XQuery 快速指南

什麼是 XQuery

XQuery 是一種函式式語言，用於檢索儲存在 XML 格式中的資訊。XQuery 可用於 XML 文件、包含 XML 格式資料的關聯資料庫或 XML 資料庫。XQuery 3.0 是 W3C 於 2014 年 4 月 8 日釋出的推薦標準。

其官方文件對 XQuery 的定義如下：

XQuery 是一種標準化的語言，用於組合文件、資料庫、網頁以及幾乎所有其他內容。它得到了非常廣泛的應用，功能強大且易於學習。XQuery 正在取代專有的中介軟體語言和 Web 應用程式開發語言。XQuery 正用幾行程式碼取代複雜的 Java 或 C++ 程式。與許多其他替代方案相比，XQuery 更易於使用和維護。

特點

函式式語言 − XQuery 是一種用於檢索/查詢基於 XML 的資料的語言。
類似於 SQL − XQuery 之於 XML，如同 SQL 之於資料庫。
基於 XPath − XQuery 使用 XPath 表示式來遍歷 XML 文件。
普遍接受 − 所有主要的資料庫都支援 XQuery。
W3C 標準 − XQuery 是 W3C 標準。

XQuery 的優勢

使用 XQuery，可以檢索分層資料和表格資料。
XQuery 可用於查詢樹形和圖形結構。
XQuery 可直接用於查詢網頁。
XQuery 可直接用於構建網頁。
XQuery 可用於轉換 XML 文件。
XQuery 非常適合基於 XML 的資料庫和基於物件的資料庫。物件資料庫比純表格資料庫靈活且功能強大得多。

XQuery - 環境設定

本章詳細介紹如何在本地開發環境中設定 XQuery 庫。

我們使用的是廣泛使用的開源獨立 XQuery 處理器 Saxon Home Edition (Saxon-HE)。此處理器支援 XSLT 2.0、XQuery 3.0 和 XPath 3.0，並且針對性能進行了高度最佳化。Saxon XQuery 處理器無需任何 XML 資料庫即可使用。在我們的示例中，我們將使用一個簡單的 XML 文件作為我們的資料庫。

為了使用 Saxon XQuery 處理器，您的應用程式的類路徑中應該包含 saxon9he.jar、saxon9-test.jar、saxon9-unpack、saxon9-xqj.jar。這些 jar 檔案位於下載檔案SaxonHE9-6-0-1J.zip 中。下載 SaxonHE9-6-0-1J.zip。

示例

我們將使用基於 Java 的 Saxon XQuery 處理器來測試 books.xqy，這是一個包含針對我們的示例 XML 文件（即 books.xml）的 XQuery 表示式的檔案。

在這個示例中，我們將瞭解如何編寫和處理查詢以獲取價格高於 30 的書籍的標題元素。

books.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books>
   
   <book category="JAVA">
      <title lang="en">Learn Java in 24 Hours</title>
      <author>Robert</author>
      <year>2005</year>
      <price>30.00</price>
   </book>
   
   <book category="DOTNET">
      <title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
      <author>Peter</author>
      <year>2011</year>
      <price>40.50</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>
      <author>Robert</author>
      <author>Peter</author> 
      <year>2013</year>
      <price>50.00</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XPath in 24 hours</title>
      <author>Jay Ban</author>
      <year>2010</year>
      <price>16.50</price>
   </book>
   
</books>

books.xqy

for $x in doc("books.xml")/books/book
where $x/price>30
return $x/title

XQueryTester.java

package com.tutorialspoint.xquery;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.InputStream;

import javax.xml.xquery.XQConnection;
import javax.xml.xquery.XQDataSource;
import javax.xml.xquery.XQException;
import javax.xml.xquery.XQPreparedExpression;
import javax.xml.xquery.XQResultSequence;

import com.saxonica.xqj.SaxonXQDataSource;

public class XQueryTester {
   public static void main(String[] args){
      try {
         execute();
      }
      
      catch (FileNotFoundException e) {
         e.printStackTrace();
      }
      
      catch (XQException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }

   private static void execute() throws FileNotFoundException, XQException{
      InputStream inputStream = new FileInputStream(new File("books.xqy"));
      XQDataSource ds = new SaxonXQDataSource();
      XQConnection conn = ds.getConnection();
      XQPreparedExpression exp = conn.prepareExpression(inputStream);
      XQResultSequence result = exp.executeQuery();
      
      while (result.next()) {
         System.out.println(result.getItemAsString(null));
      }
   }	
}

針對 XML 執行 XQuery 的步驟

步驟 1 − 將 XQueryTester.java 複製到任何位置，例如，E: > java
步驟 2 − 將 books.xml 複製到同一位置，E: > java
步驟 3 − 將 books.xqy 複製到同一位置，E: > java
步驟 4 − 使用控制檯編譯 XQueryTester.java。確保您的計算機上已安裝 JDK 1.5 或更高版本，並且已配置類路徑。有關如何使用 JAVA 的詳細資訊，請參閱我們的JAVA 教程

E:\java\javac XQueryTester.java

步驟 5 − 執行 XQueryTester

E:\java\java XQueryTester

輸出

您將獲得以下結果：

<title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
<title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>

理解示例

books.xml 代表示例資料。
books.xqy 代表要對 books.xml 執行的 XQuery 表示式。我們將在下一章詳細瞭解該表示式。
XQueryTester（一個基於 Java 的 XQuery 執行程式）讀取 books.xqy，將其傳遞給 XQuery 表示式處理器，並執行該表示式。然後列印結果。

XQuery - 第一個應用程式

示例

以下是一個示例 XML 文件，其中包含各種書籍的書店記錄。

books.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books>
   
   <book category="JAVA">
      <title lang="en">Learn Java in 24 Hours</title>
      <author>Robert</author>
      <year>2005</year>
      <price>30.00</price>
   </book>
   
   <book category="DOTNET">
      <title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
      <author>Peter</author>
      <year>2011</year>
      <price>70.50</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>
      <author>Robert</author>
      <author>Peter</author> 
      <year>2013</year>
      <price>50.00</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XPath in 24 hours</title>
      <author>Jay Ban</author>
      <year>2010</year>
      <price>16.50</price>
   </book>
   
</books>

以下是一個示例 XQuery 文件，其中包含要對上述 XML 文件執行的查詢表示式。目的是獲取價格高於 30 的那些 XML 節點的標題元素。

books.xqy

for $x in doc("books.xml")/books/book
where $x/price>30
return $x/title

結果

<title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
<title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>

驗證結果

要驗證結果，請將books.xqy（在環境設定章節中給出）的內容替換為上述 XQuery 表示式，然後執行 XQueryTester java 程式。

XQuery 表示式

讓我們瞭解上述 XQuery 表示式的每個部分。

函式的使用

doc("books.xml")

doc() 是 XQuery 函式之一，用於查詢 XML 源。這裡我們傳遞了“books.xml”。考慮到相對路徑，books.xml 應該位於 books.xqy 所在的同一路徑中。

XPath 表示式的使用

doc("books.xml")/books/book

XQuery 大量使用 XPath 表示式來定位要進行搜尋的 XML 的所需部分。這裡我們選擇了 books 節點下所有可用的 book 節點。

迭代物件

for $x in doc("books.xml")/books/book

XQuery 將 xml 資料視為物件。在上面的示例中，$x 代表選定的節點，而 for 迴圈迭代節點集合。

應用條件

where $x/price>30

由於 $x 代表選定的節點，“/”用於獲取所需元素的值；“where”子句用於對搜尋結果設定條件。

返回結果

return $x/title

由於 $x 代表選定的節點，“/”用於獲取所需元素（價格、標題）的值；“return”子句用於從搜尋結果中返回元素。

XQuery - FLWOR

FLWOR 是“For、Let、Where、Order by、Return”的首字母縮寫詞。以下列表顯示了它們在 FLWOR 表示式中的作用：

F - For - 選擇所有節點的集合。
L - Let - 將結果放入 XQuery 變數中。
W - Where - 根據條件選擇節點。
O - Order by - 根據標準對節點進行排序。
R - Return - 返回最終結果。

示例

以下是一個示例 XML 文件，其中包含有關書籍集合的資訊。我們將使用 FLWOR 表示式來檢索價格高於 30 的書籍的標題。

books.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books>
   
   <book category="JAVA">
      <title lang="en">Learn Java in 24 Hours</title>
      <author>Robert</author>
      <year>2005</year>
      <price>30.00</price>
   </book>
   
   <book category="DOTNET">
      <title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
      <author>Peter</author>
      <year>2011</year>
      <price>70.50</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>
      <author>Robert</author>
      <author>Peter</author> 
      <year>2013</year>
      <price>50.00</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XPath in 24 hours</title>
      <author>Jay Ban</author>
      <year>2010</year>
      <price>16.50</price>
   </book>
   
</books>

以下 XQuery 文件包含要對上述 XML 文件執行的查詢表示式。

books.xqy

let $books := (doc("books.xml")/books/book)
return <results>
{
   for $x in $books
   where $x/price>30
   order by $x/price
   return $x/title
}
</results>

結果

<title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>
<title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>

驗證結果

要驗證結果，請將books.xqy（在環境設定章節中給出）的內容替換為上述 XQuery 表示式，然後執行 XQueryTester java 程式。

XQuery - HTML 格式

XQuery 也可輕鬆用於將 XML 文件轉換為 HTML 頁面。請檢視以下示例，瞭解 XQuery 如何實現此功能。

示例

我們將使用相同的 books.xml 檔案。以下示例使用 XQuery 從 books.xml 中提取資料，並建立一個包含所有書籍的標題及其相應價格的 HTML 表格。

books.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books>
   
   <book category="JAVA">
      <title lang="en">Learn Java in 24 Hours</title>
      <author>Robert</author>
      <year>2005</year>
      <price>30.00</price>
   </book>
   
   <book category="DOTNET">
      <title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
      <author>Peter</author>
      <year>2011</year>
      <price>70.50</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>
      <author>Robert</author>
      <author>Peter</author> 
      <year>2013</year>
      <price>50.00</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XPath in 24 hours</title>
      <author>Jay Ban</author>
      <year>2010</year>
      <price>16.50</price>
   </book>
   
</books>

以下是將要對上述 XML 文件執行的 XQuery 表示式。

books.xqy

let $books := (doc("books.xml")/books/book)
return <table><tr><th>Title</th><th>Price</th></tr>
{
   for $x in $books   
   order by $x/price
   return <tr><td>{data($x/title)}</td><td>{data($x/price)}</td></tr>
}
</table>
</results>

結果

<table>
   <tr>
      <th>Title</th>
      <th>Price</th>
   </tr>
   <tr>
      <td>Learn XPath in 24 hours</td>
      <td>16.50</td>
   </tr>   
   <tr>
      <td>Learn Java in 24 Hours</td>
      <td>30.00</td>
   </tr>
   <tr>
      <td>Learn XQuery in 24 hours</td>
      <td>50.00</td>
   </tr>   
   <tr>
      <td>Learn .Net in 24 hours</td>
      <td>70.50</td>
   </tr>
</table>

驗證結果

要驗證結果，請將books.xqy（在環境設定章節中給出）的內容替換為上述 XQuery 表示式，然後執行 XQueryTester java 程式。

XQuery 表示式

這裡我們使用了以下 XQuery 表示式：

data() 函式來評估標題元素的值，以及
{} 運算子告訴 XQuery 處理器將 data() 視為函式。如果不使用 {} 運算子，則 data() 將被視為普通文字。

XQuery - XPath

XQuery 相容 XPath。它使用 XPath 表示式來限制對 XML 集合的搜尋結果。有關如何使用 XPath 的更多詳細資訊，請參閱我們的XPath 教程。

回想一下我們之前用來獲取書籍列表的以下 XPath 表示式。

doc("books.xml")/books/book

XPath 示例

我們將使用 books.xml 檔案並對其應用 XQuery。

books.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books>
   
   <book category="JAVA">
      <title lang="en">Learn Java in 24 Hours</title>
      <author>Robert</author>
      <year>2005</year>
      <price>30.00</price>
   </book>
   
   <book category="DOTNET">
      <title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
      <author>Peter</author>
      <year>2011</year>
      <price>40.50</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>
      <author>Robert</author>
      <author>Peter</author> 
      <year>2013</year>
      <price>50.00</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XPath in 24 hours</title>
      <author>Jay Ban</author>
      <year>2010</year>
      <price>16.50</price>
   </book>
   
</books>

我們在這裡給出了三個版本的 XQuery 語句，它們都實現了相同目標：顯示價格值大於 30 的書籍標題。

XQuery – 版本 1

(: read the entire xml document :)
let $books := doc("books.xml")

for $x in $books/books/book
where $x/price > 30
return $x/title

輸出

<title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
<title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>

XQuery – 版本 2

(: read all books :)
let $books := doc("books.xml")/books/book

for $x in $books
where $x/price > 30
return $x/title

輸出

<title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
<title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>

XQuery – 版本 3

(: read books with price > 30 :)
let $books := doc("books.xml")/books/book[price > 30]

for $x in $books
return $x/title

輸出

<title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
<title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>

驗證結果

要驗證結果，請將books.xqy（在環境設定章節中給出）的內容替換為上述 XQuery 表示式，然後執行 XQueryTester java 程式。

XQuery - 序列

序列表示專案的排序集合，其中專案可以是相同型別或不同型別的。

建立序列

序列是使用括號建立的，括號內包含帶引號或雙引號的字串以及數字。XML 元素也可以用作序列的專案。

XQuery 表示式

let $items := ('orange', <apple/>, <fruit type="juicy"/>, <vehicle type="car">sentro</vehicle>, 1,2,3,'a','b',"abc")
let $count := count($items)
return
<result>
   <count>{$count}</count>
   
   <items>
      {
	     for $item in $items
         return <item>{$item}</item>
      }
   </items>
   
</result>

輸出

<result>
   <count>10</count>
   <items>
      <item>orange</item>
      <item>
         <apple/>
      </item>
      <item>
         <fruit type="juicy"/>
      </item>
      <item>
         <vehicle type="car">Sentro</vehicle>
      </item>
      <item>1</item>
      <item>2</item>
      <item>3</item>
      <item>a</item>
      <item>b</item>
      <item>abc</item>
   </items>
</result>

檢視序列的專案

可以使用索引或值逐一迭代序列的專案。上面的示例逐一迭代序列的專案。讓我們看看另外兩種方法。

XQuery 表示式（索引）

let $items := (1,2,3,4,5,6)
let $count := count($items)
return
   <result>
      <count>{$count}</count>
      
      <items>
      {
         for $item in $items[2]
         return <item>{$item}</item>
      }
      </items>
      
   </result>

輸出

<result>
   <count>6</count>
   <items>
      <item>2</item>
   </items>
</result>

XQuery 表示式（值）

let $items := (1,2,3,4,5,6)
let $count := count($items)
return
   <result>
      <count>{$count}</count>
      
      <items>
      {
         for $item in $items[. = (1,2,3)]
         return <item>{$item}</item>
      }
      </items>
      
   </result>

輸出

<result>
   <count>6</count>
   <items>
      <item>1</item>
      <item>2</item>
      <item>3</item>
   </items>
</result>

XQuery - 序列函式

下表列出了 XQuery 提供的常用序列函式。

序號	名稱和說明
1	count($seq as item()*) 計算序列中的專案數。
2	sum($seq as item()*) 返回序列中專案的總和。
3	avg($seq as item()*) 返回序列中專案的平均值。
4	min($seq as item()*) 返回序列中最小值的專案。
5	max($seq as item()*) 返回序列中最大值的專案。
6	distinct-values($seq as item()*) 從序列中返回選定的唯一專案。
7	subsequence($seq as item()*, $startingLoc as xs:double, $length as xs:double) 返回提供的序列的子集。
8	insert-before($seq as item(), $position as xs:integer, $inserts as item()) 在序列中插入專案。
9	remove($seq as item()*, $position as xs:integer) 從序列中刪除專案。
10	reverse($seq as item()*) 返回反轉的序列。
11	index-of($seq as anyAtomicType()*, $target as anyAtomicType()) 返回作為整數的索引，以指示專案在序列中的可用性。
12	last() 在謂詞表達式中使用時，返回序列的最後一個元素。
13	position() 在 FLOWR 表示式中用於獲取序列中專案的位置。

XQuery - 字串函式

下表列出了 XQuery 提供的常用字串操作函式。

序號	名稱和說明
1	string-length($string as xs:string) as xs:integer 返回字串的長度。
2	concat($input as xs:anyAtomicType?) as xs:string 返回連線後的字串作為輸出。
3	string-join($sequence as xs:string*, $delimiter as xs:string) as xs:string 返回序列中用分隔符分隔的專案的組合。

序號

名稱和說明

string-length($string as xs:string) as xs:integer

返回字串的長度。

concat($input as xs:anyAtomicType?) as xs:string

返回連線後的字串作為輸出。

string-join($sequence as xs:string*, $delimiter as xs:string) as xs:string

返回序列中用分隔符分隔的專案的組合。

XQuery - 日期函式

下表列出了 XQuery 提供的常用日期函式。

序號	名稱和說明
1	current-date() 返回當前日期。
2	current-time() 返回當前時間。
3	current-dateTime() 返回當前日期和當前時間。

序號

名稱和說明

current-date()

返回當前日期。

current-time()

返回當前時間。

current-dateTime()

返回當前日期和當前時間。

XQuery - 正則表示式

以下是 XQuery 提供的常用正則表示式函式的列表

序號	名稱和說明
1	matches($input, $regex) 如果輸入與提供的正則表示式匹配，則返回 true。
2	replace($input, $regex, $string) 將匹配的輸入字串替換為給定的字串。
3	tokenize($input, $regex) 返回與正則表示式匹配的專案序列。

序號

名稱和說明

matches($input, $regex)

如果輸入與提供的正則表示式匹配，則返回 true。

replace($input, $regex, $string)

將匹配的輸入字串替換為給定的字串。

tokenize($input, $regex)

返回與正則表示式匹配的專案序列。

XQuery - if then else

XQuery 提供了一個非常有用的 if-then-else 結構來檢查傳遞的輸入值的有效性。以下是 if-then-else 結構的語法。

語法

if (condition) then
 ... 
else
 ...

示例

我們將使用以下 books.xml 檔案並對其應用包含 if-then-else 結構的 XQuery 表示式，以檢索價格值大於 30 的書籍的標題。

books.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<books>
   <book category="JAVA">
      <title lang="en">Learn Java in 24 Hours</title>
      <author>Robert</author>
      <year>2005</year>
      <price>30.00</price>
   </book>
   
   <book category="DOTNET">
      <title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
      <author>Peter</author>
      <year>2011</year>
      <price>40.50</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>
      <author>Robert</author>
      <author>Peter</author>
      <year>2013</year>
      <price>50.00</price>
   </book>
   
   <book category="XML">
      <title lang="en">Learn XPath in 24 hours</title>
      <author>Jay Ban</author>
      <year>2010</year>
      <price>16.50</price>
   </book>
</books>

以下 XQuery 表示式將應用於上述 XML 文件。

books.xqy

<result>
{
   if(not(doc("books.xml"))) then (
      <error>
         <message>books.xml does not exist</message>
      </error>
   )
   else ( 
      for $x in doc("books.xml")/books/book	
      where $x/price>30
      return $x/title
   )
}
</result>

輸出

<result>
   <title lang="en">Learn .Net in 24 hours</title>
   <title lang="en">Learn XQuery in 24 hours</title>
</result>

驗證結果

要驗證結果，請將books.xqy（在環境設定章節中給出）的內容替換為上述 XQuery 表示式，然後執行 XQueryTester java 程式。

XQuery - 自定義函式

XQuery 提供了編寫自定義函式的功能。以下是建立自定義函式的指南。

使用關鍵字declare function來定義函式。
使用當前XML Schema中定義的資料型別
將函式體括在花括號內。
在函式名前新增XML名稱空間。

建立自定義函式時使用以下語法。

語法

declare function prefix:function_name($parameter as datatype?...)
as returnDatatype?
{
   function body...
};

示例

以下示例演示如何在XQuery中建立使用者自定義函式。

XQuery 表示式

declare function local:discount($price as xs:decimal?,$percentDiscount as xs:decimal?)
as xs:decimal? {
   let $discount := $price - ($price * $percentDiscount div 100) 
   return $discount
};

let $originalPrice := 100

let $discountAvailed := 10

return ( local:discount($originalPrice, $discountAvailed))

輸出

驗證結果

要驗證結果，請將books.xqy（在環境設定章節中給出）的內容替換為上述 XQuery 表示式，然後執行 XQueryTester java 程式。

列印頁面

XQuery 快速指南

XQuery - 概述

什麼是 XQuery

特點

XQuery 的優勢

XQuery - 環境設定

示例

books.xml

books.xqy

XQueryTester.java

針對 XML 執行 XQuery 的步驟

輸出

理解示例

XQuery - 第一個應用程式

示例

books.xml

books.xqy

結果

驗證結果

XQuery 表示式

函式的使用

XPath 表示式的使用

迭代物件

應用條件

返回結果

XQuery - FLWOR

示例

books.xml

books.xqy

結果

驗證結果

XQuery - HTML 格式

示例

books.xml

books.xqy

結果

驗證結果

XQuery 表示式

XQuery - XPath

XPath 示例

books.xml

XQuery – 版本 1

輸出

XQuery – 版本 2

輸出

XQuery – 版本 3

輸出

驗證結果

XQuery - 序列

建立序列

XQuery 表示式

輸出

檢視序列的專案

XQuery 表示式（索引）

輸出

XQuery 表示式（值）

輸出

XQuery - 序列函式

XQuery - 字串函式

XQuery - 日期函式

XQuery - 正則表示式

XQuery - if then else

語法

示例

books.xml

books.xqy

輸出

驗證結果

XQuery - 自定義函式

語法

示例

XQuery 表示式

輸出

驗證結果