令根據其中的href屬性下載XSLT模板文件，然後執行XSLT轉換，將生成的轉化結果 再作為HTML文檔顯示出來。
在這個頁面中，服務器端只負責輸出數據XML文檔，並提 供XSLT模板文件下載，而XSLT轉換就給客戶端浏覽器處理，這樣就能減少服務器端的工作量 並利用客戶端的運算能力。
注意這裡的xml-stylesheet指令只對浏覽器有效，一般其 他的程序處理XML文檔時會忽略掉這個XML指令。即使我們在服務器端使用XslTransform對象 執行XSLT轉換，這個XML指令也是毫無作用的，就像不存在一樣。
使用C#執行XPath查 詢
演示程序中的recordxpath.aspx就演示了使用C#執行XPath查詢。打開這個頁面的 界面設計，可以看到其界面是比較簡單地，其中一個單行文本框用於輸入XPath字符串，一個 大的多行文本框用於顯示查詢結果，還有一個按鈕用於點擊執行操作。頁面代碼主要在這個 按鈕的點擊事件處理中。
雙擊這個按鈕，可以看到該按鈕的點擊事件處理代碼。在該 處理中，首先調用CreateRecordXMLDocument函數來獲得包含數據的XML文檔對象，生成XML文 檔的過程可以參考record.aspx的說明。
程序生成包含數據的XML文檔後，在從單行的 文本輸入框獲得用戶輸入的XPath字符串，若用戶輸入的內容，則對XML文檔的根節點調用 SelectNodes方法，執行XPath查詢，SelectNodes函數返回一個XmlNodeList列表，該列表中 的元素類型是XmlNode。我們遍歷這個列表，對其中每一個XML節點對象獲得它的XML字符串， 然後進行輸出。
若用戶沒有輸入XPath字符串，則直接輸出XML文檔根節點的內容。
在這裡我們定義了GetXMLString 函數，這個函數主要是返回指定的XML節點對象的帶 縮進的XML字符串。用於取代Xml節點的OuterXml屬性。
小結
在本課程中，我 們了解了XPath，XML/XSLT的基礎知識。並演示使用C#使用XPath和XML/XSLT技術。
XML及其派生的技術都是很重要的國際標准技術，對現代WEB開發具有很大的影響力， XML技術是一種優質的軟件開發技術，因此大家要花點時間好好學習，熟練掌握XML及其派生 技術將大大提高大家的軟件開發能力。
