基于XML的图形结构数据表示的解决方案及其比较

维普资讯

第２８卷第５期　

计算机工程　

２００２年５月　

ｖｏ１　２８　№５　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

Ｍａｙ２００２　

・　

Ｉ士论文・　文章鳙号：１ｏ０ｏ—　２８（２ｏｏ２）ｏ５—邶哪６—０２　文献标识码：Ａ　中围分类号：ＴＰ３１２　

基于ＸＭＬ的图形结构数据表示的解决方案及其比较　

陈息红＿，许　．镘　

（１中国科学技术大学计算机系，台肥２３００２７；２芜湖职业技术学院计算机系ｔ芜湘２４ｌ００１】　

摘要：可扩晨撩识语言ＸＭＬ的文档内部采用树形结掏，因而对图形结掏的数据缺乏直接的表示手蜃。请文提出了两种基于ＸＭＬ的图形结　

构数据表示的舸决　寨，井对其特点进行了比较。　

关挂诃：可扩展标识语言；辩形结掏；图形结掏；属性；可扩展的链接语言　

ＸＭＬ．ｂａｓｅｄ　Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　Ｇｒａｐｈｉｃ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　Ｄａｔａ　

ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ｃｏｍｐａｒｉｓｉｏｎ　

ＣＨＥＮ　Ｅ　帆　ＸＵ　Ｄｏｕ￣，ＱＩＡＮ　Ｈａｉ　

（１＿Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ０［￣ＣｍｎｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆＣｈｉｎａ，Ｈｅｆｅｉ　２３００２７；　

Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏ￣Ｏ＊ｍｐｕｔｅｒ　Ｔ妯ｎＤ１０好，Ｗｕｈｕ　ＰｒｏｆｅｓｓＪｏ．ａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｗｕｈｕ　２４１００１）　

ＩＡｂ￣ｌａ－ａｃｔ　ｌ　ＸＭＬ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ａｄｏｐｔｓ　ｔｈｅ　ｔｒｅ￣．ｓｔｒ．ｃｔＢｅｅｄ　ｒｅｐｒｅｓｅ￣ｔａｌｉｏｎ　ｔｈｕｓ　ｉｔ　ｌａｃｋｓ　ｏｆ　ｄｉｒｅｃｔ　ｍｌｇａｉ￣ｔｏ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｈｉｃ＿ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　ｄａｔａ．　

ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓｌｗｏＸＭＬ－ｂａｓｅｄ　ａｐｐｒ￣ｃｈｅｓｔｏ　ｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｓｔｈｅｉｒｆｅａｔｕｒｅｓ．　

［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＭａｒｈＩｐＬａｎ｜ｕａｇ删Ｌ）；Ｔｅｅｅ－ｓｌｒｕｃｔｕ￣ｅ；Ｇｒａｐｈｉｔ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ；ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅＬｉｎｋｉｎｇＬａｎｇｕａｇｅ（ＸＬＬ）　

１问题的提出　

对其特点进行了比较。　

可扩展标调语言ＸＭＬ以其台理的数据组织结构、面向　

数据的描述方法和可扩展的特性，成为表示和处理各种数据　

形式的良好工具。ｘＭＬ文档内部采用元素嵌謇的形式组成　

树形结构来描述数据。如下面是一十表示某系职工和论文列　

表的ｘⅫＬ文档：　

＜￣ｘｍｌ　ｖｅｒｓｉｏｎ＝。】０　ｅｎｃｏｄｉｎｇ＝”ｇｂ２３１２　７＞　

＜！ＤＯＣＴＹＰＥ系ＳＹＳＴＥＭ　系ＤＴＤ　＞　

（系＞　

（系名＞计算机科学与技术‘僳名＞　

（职工刊袁＞　

（职工＞（姓名＞事凯础名＞＜性剐＞男　性别＞．‘椰江＞　

圈１　Ｘ２ｅＩＬ文档的树形结构　

＜　工）硼工＞　

职工列袁＞　

＜论文列袁＞　

＜论文＞＜论文名＞论文名ｌ　论文名＞（摘要＞摘要Ｉ　摘要＞　

‘，论文＞　

（论文＞．　论文　

‘，论文列袁＞　

系＞　

此文档的结构如图１所示。ｘⅫＬ文档的树形结构使得数　

据之间的关系明确而清晰，广泛适用于各种结构化与半结构　

２两种解决方法　

化的数据形式。但同时也带来了一定的局限性．如对于由相　

２．１基于一性曲方法　

互之阃具有复杂联系的数据组成的图形数据结构，ＸＭＬ就　

缺乏直接的描述方法。　

图２表示的是职工列袁和论文列表中数据间的相互联　

基金项目：安徽省冉然科学基金资助项目｛０１０４２３０２）；安徽省教　

系，职工１是职工２和３的上级，①、②、③分别表示职工为　

委自然科学研究赍助项目（２００２ＫＪ３２８ＺＣ）　

作者瞥介：陈恩虹（１９６８～），男，博士、副教授　研究方向：人工　

论文的第一、第二、第三作者。欲在如上ＸＭＬ文档中表示　

智能，网络信息齄索与挖掘；许斗，淠师、硕士；钱海　博士　

出数据间鞋系，依靠ＸＭＬ文档的树形结构是很难实现的。　

生　

对于类似的图形数据联系，本文给出了两种解决方案并　

收■Ｈ囊：２００１—０７－Ｉ３　

维普资讯

ＸＭＬ的属性一般用于描述元素的附加信息。按照Ｗ３Ｃ　

指定的＜ＰＯ元素。ＸＰｏｉｍｅｒ（ＸＭＬ指针语言）定义文档的各部　

建议ＸＭＬ　１　的说明，ＸＭＬ属性有３种类型：字符串类　

分如何寻址。它使得ｘＭＬ的链接不仅可以指向文档．还可　

型、一组记号化类型和枚举类型。其中较多使用的是字符串　

以指向ＸＭＬ文档内部的一个或多个节点、文本段、位置　

类型和枚举类型．记号化类型相对使用较少。记号化类型的　

点、范围或集合，而这些被指向的部分均无须文档提供类似　

ＢＮＦ定义为：　

于ＨＴＭＬ中ｎａｍｅＪ￣＝性的特殊标记。　

ＴｏｋｅｎｉｚｅｄＴｙｐｅ：＝。ＩＤ。｛。ＩＤＲＥＦ｛。ＩＤＲＥＦＳ’｛。ＥＮＴＩＴＹ’　

ＸＬｉｎｋ和ＸＰｏｉｒｔｔｅｒ的结合可以很方便地表示文档肉节点　

｛。ＥＮＴＩＴ　ＬＥＳ’Ｉ。ＮＭＴＯＫＥＮ’Ｉ。ＮＭＴＯＫＥＮＳ。　

之间的联系。如要实现图２中”职Ｉ３是论文４的第二作者“这　

其中ＩＤ类型属性为元素的唯一标识，每个元素只能有一个　

一

联系，可在对应的”职工”和”论文”节点中加入一一个简单链　

ＩＤ类型属性。ＩＤＲＥＦ￣ＩＤＲＥＦＳ类型属性可以引用ＩＤ属性的　接点：　

值（ＩＤＲＥＦ只能引用一个，ＩＤＰＪｉＦＳ可以引用多个）。结合使用　

＜职工ＩＤ＝＇ＺＧ０３％　

ＩＤ和ＩＤＲＥＦ（ｓ）类型的属性可以建立数据节点之向的联系。　

具体方法是：将被引用的节点加上ＩＤ属性．在引用节点中通　

＜发表论文ｘｍｌｎｓ：ｘｌｉｎｋ＝。ｈ愤ｐ：／／ｗｗｗ　ｗ３　０　［９９９／ｘｌｉｎｋ。ｘｌｉｎｋ：　

过ＩＤＲＥＦ（Ｓ）类型属性实现对对象的引用。如下面的ＸＭＬ文　

ｌｙｐｅ＝－。ｓｉｍｐｌｅ。ｘｌｉｎｋ：ｂｒｅｆ＝￣＃ＬＷ０４。ｘｌｉｒｔｋ：ｓｈｏｗ＝　ｉｌｅｗ。ｘｌｉｎｋ：ａｃｔｔｌａｔｅ＝　

档表示出了图２中各职工节点和论文节点间的联系：　

ｏｎＲｅｑｕｅｓｆ／＞　

＜　ｍ１　ｖｅｒｓｉｏｎ＝＇ｌ　ｅｎｃｏｄｉｎｇ＝”ｇｂ２３　１２”’＞　

职工’　

＜！ＤＯＣＴＹＰＥ系ＳＹＳＴＥＭ”著ＤＴＤ”＞　

厦：　

‘系’　

＜论文ＩＤ＝＇ＬＷ０４＇＞　

＜名称，计算机科学与技术　名称＞　

＜职工列表）　

＜第二作者　ｗ３　０　Ｉ９９９／ｘｌｉｎｋ。ｘｆｉｎｋ：　

＜职工ＩＤ　。ＺＧＯＩ　发表论文　ＬＷ０Ｉ．ＬＷ０２，ＬＷ０３”＞　职工＞　

帅仁。ｓｉｍｐｌｅ＇ｘｌｉｎｋ：ｈｎ￣ｆ＿－＇＃ＺＧ０３。ｘｌｉｎｋ：ｓｈｏｗ＝＇ｅｍｂｅｄ　ｘｌｉｎｋ：ａｃｔｕａｔｅ＝。　

＜职工ＩＤ＝　ＺＧ０２　上级；“ＺＧ０１”发表论文＝“ＬＷ０２．ＬＷ０３．　

∞Ｌ　

ＬＷ０４　＞．．．　职工＞　

论文＞　

＜职工ＩＤ＝－”ＺＧ０３　上级：”ＺＧ０Ｉ　发表论文＝”ＬＷ０３．ＬＷ０４　＞　

可以通过使用ＤＴＤ文件中属性说明的确定值或默认值　

．．　

职工）　

来简化实际的ＸＭＬ文件。例如，在ＤＴＤ文件中对”发表论文”　

职工列表＞　

元素有如下说明：　

＜论文列表）　

＜！ＥＬＥＭＥＮＴ发表论文ＥＭＰＴＹ＞　

＜论文ＩＤ＝”ＬＷ０Ｉ　第一作者＝砌１　＞　、．　论文＞　

＜！ＡＴＴＬＩＳＴ发表论文ｘｍｌｎｓ：ｘｌｉｒｔｋ　ＣＤＡＴＡ＃ＦＩＸＥＤ＇ｈｔｔ：ｐ：／／ｗｗｗ　

＜论文ＩＤ＝”ＬＷ０２　第一作者＝”ＺＧＯ１”第二作者＝　ＺＧ０２”）　

ｗ３　ｏｒｇｔＩ９９９／ｘｌｉｎｋ’　

．．．　

论文＞　

ｘＳｎｋ：ｔｙｐｅ　ＣＤＡＴＡ＃ＦＩＸＥＤ＇ｓｉｍｐｌｅ。　

＜论文ＩＤ＝　ＬＷ０３”第一作者＝　ＺＧ０３”第二作者＝”ＺＧ０２”第三　

ｘＳｎｋ：ｈｒｅｆＣＤＡＴＡ＃ＲＥＱＵＩＲＥＤ　

作者＝”ＺＧＯ１“）．　．　论文＞　

ｘｌｉｎｋ：ｓｈｏｗ（ｎｅｗ　Ｊ　ｒｅｐｌａｃｅ　Ｉ　ｅｍｂｅｄ）。ｎｅ　

＜论文ＩＤ＝　ＬＷ０４”第一作者＝　ＺＧ０２　第二作者：”ＺＧ０３”＞　

ｘｌｉｎｋ：ａｃｌｕａｔｅ（ｏｎＬｏａｄｌｏｎＲｅｑｕｅｓ０＇ｏｎＲｅｑｕｅｓｔ＇＞　

．．．　

论文＞　

则在ＸＭＬ文档中，以下节点与前面的”发表论文　节点等价．　

论文列表）　

＜发表论文ｘｌｉｎｋ：ｈｒｅｆ＝￣ＬＷ０４７＞　

系＞　

只有有效的Ⅺ札文档，即遵循某个ＤＴＤ规定的文档，　

３两种方挂的比较　

才会具有ＩＤ，ＩＤＲＥＦ￣Ｉ１ＤＲＥＦＳ类型的属性。在没有ＤＴＤ的　

ＸＭＬ的各项标准尚未成熟，还在不断发展之中。如　

ＸＭＬ文档中．ｘＭＬ解析器会将以上属性统统解析为ＣＤＡＴＡ　

Ｘｌｉｎｋ和Ｘｐｏｉｎｔｅｒ目前还不是ＷＷＷ联盟（Ｗ３Ｃ）的正式推荐标　

类型，尽管有的属性名叫柞ＩＤ。而ＣＤＡＴＡ类型的属性即使　

．

Ｘｌｉｎｋ是计划推荐的标准，Ｘｐｏｉｎｔｅｒ￣：Ｚ作草案，还可能　

有相同的值．也只是独立的值，不能建立节点之问的联系。　

会有较大的改动。因此对这两种方案的比较具有一定的不确　

所以，在ＤＩ＂Ｄ文件”系．ＤＴＤ”中应对节点”职工”和”论文”加　

定性。我们试图从标准设计原则的角度对以下几个方面的比　

较进行讨论。　

上以下属性列表声明：　

＜！ＡＴＴＬＩＳＴ职工ＩＤ　ＩＤ　＃ＲＥＱＵＩＲＥＤ　

（Ｉ）联系的意义　

上级ＩＤＲＥＦ＃ＩＭＰＬＩＥＤ　

方案Ｉ的联系是建立在”引用”的意义上。ＩＤＲＥＦ（Ｓ）类型　

发表论文ＩＤＲＥＦＳ＃ＩＭＰＬＩＥＤ＞　

属性的具体意义及实现方法目前尚不明了．但依赖属性间的　

＜　ＡＴＴＬｌｓＴ论文第一作者ＩＤＲＥＦ＃ＩＭＰＬＩＥＤ　

相互作用而实现的联系应该是一种在独立实体之间虚拟的联　

第二作者ＩＤＲＥＦ＃ＩＭＰＬＩＥＤ　

系，具体实现需借甩其他手段，如ｘＳ　。　

第三作者ＩＤＲＥＦ＃ＩＭＰＬＩＥＤ＞　

而方案２的意义则为“链接”。　链接“的意义目前已经比　

２．２￣－Ｔ－ＸＬＬ的方法　

较具体化和现实化，其具体目的是提供一种到达或调用对方　

ＸＬＬ是ＸＭＬ的附加标准．包括了）（１ｉｎｋＩ￣Ｉ和ｘ口ｏｉｎｔ￣　。　

的手段。ＸＭＬ对链接的种类和手段的扩展使连接的实现方　

ＸＬｉｎｋ（ＸＭＬ链接语言）定义一文档如何与另一文档的链接。　

法更加丰富多彩。　

包含丰富的链接种类．如简单链接、双向链接、一对多、　

（２）灵活度　

多对一、多对多的链接、扩展链接、外联链接、间接链接　

方案Ｉ的实现依赖于ＩＤ类型和ＩＤＲＥ　Ｆｃｓ）类型属性的相互　

等．并且对链接的具体特性如链接时间和链接方式等也提供　

作用．如果被引用的节点没有ＩＤ类型的属性，引用节点也就　

了多种选择。ＸＭＬ的任意元素均可被用作链接点，而不是　失去了引用目标。　（下转第ｌ９页）　

维普资讯

ｍ　Ｉｌ　嚣　＿ｌ　ｌｌ　

一　

室：　

信息发　系统　

磊　

一　一　

管理对象　本文提出并在实际中得到应用的方案　

－

吸取了目前计算机网络Ｃ／Ｓ与Ｂ／Ｓ模式中各自的忧点．使原　

图５集成熏境律熏结构　

有管理系统得到平稳过渡；・解决了大部分Ｗｅｂ页数据的动态更　

统运行安全与高效率。　

新；－解决了数据服务器数据的集中、统一、安生管理与客户机　

４．３系统的拓扑结构　

的职能化、个性化的管理闸厦．并使两者相统一　・提供了更开放　

杭州市”数字林业“工程网络平台建设包括市信息交换与　

的环境，有利于新拄术的吸收与应用；－不仅具有先进性．也具有　

可靠性、安全性及可扩充性。　

管理中心及下辖市、县、区信息交换与管理中心建设以及相　

参考文靛　

互之间的连接。它是一个集信息收集、组织、加工、利用与　

１袁膀飞ｌｒｔｔｔａｒｔ￣ｔ网络建设与应用开发北京：人民邮电出版社，１９９９　

发布于一体的集成札平台。其网络的拓扑结构如图６所示。　

２万博通公司拄术部网络系统集成实用拄术与方案设计指南北京：　

图６可见，信息交换与管理中心的各管理系统分别由各　

海洋出版社，１９９９　

职能处来管理与维护．中心的主要任务是信息发布以及信息　

３方陆朝．吴选胜．唐丽华斯『工省主要经井树种在线眷街系统的设计　

安全与网络、数据性能的监控，并且利用虚拟网络技术把物　

与实践浙扛林学院学报，２０００．１７（４）：４４１・４４４　

４贾克斌，常武艺，张鸿源等ＣｌｉｅｎｔｔＳｅｒｖｅｒ和Ｂｒｏｗｓｅ／Ｓｅｒｖｅｒ两种模式　

理上分散的各信息交换与管理中心组织在同一个逻辑嗣内。　

台用的高校设备物资管理系统计算机工程，２０００．２６００）：８６—８８　

５体会　

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★　

（上接第７页）　上指向的是一个统一资源标识符ＵＲＩ．因此．它　

可以指向本文档或其它文档的整体或一部分。对　

图３中虚线所示联系的实现方祛是用“文件名桦　

ＸＰｏｉｎｔｅｒ“的形式给出ＵＲＩ。例如：　

（发表论文ｘｌｉｒｔｋ：ｈｒｅｆ＝。电气系ＸＭＬ＃ＬＷ０４＇／＞　

（４）浏览器的支持程度　

目前尚没有一个浏览器完全支持ＸＭＬ．因　

此，对这两种解决方案均不提供直接的支持。但　

从长远的角度来看．因为ＸＬＬ的意义明确并且对　

ＸＢＬ文档（１）　ｍＬ￣ｉ￣（２）　

链接种类和实现手段都作了详细规定，未来的浏　

图３埘Ｌ＝嘴阔曲ｔ据联熏　

览器可以比较容易地实现对ＸＬＬ的直接支持。而　

方案２则灵活得多．ＸＰｏｉｎｔｅｒ提供多种手段实现对目标　

ＩＤＲＥＦ（Ｓ）类型属性本身的意义并不十分确定．因　

的寻址。除了ＩＤ属性．ＸＰｏｉａｔｅｒ￣根据节点位置、节点　

此浏览器难以提供直接实现引用的方法，可能需要依靠其他　

值、属性值、包含的字符串等ｑ－ａｔ的方法，因此无须为实现　

手段来实现。　

链接而专门为目标增Ｊ￥ＩＢＤ类型属性。如对ｌＤ号为　ＬＷ０４　

４结束语　

的节点的访河可以采用如下各种形式：　

本文提出了两种基于ＸＭＬ的图形结构数据表示的具体　

＃ｘｐｏｉｎｔｅｒ（Ｍ（“ＬＷ０４“））　

解决方案．并对其特点进行了比较。如何针对图形结构数据　

＃ＬＷ０４　

和ＸＭＬ文档结构的特点形成一个通用的转换模式．以实现　

＃ｘｐｏｉｍｅｆ（／系，论文列表，论文［ｐｏｓｉｉｔｏｎ０－－４］）　

数据阔的自动转换将是我们下一步的研究内容。　

＃ｘｐｏｉｍｅｒ（／／论文［ｐｏｓｉｄＤｎＯ－－４］）　

参考文献　

ｌ　，４　

Ｉ　Ｅｘｔｅｎｓｉｂ］ｅ　ＭⅡｈｐ　Ｌａｎｇｕａｇｅ（ＸＭ　１　０（Ｓｅｃｏｎｄ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）Ｗ３Ｃ　

Ａｐｏｉｎｔｅｆ（／系，论文列表，论文【论文名：　论文名４”１）　

Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ．ｈｔ￣：／＃，ｖｗｗ　ｗ３　ｏｒｇ／ＴＲ／ＲＥＣ—ｘＭＬ　２０００一１０　

（３）作用范围　

２　ＸＭＬ　Ｌｉｒｔｋｉｎｇ　Ｌａｎｇｕａｇｅ。（Ｌｉｎｋ）Ｖｅｒｓｉｏｎ　１　０　Ｗ３Ｃ　Ｐｒｏｐｏｓｅｄ　

方案１Ｒ能在文档内部实现。如图３中虚线表示“职７＂３”　

Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｎｏ－ｈｆｆｐ：／，＇￣，ｖｗ　ｗ３　ｏｒｇｔＴＲ／ｘｌｉｒｔ￣，２０００－１２　

为另一个ＸＭＬ文档（假定结构相同）中“论文Ｉ　的第二作者。　

３　ＸＭＬ　Ｐｏｉｎｔｅｒ　Ｌａｎｇｕａｇｅ（ＸＰｅｉｒｔｔｒｅ）Ｖｅｒｓｉｏｎ　ｊ　０　Ｗ３Ｃ　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｄｒａｆｔ，　

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ　ｗ３　ｏｒｇ／ＴＲ／ｘｐｔｒ．２００１—０ｌ　

对于这种超出文档外的联系．方案Ｉ就无能为力了。　

４　Ｗ３Ｃ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔｓ　ａｎｄ　ＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｒＬｓ　Ｗ３Ｃ．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ　ｗ３　０　

方案２可以链接到另一个ＸＭＬ文档的内部。ＸＬｉ￣ｋ实际　

２００Ｉ—０４　

一

ｌ９一　

］