ユーザー独自のデータ型を作ろう：SEのためのXML Schema入門（5）
この連載では、XML Schemaについて解説します。簡単なXMLの構造をXML Schemaにより記述できるようになることを目標に、XML Schemaの概要、要素・属性の定義、Complex TypeやSimple Type、属性グループについて解説していきます。連載を読むに当たり、整形式のXMLに関して十分理解していることを前提とします。
前回は、XML Schemaで豊富に用意されているデータ型について解説しました。今回は「自分でデータ型を作る方法」について説明します。
基本データ型だけでは足りない
それでは、発注データを表すXML文書を例に取り上げましょう。
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発注データXMLは、ルート要素がorderのXML文書です。発注する商品の情報は、orderItem要素の内容（開始タグと終了タグの間）に記述されています。orderItem要素は子要素を2つ持ちます。商品番号を表すid要素と、発注数量を表すquantity要素です。
さて、商品番号を表すid要素について見てみましょう。商品番号は「数字1個」の後に「-」（ハイフン）、さらに「数字4個」、「-」（ハイフン）、「数字4個」、「-」（ハイフン）、「数字1個」と続く形式です。ところで、「数字1個-数字4個-数字4個-数字1個」を表すデータ型は、基本データ型には存在しません。id要素の形式が適切かどうか検証するために、商品番号を表すデータ型を新たに作成しましょう。
データ型を作成する
商品番号を表すデータ型は、以下のように作成します。
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データ型を宣言する「simpleType要素」
新しいデータ型を宣言するためには、xsd:simpleType要素を使用します。
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作成するデータ型の名前は、name属性で指定します。ここではidTypeという名前のデータ型を作成していますので、属性の値には「idType」と記述しましょう。
基本データ型を「制限」してデータ型を作成する
xsd:simpleType要素の内容（開始タグと終了タグの間）に、「どんなデータ型なのか」記述します。
XML Schemaでは、既存のデータ型に一定の「制限」を加えることで新たなデータ型を作成します。例えば、商品番号は「文字列」ですが、「数字1個-数字4個-数字4個-数字1個」というように形式が決まっています。このような場合、「文字列」を表す「xsd:string」をベースに、「“数字1個-数字4個-数字4個-数字1個”という形式のもの」という制限を加えて、新たなデータ型を作成します。
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xsd:simpleType要素の次に、「制限」を表すxsd:restriction要素を書きます。そして、「どのデータ型を基にしてデータ型を作成するのか」をbase属性の値に指定します。商品番号のデータ型は基本データ型の文字列型を基に作成しますので、base属性の値には「xsd:string」を指定します。
文字列の形式を指定するpattern要素
文字列の形式を指定するためには、pattern要素を使用します。
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pattern要素は空要素ですが、value属性を持ちます。value属性の値には、商品番号データの形式を「正規表現」で記述します。正規表現とは、文字列の形式を指定するために使用される方法です。UNIX系のOSを使用している方にとってはおなじみでしょう。正規表現を使用してデータ型を作成できる、というのはXML Schemaの大きな利点です。正規表現は慣れていない方にはとっつきにくいかもしれませんが、非常に便利ですので習得することを強くお勧めします。正規表現についてここでは詳しく触れませんが、＠ITにも解説記事がいろいろありますので、ぜひ参考にしてください。
さて、商品番号は「数字1個-数字4個-数字4個-数字1個」という形式です。これを正規表現で表すと、以下のようになります。
\d{1}-\d{4}-\d{4}-\d{1}
「\d」は数字を表します。後ろの「{1}」は、「直前で表現された文字が1個連なる」ことを意味します。よって、「\d{1}」は「数字1個」を表します。同様に「\d{4}」は、「数字4個」を表します。商品番号では、「数字1個」と「数字4個」の間にハイフンが入りますので、間にハイフンを記述します。商品番号の残りの部分も同様に記述していけば、正規表現の「\d{1}-\d{4}-\d{4}-\d{1}」が完成します。この正規表現をvalue属性の値に記述してください。
最後に、xsd:restrictionおよびxsd:simpleTypeの終了タグを記述します。
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これで、商品番号を表すデータ型の完成です。
作ったデータ型を使う
それでは、作成した商品番号データ型の要素を宣言してみましょう。宣言の方法は、簡単です。
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xsd:element要素のtype属性の値に、作成した商品番号データ型の名前「idType」を記述するだけです。データ型の名前は、データ型を宣言しているxsd:simpleType要素のname属性の値です。「idType」の前に、名前空間接頭辞「xsd:」が付かないことに注意してください。idTypeは、XML Schemaの基本データ型ではありませんので、「XML Schema」を表す名前空間接頭辞「xsd:」を記述しません。
発注データXMLのスキーマの全体は以下のようになります。
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値のリストを作成する
発注できる商品番号があらかじめ決まっている場合があります。例えば、「4-8443-1780-6」「4-7741-1751-1」「4-7741-1684-1」のどれかの番号の商品しか発注できないとしましょう。このような場合、商品番号を表すデータ型は以下のようになります。
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まず、simpleType要素を使用して新しいデータ型を宣言します。データ型の名前は「idType」にします。名前は、name属性の値に記述します。また商品番号はすべて文字列ですので、xsd:string型を基に作成することにします。xsd:restriction要素を使用し、base属性の値には「xsd:string」を記述します。ここまでは前項と同じですね。
決まったいくつかの値のみ指定可能なデータ型は、xsd:enumeration要素を使用して定義します。
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値の数だけ、xsd:enumeration要素を記述します。商品番号は全部で3種類指定可能ですので、xsd:enumeration要素を3個書きます。xsd:enumeration要素は空要素ですが、value属性を持ちます。このvalue属性の値に、idTypeが取り得る値を記述します。ここでは「4-8443-1780-6」「4-7741-1751-1」「4-7741-1684-1」と記述していきます。これで、商品番号を表すデータ型の完成です。「4-8443-1780-6」「4-7741-1751-1」「4-7741-1684-1」以外の商品番号を指定した場合、検証時にエラーになります。
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数値の範囲を設定する
今度は、発注数量を見てみましょう。発注数量を表すquantity要素は、基本データ型の整数xsd:integer型です。さらに、「一度に発注できる数量は10以下」という制限を付けましょう。そのためには、発注数量を表すデータ型を新たに作成する必要があります。発注数量を表すデータ型は以下のようになります。
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まず、simpleType要素を使用して新しいデータ型を宣言します。データ型の名前を「quantityType」にします。名前は、name属性の値に記述します。発注数量を表すデータ型はxsd:integer型を基に作成することにします。xsd:restriction要素を使用し、base属性の値には「xsd:integer」を記述します。
数値の範囲を制限するには、xsd:minInclusive要素、xsd:maxInclusive要素を使用します。
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xsd:minInclusive要素は、数値の下限値を指定するために使用します。xsd:minInclusive要素のvalue属性の値に下限値を指定します。ここではvalue属性の値は「1」ですので、発注数量は「1以上の整数」と規定していることになります。同様に、xsd:maxInclusive要素は、数値の上限値を指定するために使用します。xsd:maxInclusive要素のvalue属性の値に上限値を指定します。ここではvalue属性の値は「10」ですので、発注数量は「10以下の整数」と規定していることになります。xsd:restriction要素とxsd:simpleType要素の終了タグを記述すれば、「1以上10以下の整数」を表すquantityTypeデータ型の完成です。
数値の範囲を指定する要素は、ほかにもxsd:minExclusive要素、xsd:maxExclusive要素があります。xsd:minInclusive、xsd:maxInclusive要素と同様に、数値の範囲を規定するための要素ですが、境界値の取り扱い方が異なります。
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例えば、xsd:minInclusive要素を使用した場合、value属性に指定した値「1」は有効な値になります。「1以上」を表しています。
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xsd:minExclusive要素を使用した場合、value属性に指定した値は範囲に含まれません。これは「1より大きい数値」を表します。このような指定があるデータ型では、1を記述すると検証時にエラーになります。
最後に、発注データ全体のスキーマです。
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今回は基本データ型を基にして、新しいデータ型を定義する方法を解説しました。とうとう次回で最終回です。最終回では、属性について解説します。（次回に続く）
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