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手机网站发号系统源码,u钙网免费设计头像,免费的wordpress怎样提高浏览量,wordpress获取当前分类名探讨的这五种语言/格式各有不同的设计目的和应用领域#xff0c;它们之间的关系可以从数据表示、结构化标记、序列化、建模等角度来分析。下面将分别介绍它们#xff0c;然后阐述它们之间的关系#xff0c;并举例说明。 一、概述 UML#xff08;统一建模语言#xff09;它们之间的关系可以从数据表示、结构化标记、序列化、建模等角度来分析。下面将分别介绍它们然后阐述它们之间的关系并举例说明。一、概述UML统一建模语言是一种用于软件系统分析和设计的图形化建模语言用于可视化、规范、构造和文档化软件系统的各个方面。HTML超文本标记语言是用于创建网页和网页应用的标准标记语言主要关注内容的结构和呈现。XML可扩展标记语言是一种用于存储和传输数据的标记语言旨在具有自我描述性常用于配置文件、数据交换等。YAMLYAML Ain’t Markup Language是一种人类可读的数据序列化格式常用于配置文件、数据存储等强调可读性和简洁性。JSONJavaScript对象表示法是一种轻量级的数据交换格式易于人阅读和编写也易于机器解析和生成常用于Web应用中的数据传输。二、关系分析设计目的和应用领域UML用于软件建模包括类图、用例图、序列图等帮助开发人员设计和理解复杂系统。HTML用于构建网页内容定义文本、图像、链接等元素的结构和语义通常与CSS和JavaScript结合使用。XML用于结构化数据的存储和传输可自定义标签适用于配置文件、数据交换如SOAP Web服务等。YAML专注于数据序列化特别是配置文件如Docker Compose、Kubernetes配置强调可读性和简洁性。JSON源于JavaScript广泛用于Web API的数据交换格式简洁易于解析已成为互联网数据交换的事实标准。结构化与标记XML、HTML、YAML、JSON 都是数据表示格式而 UML 是一种建模语言图形化。HTML 和 XML 都是基于标签的标记语言但HTML的标签是预定义的用于网页结构而XML的标签是自定义的用于数据结构。YAML 和 JSON 是数据序列化格式通常用于配置和数据交换它们不使用标签而是使用缩进YAML或大括号JSON来表示结构。可读性与简洁性YAML 设计时特别强调人类可读性使用缩进和简洁的语法。JSON 也易于阅读但相比YAML其语法引号、大括号、逗号略显冗余。XML 由于标签的开闭和属性设置相对冗长但结构化清晰自我描述性强。HTML 专注于网页内容标签语义明确但通常与样式和脚本混合可读性取决于代码组织。UML 是图形化语言通过图表表达直观但需要学习符号含义。互操作性JSON 和 XML 广泛用于数据交换几乎所有的编程语言都有解析和生成它们的库。YAML 也有多种语言的库支持但不如JSON和XML普遍。HTML 主要由浏览器解析和渲染但也可被其他工具解析如爬虫。UML 图通常由专门的工具如Enterprise Architect、Visual Paradigm创建和维护也可导出为图像或XML格式如XMI一种基于XML的UML交换格式。三、核心机制和原理UML核心机制通过标准化的图形符号如矩形表示类箭头表示关系描述软件系统的结构静态和行为动态。原理抽象、封装、模块化等软件工程原则利用多视图模型如用例视图、设计视图、进程视图、实现视图和部署视图从不同角度描述系统。实例类图描述一个简单的图书馆系统。plantumlstartumlclass Book {title: Stringauthor: StringISBN: StringcheckOut()returnBook()}class Member {name: StringmemberId: StringborrowBook(book: Book)returnBook(book: Book)}class Library {catalog: ListaddBook(book: Book)removeBook(book: Book)findBook(ISBN: String): Book}Member “1” – “ Book : borrowsLibrary “1” – ” Book : containsenduml2. HTML核心机制使用预定义的标签如、、 和属性来结构化内容并通过浏览器解析和渲染。原理基于文档对象模型DOM树形结构将HTML文档解析为节点树然后应用CSS样式并执行JavaScript脚本。实例一个简单的HTML页面。html我的网页欢迎来到我的网页这是一个段落。这是一个链接 3. XML 核心机制使用自定义标签和属性来标记数据通过DTD或XML Schema定义结构并使用解析器如DOM、SAX解析。原理树形结构每个XML文档有一个根元素元素可以嵌套属性提供额外信息。实例描述一本书的XML。xml?xml version1.0 encodingUTF-8?Harry PotterJ.K. Rowling 2005 29.99Clean CodeRobert C. Martin 2008 39.99 4. YAML 核心机制使用缩进空格表示层次关系使用冒号分隔键值对使用短横线表示列表项。原理强调可读性通过缩进和简单符号表示数据结构如映射、序列、标量。实例一个简单的YAML配置文件。yaml配置文件示例database:host: localhostport: 3306username: rootpassword: secrettables:- users- products- ordersserver:port: 8080debug: true5. JSON核心机制使用键值对对象和有序列表数组表示数据键用双引号值可以是字符串、数字、布尔值、对象、数组或null。原理轻量级文本数据交换格式基于JavaScript对象语法但独立于语言。实例表示一本书的JSON。json{“bookstore”: {“book”: [{“category”: “fiction”,“title”: “Harry Potter”,“author”: “J.K. Rowling”,“year”: 2005,“price”: 29.99},{“category”: “technology”,“title”: “Clean Code”,“author”: “Robert C. Martin”,“year”: 2008,“price”: 39.99}]}}四、转换与交互这些格式之间可以相互转换例如XML转JSON通过解析XML文档将其转换为JSON对象很多编程语言有现成库。YAML转JSON由于YAML是JSON的超集大多数YAML内容可以无损转换为JSON。UML转XMLUML图可以通过XMIXML Metadata Interchange格式导出为XML以便在不同工具间交换模型。五、总结UML 是图形化建模语言用于软件系统设计。HTML 是网页标记语言用于构建网页结构。XML 是自定义标记语言用于结构化数据存储和交换。YAML 是人类可读的数据序列化格式常用于配置。JSON 是轻量级数据交换格式广泛用于Web API。它们各自在不同领域发挥作用但在现代软件开发中它们经常一起使用。例如一个Web应用可能用UML设计用HTML构建前端用JSON在前后端之间传输数据用YAML配置部署环境用XML处理某些传统的数据交换。数据表示语言的五维空间从标记到模型的演化谱系一、语言谱系与演化关系1.1 语言分类与历史脉络时间轴与演化关系 ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 1990s │ 1996 │ 1998 │ 2001 │ 2009 │ ├──────────────┼─────────────┼──────────────┼──────────────┼────────┤ │ SGML │ XML │ UML │ YAML │ JSON │ │ (1986) │ (简化SGML) │ (可视化建模) │ (数据序列化) │ (Web │ │ ↓ │ ↓ │ ↓ │ ↓ │ 数据) │ │ HTML │ │ │ │ │ │ (1991, 基于SGML) │ │ │ │ └──────────────┴─────────────┴──────────────┴──────────────┴────────┘ 概念层次关系 ┌───────── 元语言层次 (Meta) ─────────┐ │ SGML → 定义其他标记语言的元语言 │ └─────────────────┬──────────────────┘ ↓ ┌───────── 应用语言层次 (Application) ──────┐ │ XML → 自定义标记语言的基础 │ └──────┬──────────────┬──────────────────┘ ↓ ↓ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │ HTML │ │ UML │ ← 可视化建模语言 │ (Web文档) │ │ (软件建模) │ └───────────┘ └───────────┘ ↓ ┌───────── 数据交换层次 (Data Exchange) ────┐ │ JSON (轻量级) ↔ YAML (人类友好) │ └──────────────────────────────────────────┘1.2 五维对比矩阵维度HTMLXMLUMLYAMLJSON设计目的网页结构展示结构化数据存储软件系统建模配置和数据序列化轻量级数据交换语法范式标签语言标签语言图形化语言缩进语言键值对语言可读性中等混合内容和样式低冗长高可视化非常高高扩展性有限固定标签集无限自定义标签有限固定元模型中等有限工具支持浏览器、编辑器解析器、编辑器建模工具、IDE解析器、编辑器所有编程语言典型应用网页、Web应用配置文件、SOAP软件设计、文档配置文件、K8sWeb API、NoSQL二、UML可视化建模语言2.1 核心机制四层元模型架构# UML的元模型架构基于MOF - Meta-Object FacilityclassUMLMetamodelArchitecture:UML的MDA模型驱动架构四层模型# M3层元-元模型层MOFclassMetaMetamodel:def__init__(self):# 定义建模语言的元素self.elements{MetaClass:self.define_meta_class(),MetaAttribute:self.define_meta_attribute(),MetaOperation:self.define_meta_operation(),MetaAssociation:self.define_meta_association()}defdefine_meta_class(self):定义类这个概念的概念return{name:MetaClass,attributes:[name,isAbstract],operations:[instantiate,generalize],constraints:[名称必须唯一]}# M2层UML元模型层classUMLMetamodel:def__init__(self):# 从M3层实例化UML元类self.Classself.MetaClass.instantiate(nameClass,attributes[name,visibility,isAbstract],operations[createInstance,addAttribute])self.Associationself.MetaClass.instantiate(nameAssociation,attributes[name,multiplicity,navigability])# UML图类型元类self.Diagramself.MetaClass.instantiate(nameDiagram,attributes[name,type],operations[addElement,removeElement])# UML 13种图类型self.diagram_types[ClassDiagram,SequenceDiagram,ActivityDiagram,UseCaseDiagram,StateMachineDiagram,ComponentDiagram,DeploymentDiagram,ObjectDiagram,PackageDiagram,CompositeStructureDiagram,CommunicationDiagram,TimingDiagram,InteractionOverviewDiagram]# M1层用户模型层classUserModel:def__init__(self):# 用户创建的UML模型实例self.models{}defcreate_class_diagram(self,name):创建类图实例diagram{name:name,type:ClassDiagram,elements:[],relationships:[]}self.models[name]diagramreturndiagramdefadd_class(self,diagram_name,class_info):向类图添加类diagramself.models[diagram_name]diagram[elements].append({type:Class,name:class_info[name],attributes:class_info.get(attributes,[]),operations:class_info.get(operations,[]),stereotype:class_info.get(stereotype)})# M0层运行时实例层classRuntimeInstance:def__init__(self):# UML模型对应的代码/运行时实例self.code_artifacts{}self.runtime_objects{}defgenerate_code(self,uml_class):从UML类生成代码language_templates{java:self._generate_java_code,python:self._generate_python_code,typescript:self._generate_typescript_code}returnlanguage_templates.get(uml_class[language],self._generate_generic_code)(uml_class)def_generate_java_code(self,uml_class):codefpublic class{uml_class[name]}{{\n# 生成属性forattrinuml_class.get(attributes,[]):visibilityattr.get(visibility,private)codef{visibility}{attr[type]}{attr[name]};\ncode\n# 生成方法foropinuml_class.get(operations,[]):params, .join([f{p[type]}{p[name]}forpinop.get(parameters,[])])visibilityop.get(visibility,public)return_typeop.get(returnType,void)codef{visibility}{return_type}{op[name]}({params}) {{\ncodef // TODO: implement\ncodef }}\n\ncode}returncode2.2 UML图类型与语法startuml UML图类型的语法多样性示例 1. 类图 (Class Diagram) class BankAccount { - accountNumber: String - balance: Double deposit(amount: Double): void withdraw(amount: Double): void getBalance(): Double } class SavingsAccount { - interestRate: Double calculateInterest(): Double } class CheckingAccount { - overdraftLimit: Double checkOverdraft(): Boolean } BankAccount |-- SavingsAccount BankAccount |-- CheckingAccount 2. 序列图 (Sequence Diagram) actor Customer participant ATM as ATM participant BankSystem as Bank participant Database as DB Customer - ATM: insertCard() ATM - ATM: validateCard() ATM - Bank: authenticate(card) Bank - DB: queryAccount(card) DB -- Bank: accountInfo Bank -- ATM: authenticationSuccess ATM - Customer: enterPIN() Customer - ATM: PIN ATM - Bank: verifyPIN(PIN) Bank -- ATM: PINVerified ATM - Customer: selectTransaction() Customer - ATM: withdraw(amount) ATM - Bank: processWithdrawal(amount) Bank - DB: updateBalance(amount) DB -- Bank: balanceUpdated Bank -- ATM: withdrawalApproved ATM - Customer: dispenseCash() ATM - Customer: printReceipt() 3. 活动图 (Activity Diagram) start :客户到达ATM; if (有银行卡?) then (有) :插入银行卡; :输入PIN; if (PIN正确?) then (正确) :选择交易类型; :输入金额; :处理交易; if (余额充足?) then (充足) :吐出钞票; :打印收据; else (不足) :显示错误信息; endif :退卡; else (错误) :显示PIN错误; if (还有尝试次数?) then (有) back:重新输入PIN; else (无) :吞卡; endif endif else (无) :显示欢迎界面; end stop enduml2.3 UML的应用实例电商系统设计!-- UML的XML交换格式XMI (XML Metadata Interchange) --?xml version1.0 encodingUTF-8?uml:Modelxmi:version2.1xmlns:xmihttp://schema.omg.org/spec/XMI/2.1xmlns:umlhttp://www.eclipse.org/uml2/5.0.0/UML!-- 包结构 --packagedElementxmi:typeuml:Packagexmi:idecommerce_pkgnameECommerce!-- 类定义 --packagedElementxmi:typeuml:Classxmi:idOrdernameOrderownedAttributexmi:typeuml:PropertynameorderIdtypestring/ownedAttributexmi:typeuml:PropertynameorderDatetypedate/ownedAttributexmi:typeuml:PropertynametotalAmounttypedecimal/ownedAttributexmi:typeuml:PropertynamestatustypeOrderStatus/ownedOperationxmi:typeuml:OperationnameplaceOrderownedParameterxmi:typeuml:ParameternamecustomertypeCustomer/ownedParameterxmi:typeuml:ParameternameitemstypeOrderItemupperValue*//ownedOperationownedOperationxmi:typeuml:OperationnamecancelownedParameterxmi:typeuml:Parameternamereasontypestring//ownedOperation/packagedElement!-- 枚举类型 --packagedElementxmi:typeuml:Enumerationxmi:idOrderStatusnameOrderStatusownedLiteralnamePENDING/ownedLiteralnameCONFIRMED/ownedLiteralnameSHIPPED/ownedLiteralnameDELIVERED/ownedLiteralnameCANCELLED//packagedElement!-- 关联关系 --packagedElementxmi:typeuml:Associationxmi:idOrder_Customer_AssocmemberEndxmi:idrefOrder_customer/memberEndxmi:idrefCustomer_orders//packagedElementownedAttributexmi:typeuml:Propertyxmi:idOrder_customernamecustomerassociationOrder_Customer_AssoctypeCustomer/ownedAttributexmi:typeuml:Propertyxmi:idCustomer_ordersnameordersassociationOrder_Customer_AssoctypeOrderupperValue*//packagedElement/uml:Model三、HTML超文本标记语言3.1 核心机制文档对象模型DOM!DOCTYPEhtml!-- HTML5文档结构 --htmllangzh-CNhead!-- 元数据区域 --metacharsetUTF-8metanameviewportcontentwidthdevice-width, initial-scale1.0titleHTML文档示例/title!-- CSS样式 --style/* CSS盒模型机制 */.container{display:grid;/* 网格布局 */grid-template-columns:1fr 2fr;/* 响应式列 */gap:20px;/* 间距 */margin:0 auto;max-width:1200px;}.card{border:1px solid #ddd;/* 边框 */border-radius:8px;/* 圆角 */padding:20px;/* 内边距 */box-shadow:0 2px 4pxrgba(0,0,0,0.1);/* 阴影 */transition:transform 0.3s;/* 过渡动画 */}.card:hover{transform:translateY(-5px);/* 悬停效果 */}/* Flexbox布局 */.flex-container{display:flex;justify-content:space-between;align-items:center;}/style!-- JavaScript脚本 --script// DOM操作APIdocument.addEventListener(DOMContentLoaded,function(){// 1. 选择元素constbuttonsdocument.querySelectorAll(.btn);// 2. 事件处理buttons.forEach(button{button.addEventListener(click,function(event){// 事件冒泡和捕获机制event.preventDefault();// 3. DOM操作constcardthis.closest(.card);card.classList.toggle(active);// 4. AJAX请求fetch(/api/data,{method:POST,headers:{Content-Type:application/json},body:JSON.stringify({action:toggle})}).then(responseresponse.json()).then(data{// 5. 动态内容更新card.querySelector(.content).textContentdata.message;});});});// 6. 创建新元素constnewDivdocument.createElement(div);newDiv.classNamenew-element;newDiv.innerHTMLp动态创建的内容/p;document.body.appendChild(newDiv);});/script/headbody!-- 语义化HTML5标签 --headernavaria-label主导航ulclassflex-containerliahref#home首页/a/liliahref#about关于/a/liliahref#contact联系/a/li/ul/nav/headermainsectionaria-labelledbyproducts-headingh1idproducts-heading产品列表/h1divclasscontainer!-- 网格布局示例 --articleclasscardh2产品A/h2pclasscontent产品描述内容.../pbuttonclassbtnaria-label查看更多关于产品A详情/button/articlearticleclasscardh2产品B/h2pclasscontent产品描述内容.../pbuttonclassbtnaria-label查看更多关于产品B详情/button/article/div/section!-- 表单处理 --sectionh2联系我们/h2formidcontact-formaction/submitmethodPOSTdivlabelforname姓名:/labelinputtypetextidnamenamenamerequiredaria-requiredtrueplaceholder请输入姓名/divdivlabelforemail邮箱:/labelinputtypeemailidemailnameemailrequiredpattern[a-z0-9._%-][a-z0-9.-]\.[a-z]{2,}$/divdivlabelformessage留言:/labeltextareaidmessagenamemessagerows4aria-describedbymessage-help/textareasmallidmessage-help请输入您的留言内容/small/divbuttontypesubmit提交/button/form/section!-- 多媒体内容 --sectionh2多媒体示例/h2figurepicture!-- 响应式图片 --sourcemedia(min-width: 1024px)srcsetlarge.jpgsourcemedia(min-width: 768px)srcsetmedium.jpgimgsrcsmall.jpgalt产品图片loadinglazy/picturefigcaption产品展示图片/figcaption/figure!-- 视频播放 --videocontrolswidth100%sourcesrcvideo.mp4typevideo/mp4sourcesrcvideo.webmtypevideo/webmtrackkindcaptionssrccaptions.vttsrclangzhlabel中文您的浏览器不支持视频播放/video/section/mainfooterpcopy;2023 公司名称。保留所有权利。/p/footer/body/html3.2 HTML的解析与渲染机制// 浏览器渲染引擎的工作原理classBrowserRenderingEngine{constructor(){// 1. 解析阶段this.htmlParsernewHTMLParser();this.cssParsernewCSSParser();// 2. 构造阶段this.domTreenull;// DOM树this.cssomTreenull;// CSSOM树// 3. 布局阶段this.renderTreenull;// 渲染树this.layoutEnginenewLayoutEngine();// 4. 绘制阶段this.paintingEnginenewPaintingEngine();// 5. 合成阶段this.compositornewCompositor();}asyncrenderPage(html,css){// 步骤1: HTML解析 - DOM树this.domTreeawaitthis.htmlParser.parse(html);// 步骤2: CSS解析 - CSSOM树this.cssomTreeawaitthis.cssParser.parse(css);// 步骤3: 构建渲染树DOM CSSOMthis.renderTreethis.buildRenderTree(this.domTree,this.cssomTree);// 步骤4: 布局计算重排this.layoutEngine.calculateLayout(this.renderTree);// 步骤5: 绘制重绘constpaintCommandsthis.paintingEngine.paint(this.renderTree);// 步骤6: 图层合成constfinalImagethis.compositor.composite(paintCommands);returnfinalImage;}buildRenderTree(domNode,cssRules){// 匹配CSS规则计算最终样式constcomputedStylethis.computeStyle(domNode,cssRules);// 创建渲染对象constrenderObject{node:domNode,style:computedStyle,children:[]};// 递归处理子节点if(domNode.children){for(constchildofdomNode.children){constchildRenderObjectthis.buildRenderTree(child,cssRules);if(childRenderObject){renderObject.children.push(childRenderObject);}}}// 如果节点不可见返回nullif(computedStyle.displaynone){returnnull;}returnrenderObject;}computeStyle(domNode,cssRules){// CSS选择器匹配算法constmatchingRulesthis.matchCSSRules(domNode,cssRules);// 级联重要性、来源、特异性、顺序constcascadeOrder[user agent important,user important,author important,author normal,user normal,user agent normal];// 计算最终样式constcomputedStyle{};// 继承某些属性从父元素继承constinheritedProperties[color,font-size,font-family];// 应用CSS规则for(construleofmatchingRules.sort(this.compareSpecificity)){Object.assign(computedStyle,rule.declarations);}returncomputedStyle;}matchCSSRules(element,cssRules){constmatchingRules[];for(construleofcssRules){if(this.selectorMatches(element,rule.selector)){matchingRules.push(rule);}}returnmatchingRules;}selectorMatches(element,selector){// 实现CSS选择器匹配算法// 包括标签选择器、类选择器、ID选择器、属性选择器、// 伪类选择器、伪元素选择器、组合器等// 这是一个简化版本constselectorsselector.split(/\s/);// 检查每个选择器是否匹配for(constselofselectors){if(sel.startsWith(.)){// 类选择器constclassNamesel.slice(1);if(!element.classList.contains(className)){returnfalse;}}elseif(sel.startsWith(#)){// ID选择器constidsel.slice(1);if(element.id!id){returnfalse;}}elseif(sel.includes([)){// 属性选择器constmatchsel.match(/\[(.*?)\]/);if(match){const[attrName,attrValue]match[1].split();if(!element.hasAttribute(attrName)||element.getAttribute(attrName)!attrValue){returnfalse;}}}else{// 标签选择器if(element.tagName.toLowerCase()!sel.toLowerCase()){returnfalse;}}}returntrue;}}四、XML可扩展标记语言4.1 核心机制文档类型定义与命名空间?xml version1.0 encodingUTF-8?!-- XML文档结构示例 --?xml-stylesheet typetext/xsl hreftransform.xsl?!-- 文档类型定义DTD或XML Schema --!DOCTYPEbookstore[!ELEMENTbookstore(book)!ELEMENTbook(title,author,price,category?,isbn)!ELEMENTtitle(#PCDATA)!ELEMENTauthor(#PCDATA)!ELEMENTprice(#PCDATA)!ATTLISTpricecurrencyCDATAUSD!ELEMENTcategoryEMPTY!ATTLISTcategorynameCDATA#REQUIRED!ELEMENTisbn(#PCDATA)!ATTLISTbookidID#REQUIRED!ATTLISTbookavailable(true|false)true]!-- 使用XML Schema定义结构 --xs:schemaxmlns:xshttp://www.w3.org/2001/XMLSchematargetNamespacehttp://www.example.com/booksxmlnshttp://www.example.com/bookselementFormDefaultqualifiedxs:elementnamebookstorexs:complexTypexs:sequencexs:elementnamebookmaxOccursunboundedxs:complexTypexs:sequencexs:elementnametitletypexs:string/xs:elementnameauthortypexs:stringmaxOccursunbounded/xs:elementnamepricetypedecimal/xs:elementnamecategorytypecategoryTypeminOccurs0/xs:elementnameisbntypeisbnType//xs:sequencexs:attributenameidtypexs:IDuserequired/xs:attributenameavailabletypexs:booleandefaulttrue//xs:complexType/xs:element/xs:sequence/xs:complexType/xs:elementxs:simpleTypenamedecimalxs:restrictionbasexs:decimalxs:fractionDigitsvalue2/xs:minInclusivevalue0//xs:restriction/xs:simpleTypexs:simpleTypenameisbnTypexs:restrictionbasexs:stringxs:patternvalue\d{3}-\d-\d{3}-\d{5}-\d//xs:restriction/xs:simpleTypexs:simpleTypenamecategoryTypexs:restrictionbasexs:stringxs:enumerationvaluefiction/xs:enumerationvaluenon-fiction/xs:enumerationvaluescience/xs:enumerationvaluetechnology//xs:restriction/xs:simpleType/xs:schema!-- XML实例文档 --bookstorexmlnshttp://www.example.com/booksxmlns:xsihttp://www.w3.org/2001/XMLSchema-instancexsi:schemaLocationhttp://www.example.com/books books.xsd!-- 命名空间混合使用 --bookidb001availabletruexmlns:pubhttp://www.example.com/publishertitleClean Code: A Handbook of Agile Software Craftsmanship/title!-- 多个作者 --authorRobert C. Martin/authorpricecurrencyUSD39.99/pricecategorynametechnology/isbn978-0-13-235088-4/isbn!-- 使用不同命名空间的元素 --pub:publisherpub:namePrentice Hall/pub:namepub:year2008/pub:year/pub:publisher!-- XML注释 --!-- 这是一本关于软件工程的重要书籍 --!-- CDATA区块包含特殊字符 --description![CDATA[ This book contains codeexamples/code quotes that would normally need escaping in XML. ]]/description!-- 处理指令 --?process-me typeformatting?/bookbookidb002titleThe Pragmatic Programmer/titleauthorAndrew Hunt/authorauthorDavid Thomas/authorpricecurrencyEUR35.50/pricecategorynametechnology/isbn978-0-201-61622-4/isbn/book/bookstore4.2 XML处理与转换技术// XML处理的核心APIDOM, SAX, StAX, XPath, XSLTimportjavax.xml.parsers.*;importjavax.xml.transform.*;importjavax.xml.transform.dom.DOMSource;importjavax.xml.transform.stream.StreamResult;importjavax.xml.xpath.*;importorg.w3c.dom.*;importorg.xml.sax.*;importorg.xml.sax.helpers.DefaultHandler;publicclassXMLProcessor{// 1. DOM解析整个文档加载到内存形成树结构publicDocumentparseWithDOM(StringxmlFilePath)throwsException{DocumentBuilderFactoryfactoryDocumentBuilderFactory.newInstance();factory.setNamespaceAware(true);factory.setValidating(true);DocumentBuilderbuilderfactory.newDocumentBuilder();// 设置错误处理器builder.setErrorHandler(newErrorHandler(){Overridepublicvoidwarning(SAXParseExceptione){System.out.println(警告: e.getMessage());}Overridepublicvoiderror(SAXParseExceptione)throwsSAXException{System.out.println(错误: e.getMessage());throwe;}OverridepublicvoidfatalError(SAXParseExceptione)throwsSAXException{System.out.println(致命错误: e.getMessage());throwe;}});Documentdocumentbuilder.parse(newFile(xmlFilePath));// 标准化文档document.getDocumentElement().normalize();returndocument;}// 2. SAX解析事件驱动内存占用小publicvoidparseWithSAX(StringxmlFilePath)throwsException{SAXParserFactoryfactorySAXParserFactory.newInstance();factory.setNamespaceAware(true);SAXParserparserfactory.newSAXParser();// 自定义处理器DefaultHandlerhandlernewDefaultHandler(){privateStringcurrentElement;privateStringBuildercurrentText;OverridepublicvoidstartDocument(){System.out.println(开始解析文档);}OverridepublicvoidstartElement(Stringuri,StringlocalName,StringqName,Attributesattributes){currentElementlocalName;currentTextnewStringBuilder();System.out.println(开始元素: currentElement);// 处理属性for(inti0;iattributes.getLength();i){StringattrNameattributes.getLocalName(i);StringattrValueattributes.getValue(i);System.out.println( 属性: attrNameattrValue);}}Overridepublicvoidcharacters(char[]ch,intstart,intlength){currentText.append(ch,start,length);}OverridepublicvoidendElement(Stringuri,StringlocalName,StringqName){if(currentText.length()0){System.out.println(元素内容: currentText.toString().trim());}System.out.println(结束元素: localName);}OverridepublicvoidendDocument(){System.out.println(文档解析结束);}};parser.parse(newFile(xmlFilePath),handler);}// 3. XPath查询在XML文档中导航和查询publicListStringqueryWithXPath(Documentdocument,StringxpathExpression)throwsXPathExpressionException{XPathFactoryxPathFactoryXPathFactory.newInstance();XPathxpathxPathFactory.newXPath();// 注册命名空间xpath.setNamespaceContext(newNamespaceContext(){OverridepublicStringgetNamespaceURI(Stringprefix){if(bk.equals(prefix)){returnhttp://www.example.com/books;}returnnull;}OverridepublicStringgetPrefix(StringnamespaceURI){returnnull;}OverridepublicIteratorStringgetPrefixes(StringnamespaceURI){returnnull;}});// 编译XPath表达式XPathExpressionexprxpath.compile(xpathExpression);// 执行查询NodeListnodes(NodeList)expr.evaluate(document,XPathConstants.NODESET);ListStringresultsnewArrayList();for(inti0;inodes.getLength();i){Nodenodenodes.item(i);results.add(node.getTextContent());}returnresults;}// 4. XSLT转换XML到其他格式的转换publicvoidtransformWithXSLT(StringxmlFile,StringxsltFile,StringoutputFile)throwsTransformerException{TransformerFactoryfactoryTransformerFactory.newInstance();// 创建XSLT转换器SourcexsltnewStreamSource(newFile(xsltFile));Transformertransformerfactory.newTransformer(xslt);// 设置输出属性transformer.setOutputProperty(OutputKeys.INDENT,yes);transformer.setOutputProperty(OutputKeys.METHOD,html);transformer.setOutputProperty({http://xml.apache.org/xslt}indent-amount,2);// 执行转换SourcexmlnewStreamSource(newFile(xmlFile));ResultresultnewStreamResult(newFile(outputFile));transformer.transform(xml,result);}// 5. JAXBJava对象与XML绑定XmlRootElement(namebook)XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)publicstaticclassBook{XmlAttribute(nameid)privateStringid;XmlElement(nametitle)privateStringtitle;XmlElement(nameauthor)privateListStringauthors;XmlElement(nameprice)XmlJavaTypeAdapter(PriceAdapter.class)privateBigDecimalprice;// 构造器、getter、setter...}publicvoidmarshalWithJAXB(Bookbook,StringoutputFile)throwsJAXBException{JAXBContextcontextJAXBContext.newInstance(Book.class);Marshallermarshallercontext.createMarshaller();marshaller.setProperty(Marshaller.JAXB_FORMATTED_OUTPUT,true);marshaller.marshal(book,newFile(outputFile));}}五、YAML人类友好的数据序列化5.1 核心机制缩进语义与锚点引用# YAML 1.2 文档示例# 注释以#开头# 1. 基本数据类型string:Hello, World!# 字符串number:42# 整数float:3.14159# 浮点数boolean:true# 布尔值null_value:null# 空值date:2023-12-25# 日期datetime:2023-12-25T15:30:00Z# 日期时间# 2. 标量样式plain:plain text# 纯量无引号single_quoted:single quoted# 单引号double_quoted:double quoted# 双引号支持转义literal_block:|# 字面块保留换行符This is a literal block. Line breaks are preserved. Tabs and spaces too.folded_block:# 折叠块折叠换行符This is a folded block. Newlines become spaces. But blank lines remain.# 3. 序列数组simple_list:# 块序列-item1-item2-item3inline_list:[item1,item2,item3]# 行内序列nested_list:# 嵌套序列--nested_item1-nested_item2--another_nested_item1# 4. 映射对象simple_map:# 块映射key1:value1key2:value2key3:value3inline_map:{key1:value1,key2:value2}# 行内映射nested_map:# 嵌套映射database:host:localhostport:3306credentials:username:adminpassword:secret123# 5. 复杂结构混合mixed_structure:name:John Doeage:30hobbies:# 序列中的映射-name:readingtype:indoor-name:hikingtype:outdooraddress:# 映射中的序列street:123 Main Stcity:Anytownzip_codes:[12345,67890]# 6. 锚点与别名引用# 定义锚点base_settings:base# 锚点名为baseapi_version:v1timeout:30retries:3# 使用别名引用service_a::*base# 合并base的内容endpoint:/api/service-aspecific_setting:value_aservice_b::*base# 合并base的内容endpoint:/api/service-bspecific_setting:value_b# 7. 多文档流---分隔符---# 第一个文档document_one:title:First Documentcontent:This is the first YAML document...# 文档结束标记可选---# 第二个文档document_two:title:Second Documentcontent:This is the second YAML document# 8. 标签类型系统# 内置标签explicit_types:!!str123# 强制转换为字符串!!int456# 强制转换为整数!!booltrue# 强制转换为布尔值!!float3.14# 强制转换为浮点数!!null# 强制转换为null# 自定义标签需要解析器支持custom_types:!Timestamp2023-12-25T00:00:00Z!Color[255,0,0]# RGB颜色!Point{x:10,y:20}# 坐标点# 9. 复杂实际应用Kubernetes配置---apiVersion:apps/v1kind:Deploymentmetadata:name:nginx-deploymentlabels:app:nginxenvironment:productionspec:replicas:3selector:matchLabels:app:nginxtemplate:metadata:labels:app:nginxspec:containers:-name:nginximage:nginx:1.14.2ports:-containerPort:80env:-name:NGINX_PORTvalue:80-name:ENVIRONMENTvalueFrom:configMapKeyRef:name:app-configkey:environmentresources:requests:memory:64Micpu:250mlimits:memory:128Micpu:500mlivenessProbe:httpGet:path:/healthport:80initialDelaySeconds:5periodSeconds:10readinessProbe:httpGet:path:/readyport:80initialDelaySeconds:2periodSeconds:5imagePullSecrets:-name:regcred---# 第二个资源ServiceapiVersion:v1kind:Servicemetadata:name:nginx-servicespec:selector:app:nginxports:-protocol:TCPport:80targetPort:80type:LoadBalancer5.2 YAML解析器实现原理# YAML解析器的核心实现classYAMLParser:YAML 1.2解析器实现def__init__(self):# YAML字符集定义self.CHAR_TAB\x09self.CHAR_LF\x0Aself.CHAR_CR\x0Dself.CHAR_SPACE\x20# 特殊字符self.CHAR_AMP# 锚点self.CHAR_AST*# 别名self.CHAR_COM## 注释self.CHAR_TAG!# 标签# 缩进栈self.indent_stack[0]# 锚点存储self.anchors{}# 文档状态self.documents[]self.current_documentNonedefparse(self,yaml_text):解析YAML文本linesyaml_text.splitlines(keependsTrue)line_number0whileline_numberlen(lines):linelines[line_number]line_number1# 跳过空行ifself.is_blank_line(line):continue# 处理文档分隔符ifline.startswith(---):self.start_new_document()continue# 处理文档结束ifline.startswith(...):self.end_current_document()continue# 解析当前行self.parse_line(line,line_number)returnself.documentsdefparse_line(self,line,line_number):解析单行YAML内容# 移除行尾注释lineself.remove_comment(line)# 计算缩进级别indentself.get_indent_level(line)# 更新缩进栈self.update_indent_stack(indent)# 解析内容contentline.strip()ifnotcontent:return# 解析不同类型的内容ifcontent.startswith(- ):# 序列项self.parse_sequence_item(content,indent)elif:incontent:# 映射项self.parse_mapping_item(content,indent)else:# 标量值self.parse_scalar(content,indent)defparse_mapping_item(self,content,indent):解析映射键值对key,valuecontent.split(:,1)keykey.strip()valuevalue.strip()# 处理复杂值ifnotvalue:# 空值可能后面有缩进的内容current_node{type:mapping,key:key,value:{},indent:indent}elifvalue.startswith(|):# 字面块current_node{type:literal,key:key,value:self.parse_literal_block(value[1:]),indent:indent}elifvalue.startswith():# 折叠块current_node{type:folded,key:key,value:self.parse_folded_block(value[1:]),indent:indent}elifvalue.startswith():# 锚点定义anchor_namevalue[1:].strip()self.anchors[anchor_name]None# 占位current_node{type:anchor,key:key,anchor:anchor_name,value:None,# 稍后填充indent:indent}elifvalue.startswith(*):# 别名引用alias_namevalue[1:].strip()current_node{type:alias,key:key,alias:alias_name,value:self.resolve_alias(alias_name),indent:indent}elifvalue.startswith(!!):# 标签类型tag,actual_valueself.parse_tag(value)current_node{type:tagged,key:key,tag:tag,value:self.parse_value(actual_value,tag),indent:indent}else:# 简单值current_node{type:scalar,key:key,value:self.parse_scalar_value(value),indent:indent}# 添加到当前文档树self.add_to_document_tree(current_node)defparse_sequence_item(self,content,indent):解析序列项valuecontent[2:].strip()# 去掉- current_node{type:sequence_item,value:self.parse_value(value),indent:indent}self.add_to_document_tree(current_node)defparse_scalar_value(self,value):解析标量值# 处理引号ifvalue.startswith()andvalue.endswith():# 双引号字符串支持转义returnself.parse_double_quoted_string(value[1:-1])elifvalue.startswith()andvalue.endswith():# 单引号字符串不支持转义returnvalue[1:-1]else:# 纯量returnself.parse_plain_scalar(value)defparse_plain_scalar(self,value):解析纯量无引号字符串# 检查是否为特殊值special_values{true:True,false:False,null:None,Null:None,NULL:None,~:None# YAML中的null表示法}ifvalueinspecial_values:returnspecial_values[value]# 检查是否为数字try:if.invalue:returnfloat(value)else:returnint(value)exceptValueError:# 不是数字作为字符串返回returnvaluedefparse_double_quoted_string(self,content):解析双引号字符串处理转义result[]i0whileilen(content):charcontent[i]ifchar\\:# 转义字符ifi1len(content):raiseValueError(Invalid escape sequence)next_charcontent[i1]i1# 处理转义序列escape_map{n:\n,r:\r,t:\t,\\:\\,:,/:/,b:\b,f:\f}ifnext_charinescape_map:result.append(escape_map[next_char])elifnext_charu:# Unicode转义\uXXXXifi4len(content):raiseValueError(Invalid Unicode escape)hex_codecontent[i1:i5]result.append(chr(int(hex_code,16)))i4else:# 未知转义按字面处理result.append(next_char)else:result.append(char)i1return.join(result)defparse_literal_block(self,first_line):解析字面块保留换行符lines[]# 字面块的第一行可能包含缩进信息iffirst_line.strip():lines.append(first_line)# 继续读取后续行直到遇到非缩进行# 这里简化处理return\n.join(lines)defparse_folded_block(self,first_line):解析折叠块折叠换行符为空格# 类似字面块但换行符转换为空格lines[]iffirst_line.strip():lines.append(first_line)# 继续读取处理折叠逻辑content .join(lines)returncontent.replace(\n, )defparse_tag(self,value):解析标签类型指示器# 格式: !!tag value 或 !custom-tag valuepartsvalue.split( ,1)tagparts[0]iflen(parts)1:actual_valueparts[1]else:actual_valuereturntag,actual_valuedefresolve_alias(self,alias_name):解析别名引用ifalias_namenotinself.anchors:raiseValueError(fAlias {alias_name} not found)returnself.anchors[alias_name]# 辅助方法defis_blank_line(self,line):检查是否为空行returnnotline.strip()defget_indent_level(self,line):获取行的缩进级别空格数count0forcharinline:ifchar :count1elifchar\t:# 将制表符转换为空格通常为2或4个空格count4else:breakreturncountdefupdate_indent_stack(self,indent):更新缩进栈ifindentself.indent_stack[-1]:# 增加缩进self.indent_stack.append(indent)elifindentself.indent_stack[-1]:# 减少缩进弹出栈顶直到匹配whileself.indent_stackandindentself.indent_stack[-1]:self.indent_stack.pop()ifindent!self.indent_stack[-1]:raiseValueError(fInvalid indentation:{indent})defremove_comment(self,line):移除行尾注释in_stringFalsestring_charNonefori,charinenumerate(line):ifcharin(,):ifnotin_string:in_stringTruestring_charcharelifstring_charchar:# 检查是否为转义ifi0andline[i-1]\\:continuein_stringFalseifchar#andnotin_string:returnline[:i]returnlinedefadd_to_document_tree(self,node):将节点添加到文档树中# 根据缩进级别确定父节点# 这里简化实现ifself.current_documentisNone:self.current_documentnodeelse:# 添加到适当位置# 实际实现需要维护树结构pass六、JSON轻量级数据交换格式6.1 核心机制JavaScript对象表示法// JSON语法完整示例{// 基本数据类型 // 1. 字符串必须使用双引号string:Hello, World!,escapedString:Line1\nLine2\tTab\Quote\\Backslash,unicodeString:\u4E2D\u6587,// 中文// 2. 数字integer:42,negative:-100,float:3.14159,scientific:1.23e4,zero:0,// 3. 布尔值true:true,false:false,// 4. 空值null:null,// 复合数据类型 // 5. 对象无序键值对集合object:{nestedString:value,nestedNumber:123,deeplyNested:{key:value}},// 6. 数组有序值列表array:[first,second,3,true,null,{objectInArray:value},[1,2,3]// 嵌套数组],// 复杂数据结构 // 7. 用户对象示例user:{id:550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000,username:john_doe,email:johnexample.com,profile:{firstName:John,lastName:Doe,age:30,address:{street:123 Main St,city:Anytown,state:CA,zipCode:12345,coordinates:{latitude:37.7749,longitude:-122.4194}},phoneNumbers:[{type:home,number:555-1234},{type:mobile,number:555-5678}]},preferences:{theme:dark,notifications:true,language:en-US},metadata:{createdAt:2023-01-01T00:00:00Z,updatedAt:2023-12-25T15:30:00Z,version:2}},// 8. 电子商务订单示例order:{orderId:ORD-2023-001,customerId:CUST-001,status:SHIPPED,orderDate:2023-12-25T10:30:00Z,shippingAddress:{recipient:John Doe,address:456 Oak St,city:Somewhere,country:USA},items:[{sku:PROD-001,name:Laptop,quantity:1,unitPrice:999.99,totalPrice:999.99,category:Electronics},{sku:PROD-002,name:Mouse,quantity:2,unitPrice:25.50,totalPrice:51.00,category:Accessories}],pricing:{subtotal:1050.99,tax:105.10,shipping:0.00,discount:50.00,total:1006.09},payment:{method:CREDIT_CARD,transactionId:TXN-001,status:COMPLETED}},// 9. 配置数据示例applicationConfig:{database:{host:localhost,port:5432,database:myapp,username:admin,password:secret,// 注意实际应用中不应明文存储密码pool:{maxConnections:20,minConnections:5,idleTimeout:30000}},server:{port:3000,host:0.0.0.0,cors:{origins:[http://localhost:3000,https://example.com],methods:[GET,POST,PUT,DELETE],credentials:true}},logging:{level:info,format:json,output:{console:true,file:{path:./logs/app.log,maxSize:10MB,maxFiles:5}}},features:{enableCache:true,enableMetrics:false,maintenanceMode:false}},// 10. API响应格式示例apiResponse:{success:true,statusCode:200,message:Operation completed successfully,data:{users:[{id:1,name:Alice,email:aliceexample.com},{id:2,name:Bob,email:bobexample.com}],pagination:{page:1,pageSize:10,totalItems:2,totalPages:1}},metadata:{timestamp:2023-12-25T12:00:00Z,version:1.0.0,requestId:req-12345},errors:null},// 11. 错误响应示例errorResponse:{success:false,statusCode:404,message:Resource not found,data:null,errors:[{code:RESOURCE_NOT_FOUND,message:The requested user was not found,field:userId,value:999,details:No user exists with ID 999}],metadata:{timestamp:2023-12-25T12:00:00Z,version:1.0.0,requestId:req-67890}}}6.2 JSON处理机制与算法// JSON解析器和序列化器的实现classJSONProcessor{// JSON解析字符串 - 对象/** * JSON解析器 - 符合RFC 8259标准 * 实现原理递归下降解析器 */staticparse(jsonString,revivernull){letindex0;letchar;// 辅助函数获取下一个字符constnextChar(){charjsonString.charAt(index);index;returnchar;};// 辅助函数跳过空白字符constskipWhitespace(){while(indexjsonString.length){constchjsonString.charAt(index);if(ch ||ch\t||ch\n||ch\r){index;}else{break;}}};// 错误处理consterror(message){thrownewSyntaxError(JSON Parse Error:${message}at position${index});};// 解析值根据第一个字符判断类型constparseValue(){skipWhitespace();constfirstCharjsonString.charAt(index);switch(firstChar){case{:returnparseObject();case[:returnparseArray();case:returnparseString();caset:returnparseTrue();casef:returnparseFalse();casen:returnparseNull();case-:case0:case1:case2:case3:case4:case5:case6:case7:case8:case9:returnparseNumber();default:error(Unexpected character:${firstChar});}};// 解析对象constparseObject(){constobj{};nextChar();// 跳过 {skipWhitespace();// 空对象if(jsonString.charAt(index)}){nextChar();returnobj;}while(indexjsonString.length){skipWhitespace();// 解析键必须是字符串if(jsonString.charAt(index)!){error(Expected string key);}constkeyparseString();skipWhitespace();// 检查冒号if(jsonString.charAt(index)!:){error(Expected colon after key);}nextChar();// 跳过 :skipWhitespace();// 解析值constvalueparseValue();// 添加到对象obj[key]value;skipWhitespace();// 检查逗号或结束大括号constcurrentCharjsonString.charAt(index);if(currentChar}){nextChar();break;}elseif(currentChar,){nextChar();continue;}else{error(Expected comma or closing brace);}}returnobj;};// 解析数组constparseArray(){constarr[];nextChar();// 跳过 [skipWhitespace();// 空数组if(jsonString.charAt(index)]){nextChar();returnarr;}while(indexjsonString.length){skipWhitespace();// 解析数组元素constvalueparseValue();arr.push(value);skipWhitespace();// 检查逗号或结束中括号constcurrentCharjsonString.charAt(index);if(currentChar]){nextChar();break;}elseif(currentChar,){nextChar();continue;}else{error(Expected comma or closing bracket);}}returnarr;};// 解析字符串constparseString(){letresult;nextChar();// 跳过开头的 while(indexjsonString.length){constchjsonString.charAt(index);index;if(ch){// 字符串结束returnresult;}elseif(ch\\){// 转义字符if(indexjsonString.length){error(Unexpected end of string);}constescapeCharjsonString.charAt(index);index;switch(escapeChar){case:result;break;case\\:result\\;break;case/:result/;break;caseb:result\b;break;casef:result\f;break;casen:result\n;break;caser:result\r;break;caset:result\t;break;caseu:// Unicode转义\uXXXXif(index3jsonString.length){error(Invalid Unicode escape);}consthexjsonString.substring(index,index4);index4;// 验证十六进制if(!/^[0-9a-fA-F]{4}$/.test(hex)){error(Invalid Unicode escape sequence);}resultString.fromCharCode(parseInt(hex,16));break;default:error(Invalid escape character: \\${escapeChar});}}else{// 普通字符resultch;}}error(Unterminated string);};// 解析数字constparseNumber(){letstartIndexindex;// 处理负数if(jsonString.charAt(index)-){index;}// 整数部分if(jsonString.charAt(index)0){index;}elseif(/[1-9]/.test(jsonString.charAt(index))){index;while(/[0-9]/.test(jsonString.charAt(index))){index;}}else{error(Invalid number format);}// 小数部分if(jsonString.charAt(index).){index;if(!/[0-9]/.test(jsonString.charAt(index))){error(Invalid number format: expected digit after decimal point);}while(/[0-9]/.test(jsonString.charAt(index))){index;}}// 指数部分if(/[eE]/.test(jsonString.charAt(index))){index;if(/[-]/.test(jsonString.charAt(index))){index;}if(!/[0-9]/.test(jsonString.charAt(index))){error(Invalid number format: expected digit in exponent);}while(/[0-9]/.test(jsonString.charAt(index))){index;}}constnumberStrjsonString.substring(startIndex,index);constnumberNumber(numberStr);if(!isFinite(number)){error(Invalid number value);}returnnumber;};// 解析 trueconstparseTrue(){constexpectedtrue;for(leti0;iexpected.length;i){if(jsonString.charAt(indexi)!expected.charAt(i)){error(Expected true);}}indexexpected.length;returntrue;};// 解析 falseconstparseFalse(){constexpectedfalse;for(leti0;iexpected.length;i){if(jsonString.charAt(indexi)!expected.charAt(i)){error(Expected false);}}indexexpected.length;returnfalse;};// 解析 nullconstparseNull(){constexpectednull;for(leti0;iexpected.length;i){if(jsonString.charAt(indexi)!expected.charAt(i)){error(Expected null);}}indexexpected.length;returnnull;};// 开始解析constresultparseValue();// 应用reviver函数如果提供if(typeofreviverfunction){returnwalk({:result},,reviver);}returnresult;// 辅助函数递归应用reviverfunctionwalk(holder,key,reviver){letvalueholder[key];if(valuetypeofvalueobject){for(constkinvalue){if(Object.prototype.hasOwnProperty.call(value,k)){constvwalk(value,k,reviver);if(vundefined){deletevalue[k];}else{value[k]v;}}}}returnreviver.call(holder,key,value);}}// JSON序列化对象 - 字符串/** * JSON序列化器 - 符合RFC 8259标准 */staticstringify(value,replacernull,space0){// 处理replacer参数letreplaceFunctionnull;letpropertyListnull;if(typeofreplacerfunction){replaceFunctionreplacer;}elseif(Array.isArray(replacer)){propertyListreplacer;}// 缩进处理constindenttypeofspacenumber?space:0;constindentStrindent0? .repeat(indent):;// 序列化主函数constserialize(value,depth0,propertyName){// 应用replacer函数if(replaceFunction){valuereplaceFunction.call(this,propertyName,value);}// 处理特殊值if(valuenull){returnnull;}if(valueundefined){returnundefined;}if(typeofvalueboolean){returnvalue?true:false;}if(typeofvaluenumber){// 处理NaN、Infinity等特殊数字if(Number.isNaN(value)||!isFinite(value)){returnnull;}returnString(value);}if(typeofvaluestring){returnserializeString(value);}if(typeofvalueobject){// 处理Date对象if(valueinstanceofDate){return${value.toISOString()};}// 处理数组if(Array.isArray(value)){returnserializeArray(value,depth);}// 处理普通对象returnserializeObject(value,depth);}// 函数、Symbol等无法序列化returnundefined;};// 序列化字符串处理转义constserializeString(str){letresult;for(leti0;istr.length;i){constcharstr.charAt(i);switch(char){case:result\\;break;case\\:result\\\\;break;case\b:result\\b;break;case\f:result\\f;break;case\n:result\\n;break;case\r:result\\r;break;case\t:result\\t;break;default:// 控制字符ASCII 0-31if(char.charCodeAt(0)32){result\\u${char.charCodeAt(0).toString(16).padStart(4,0)};}else{resultchar;}}}returnresult;};// 序列化数组constserializeArray(arr,depth){if(arr.length0){return[];}constcurrentIndentindentStr.repeat(depth);constitemIndentindent0?\nindentStr.repeat(depth1):;constclosingIndentindent0?\ncurrentIndent:;letresult[;for(leti0;iarr.length;i){if(i0){result,;}constserializedItemserialize(arr[i],depth1,String(i));if(indent0){resultitemIndent(serializedItem!undefined?serializedItem:null);}else{result(serializedItem!undefined?serializedItem:null);}}returnresultclosingIndent];};// 序列化对象constserializeObject(obj,depth){// 获取对象的可枚举属性letproperties[];if(propertyList){// 使用提供的属性列表propertiespropertyList.filter(keyObject.prototype.hasOwnProperty.call(obj,key));}else{// 获取所有可枚举属性for(constkeyinobj){if(Object.prototype.hasOwnProperty.call(obj,key)){properties.push(key);}}}if(properties.length0){return{};}constcurrentIndentindentStr.repeat(depth);constitemIndentindent0?\nindentStr.repeat(depth1):;constclosingIndentindent0?\ncurrentIndent:;letresult{;for(leti0;iproperties.length;i){constkeyproperties[i];constvalueobj[key];// 序列化值constserializedValueserialize(value,depth1,key);// 如果值为undefined跳过此属性if(serializedValueundefined){continue;}if(result!{){result,;}if(indent0){resultitemIndentserializeString(key): serializedValue;}else{resultserializeString(key):serializedValue;}}if(result{){return{};}returnresultclosingIndent};};// 开始序列化constresultserialize(value,0,);// 如果结果为undefined说明无法序列化returnresult!undefined?result:undefined;}// 高级JSON操作 /** * JSON Schema验证 */staticvalidate(schema,data){constvalidateSchema(schema,data,path){// 处理type约束if(schema.type){constactualTypeArray.isArray(data)?array:typeofdata;if(schema.type!actualType){if(!(schema.typeintegeractualTypenumberNumber.isInteger(data))){thrownewError(Type mismatch at${path}: expected${schema.type}, got${actualType});}}}// 处理object类型if(schema.typeobject||schema.properties){if(typeofdata!object||datanull||Array.isArray(data)){thrownewError(Expected object at${path});}// 检查必需属性if(schema.required){for(constrequiredPropofschema.required){if(!(requiredPropindata)){thrownewError(Missing required property:${path}.${requiredProp});}}}// 验证每个属性if(schema.properties){for(const[propName,propSchema]ofObject.entries(schema.properties)){if(propNameindata){validateSchema(propSchema,data[propName],path?${path}.${propName}:propName);}}}// 禁止额外属性if(schema.additionalPropertiesfalse){constallowedPropsObject.keys(schema.properties||{});for(constpropNameindata){if(!allowedProps.includes(propName)){thrownewError(Unexpected property:${path}.${propName});}}}}// 处理array类型if(schema.typearray||schema.items){if(!Array.isArray(data)){thrownewError(Expected array at${path});}// 验证最小/最大长度if(schema.minItems!undefineddata.lengthschema.minItems){thrownewError(Array at${path}has fewer than${schema.minItems}items);}if(schema.maxItems!undefineddata.lengthschema.maxItems){thrownewError(Array at${path}has more than${schema.maxItems}items);}// 验证每个元素if(schema.items){for(leti0;idata.length;i){validateSchema(schema.items,data[i],${path}[${i}]);}}}// 处理string类型if(schema.typestring){if(typeofdata!string){thrownewError(Expected string at${path});}// 验证最小/最大长度if(schema.minLength!undefineddata.lengthschema.minLength){thrownewError(String at${path}is shorter than${schema.minLength}characters);}if(schema.maxLength!undefineddata.lengthschema.maxLength){thrownewError(String at${path}is longer than${schema.maxLength}characters);}// 验证正则表达式if(schema.pattern){constregexnewRegExp(schema.pattern);if(!regex.test(data)){thrownewError(String at${path}does not match pattern:${schema.pattern});}}// 验证枚举值if(schema.enum!schema.enum.includes(data)){thrownewError(String at${path}is not one of:${schema.enum.join(, )});}}// 处理number/integer类型if(schema.typenumber||schema.typeinteger){if(typeofdata!number){thrownewError(Expected number at${path});}if(schema.typeinteger!Number.isInteger(data)){thrownewError(Expected integer at${path});}// 验证最小值/最大值if(schema.minimum!undefineddataschema.minimum){thrownewError(Number at${path}is less than minimum${schema.minimum});}if(schema.exclusiveMinimum!undefineddataschema.exclusiveMinimum){thrownewError(Number at${path}is less than or equal to exclusive minimum${schema.exclusiveMinimum});}if(schema.maximum!undefineddataschema.maximum){thrownewError(Number at${path}is greater than maximum${schema.maximum});}if(schema.exclusiveMaximum!undefineddataschema.exclusiveMaximum){thrownewError(Number at${path}is greater than or equal to exclusive maximum${schema.exclusiveMaximum});}// 验证倍数if(schema.multipleOfdata%schema.multipleOf!0){thrownewError(Number at${path}is not a multiple of${schema.multipleOf});}}// 处理boolean类型if(schema.typeboolean){if(typeofdata!boolean){thrownewError(Expected boolean at${path});}}// 处理null类型if(schema.typenull){if(data!null){thrownewError(Expected null at${path});}}returntrue;};try{validateSchema(schema,data);return{valid:true,errors:[]};}catch(error){return{valid:false,errors:[error.message]};}}/** * JSON Patch (RFC 6902) 实现 */staticapplyPatch(document,patch){constresultJSON.parse(JSON.stringify(document));for(constoperationofpatch){const{op,path,value,from}operation;// 解析路径constpathPartsthis.parseJsonPointer(path);switch(op){caseadd:this.addOperation(result,pathParts,value);break;caseremove:this.removeOperation(result,pathParts);break;casereplace:this.replaceOperation(result,pathParts,value);break;casemove:constfromPartsthis.parseJsonPointer(from);this.moveOperation(result,fromParts,pathParts);break;casecopy:constcopyFromPartsthis.parseJsonPointer(from);this.copyOperation(result,copyFromParts,pathParts);break;casetest:if(!this.testOperation(result,pathParts,value)){thrownewError(Test operation failed);}break;default:thrownewError(Unknown operation:${op});}}returnresult;}// JSON Pointer解析RFC 6901staticparseJsonPointer(pointer){if(!pointer.startsWith(/)){thrownewError(Invalid JSON Pointer: must start with /);}if(pointer/){return[];}returnpointer.substring(1).split(/).map(segmentsegment.replace(/~1/g,/).replace(/~0/g,~));}// 各种Patch操作的实现...}七、五者关系的完整映射与应用场景7.1 转换与互操作关系图元语言层展示与交互层结构化数据层建模与设计层代码生成模型转换序列化反序列化XSLT转换模板渲染SGMLHTML页面XML文档YAML配置JSON数据UML模型7.2 典型应用场景矩阵应用领域主要使用辅助使用理由Web开发HTML, JSONXML, YAMLHTML构建界面JSON用于API通信移动应用JSONXML, YAMLJSON轻量适合网络传输桌面应用XML, JSONYAMLXML适合复杂配置JSON适合数据交换微服务架构YAML, JSONXMLYAML配置K8sJSON服务间通信企业集成XMLJSONXML有成熟的SOAP/WS-*标准数据存储JSON, XMLYAMLJSON用于NoSQLXML用于文档数据库配置管理YAMLJSON, XMLYAML可读性最好软件建模UMLXMLUML可视化建模XMI格式交换文档处理XML, HTMLJSONXML适合结构化文档测试数据JSON, YAMLXMLJSON/YAML易读易写7.3 实际项目中的协同工作流# 现代Web项目的多格式协同工作流project_structure:# 1. 设计阶段UML建模diagrams/-architecture.uml# 系统架构图-class-diagram.uml# 类图设计-sequence-diagram.uml# 交互时序图-deployment-diagram.uml# 部署图# 2. 配置阶段YAML/JSONconfig/-development.yaml# 开发环境配置-production.yaml# 生产环境配置-docker-compose.yaml# Docker编排-kubernetes/-deployment.yaml# K8s部署-service.yaml# K8s服务-configmap.yaml# 配置映射# 3. 前端开发HTML/JSONfrontend/-public/-index.html# 主HTML文件-manifest.json# PWA清单-src/-components/# React/Vue组件-api/-client.js# API客户端使用JSON-config/-app.json# 应用配置# 4. 后端开发JSON/XML/YAMLbackend/-src/-models/-user.model.js# 数据模型-controllers/-user.controller.js# 控制器返回JSON-config/-database.yaml# 数据库配置-schemas/-user.schema.xml# XML Schema验证# 5. API定义多种格式api/-openapi.yaml# OpenAPI 3.0规范YAML-swagger.json# Swagger 2.0规范JSON-wsdl/# SOAP服务定义XML-users.wsdl-proto/# gRPC协议定义-users.proto# 6. 数据交换与存储data/-fixtures/-users.json# 测试数据JSON-products.yaml# 产品数据YAML-migrations/-001_create_users.xml# 数据库迁移XML格式-exports/-report_2023.xml# 报表导出XML# 转换流水线示例transformation_pipeline:# 场景1: UML模型 - 代码生成-name:模型驱动开发input:diagrams/class-diagram.umlprocess:UML工具导出XMIoutput:backend/src/models/generated/formats:[UML - XMI - Java/TypeScript]# 场景2: YAML配置 - 环境变量-name:配置管理input:config/development.yamlprocess:配置加载器解析output:环境变量/应用配置对象formats:[YAML - JavaScript Object]# 场景3: JSON API - HTML渲染-name:前端渲染input:API返回的JSON数据process:前端框架模板渲染output:HTML DOMformats:[JSON - JavaScript - HTML]# 场景4: XML数据 - JSON转换-name:遗留系统集成input:legacy/system/data.xmlprocess:XML解析和转换output:modern/api/response.jsonformats:[XML - JavaScript Object - JSON]# 场景5: 多格式配置合并-name:配置合并input:-config/default.yaml-config/environment.json-config/overrides.xmlprocess:配置合并策略output:最终应用配置formats:[YAML JSON XML - 统一配置对象]八、核心原理总结8.1 语言设计的哲学差异语言设计哲学核心原则适用场景UML可视化沟通多视图建模抽象层次分离软件设计、系统分析HTML内容与表现分离语义化标签渐进增强Web页面、应用界面XML结构化数据自描述标签自定义严格验证配置文件、数据交换YAML人类友好最小化语法噪音可读性优先配置文件、数据序列化JSON机器友好极简化易于解析生成Web API、数据交换8.2 技术演进的趋势技术演进路径 1. 从复杂到简单 SGML(复杂) → XML(简化) → JSON(极简) 2. 从机器中心到人类中心 XML(机器可读) → JSON(兼顾) → YAML(人类可读) 3. 从文本到可视化 代码文本 → UML图形化建模 4. 从静态到动态 静态HTML → 动态Web应用JSON API驱动 5. 从单一到融合 单一格式 → 多格式协同如OpenAPI支持YAML/JSON8.3 选择指南何时使用哪种格式# 格式选择决策树 开始 ↓ 需要建模软件系统吗 ├─ 是 → 使用 **UML** ↓ 需要创建网页吗 ├─ 是 → 使用 **HTML** ↓ 需要与人交互的配置文件吗 ├─ 是 → 使用 **YAML** ↓ 需要与其他系统交换数据吗 ├─ 是 → 考虑数据复杂度 │ ├─ 简单结构 → 使用 **JSON** │ ├─ 复杂结构 → 使用 **XML** │ └─ 需要严格验证 → 使用 **XML** ↓ 需要存储文档型数据吗 ├─ 是 → 使用 **XML** ↓ 默认选择**JSON**最通用这五种语言/格式各自在不同领域发挥着关键作用它们的共同点是都用于表示结构化信息但设计哲学和使用场景各不相同。理解它们的核心机制和相互关系有助于在实际项目中做出合适的技术选择构建更加健壮和可维护的系统。