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Python XML処理：相互運用可能なデータ管理ガイド

XMLとは

XMLは、オペレーティングシステムや開発言語に関係なく、他のアプリケーションから読み取れるアプリケーションを開発できる、ポータブルでオープンソースの言語です。

XMLの定義

Extensible Markup Language（XML）は、HTMLやSGMLによく似たマークアップ言語です。World Wide Web Consortium（W3C）によって勧告され、オープンスタンダードとして利用可能です。

XMLは、SQLベースのバックボーンを必要とせずに、少量から中量のデータを追跡するのに非常に有用です。

XMLパーサーアーキテクチャとAPI

Python標準ライブラリは、XMLを扱うための最小限だが有用なインターフェースセットを提供しています。

XMLデータに対する最も基本的で広く使用されている2つのAPIは、SAXとDOMインターフェースです。

SAXは大きなファイルを扱うときにDOMほど高速に情報を処理できません。一方、DOMを大量の小さなファイルで専ら使用すると、リソースを本当に枯渇させる可能性があります。

SAXは読み取り専用ですが、DOMはXMLファイルの変更を許可します。これら2つの異なるAPIは文字通り互いを補完し合うため、大規模プロジェクトでは両方を使用しない理由はありません。

すべてのXMLコード例で、入力としてシンプルなXMLファイルmovies.xmlを使用します。

<collection shelf="New Arrivals">
<movie title="Enemy Behind">
<type>War, Thriller</type>
<format>DVD</format>
<year>2003</year>
<rating>PG</rating>
<stars>10</stars>
<description>Talk about a US-Japan war</description>
</movie>
<movie title="Transformers">
<type>Anime, Science Fiction</type>
<format>DVD</format>
<year>1989</year>
<rating>R</rating>
<stars>8</stars>
<description>A schientific fiction</description>
</movie>
<movie title="Trigun">
<type>Anime, Action</type>
<format>DVD</format>
<episodes>4</episodes>
<rating>PG</rating>
<stars>10</stars>
<description>Vash the Stampede!</description>
</movie>
<movie title="Ishtar">
<type>Comedy</type>
<format>VHS</format>
<rating>PG</rating>
<stars>2</stars>
<description>Viewable boredom</description>
</movie>
</collection>

SAX APIによるXMLパース

SAXはイベント駆動型XMLパースの標準インターフェースです。SAXでXMLをパースするには、通常xml.sax.ContentHandlerをサブクラス化して独自のContentHandlerを作成する必要があります。

あなたのContentHandlerは、あなたのフレーバーのXMLの特定のタグと属性を処理します。ContentHandlerオブジェクトは、さまざまなパースイベントを処理するメソッドを提供します。その所有するパーサーは、XMLファイルをパースするにつれてContentHandlerメソッドを呼び出します。

startDocumentとendDocumentメソッドは、XMLファイルの開始と終了時に呼び出されます。characters(text)メソッドは、パラメータtextを通じてXMLファイルのキャラクタデータを受け取ります。

ContentHandlerは各要素の開始と終了時に呼び出されます。パーサーが名前空間モードでない場合、startElement(tag, attributes)とendElement(tag)メソッドが呼び出され、そうでなければ対応するstartElementNSとendElementNSメソッドが呼び出されます。ここで、tagは要素タグ、attributesはAttributesオブジェクトです。

先に理解しておくべき他の重要なメソッド：

make_parserメソッド

新しいパーサーオブジェクトを作成して返します。作成されるパーサーオブジェクトは、システムが最初に見つけたパーサータイプになります。

xml.sax.make_parser([parser_list])

パラメータ：

parseメソッド

SAXパーサーを作成し、それを使用してドキュメントをパースします。

xml.sax.parse(xmlfile, contenthandler[, errorhandler])

パラメータ：

parseStringメソッド

指定されたXML文字列をパースするためのSAXパーサーを作成するもう1つのメソッドです。

xml.sax.parseString(xmlstring, contenthandler[, errorhandler])

パラメータ：

例

#!/usr/bin/python
import xml.sax

class MovieHandler(xml.sax.ContentHandler):
    def __init__(self):
        self.CurrentData = ""
        self.type = ""
        self.format = ""
        self.year = ""
        self.rating = ""
        self.stars = ""
        self.description = ""
    
    # 要素の開始時に呼び出される
    def startElement(self, tag, attributes):
        self.CurrentData = tag
        if tag == "movie":
            print("*****Movie*****")
            title = attributes["title"]
            print("Title:", title)
    
    # 要素の終了時に呼び出される
    def endElement(self, tag):
        if self.CurrentData == "type":
            print("Type:", self.type)
        elif self.CurrentData == "format":
            print("Format:", self.format)
        elif self.CurrentData == "year":
            print("Year:", self.year)
        elif self.CurrentData == "rating":
            print("Rating:", self.rating)
        elif self.CurrentData == "stars":
            print("Stars:", self.stars)
        elif self.CurrentData == "description":
            print("Description:", self.description)
        self.CurrentData = ""
    
    # キャラクタが読み取られたときに呼び出される
    def characters(self, content):
        if self.CurrentData == "type":
            self.type = content
        elif self.CurrentData == "format":
            self.format = content
        elif self.CurrentData == "year":
            self.year = content
        elif self.CurrentData == "rating":
            self.rating = content
        elif self.CurrentData == "stars":
            self.stars = content
        elif self.CurrentData == "description":
            self.description = content

if (__name__ == "__main__"):
    # XMLReaderパーサーを作成
    parser = xml.sax.make_parser()
    # 名前空間をオフに
    parser.setFeature(xml.sax.handler.feature_namespaces, 0)
    # デフォルトのContextHandlerをオーバーライド
    Handler = MovieHandler()
    parser.setContentHandler(Handler)
    parser.parse("movies.xml")

実行結果：

*****Movie*****
Title: Enemy Behind
Type: War, Thriller
Format: DVD
Year: 2003
Rating: PG
Stars: 10
Description: Talk about a US-Japan war
*****Movie*****
Title: Transformers
Type: Anime, Science Fiction
Format: DVD
Year: 1989
Rating: R
Stars: 8
Description: A schientific fiction
*****Movie*****
Title: Trigun
Type: Anime, Action
Format: DVD
Rating: PG
Stars: 10
Description: Vash the Stampede!
*****Movie*****
Title: Ishtar
Type: Comedy
Format: VHS
Rating: PG
Stars: 2
Description: Viewable boredom

SAX APIドキュメントの完全な詳細については、標準Python SAX APIを参照してください。

DOM APIによるXMLパース

Document Object Model（DOM）は、World Wide Web Consortium（W3C）から提供されるクロスランゲージAPIで、XMLドキュメントへのアクセスと変更のために使用されます。

DOMはランダムアクセスアプリケーションに非常に有用です。SAXでは一度にドキュメントの1ビットしか見られません。1つのSAX要素を見ている場合、別の要素にはアクセスできません。

XMLドキュメントをすばやく読み込み、xml.domモジュールを使用してminidomオブジェクトを作成する最も簡単な方法を紹介します。minidomオブジェクトは、XMLファイルからDOMツリーをすばやく作成するシンプルなパーサーメソッドを提供します。

サンプルフレーズは、minidomオブジェクトのparse(file[, parser])関数を呼び出し、fileで指定されたXMLファイルをDOMツリーオブジェクトにパースします。

#!/usr/bin/python
from xml.dom.minidom import parse
import xml.dom.minidom

# minidomパーサーを使用してXMLドキュメントを開く
DOMTree = xml.dom.minidom.parse("movies.xml")
collection = DOMTree.documentElement

if collection.hasAttribute("shelf"):
    print("Root element : %s" % collection.getAttribute("shelf"))

# コレクション内のすべての映画を取得
movies = collection.getElementsByTagName("movie")

# 各映画の詳細を出力
for movie in movies:
    print("*****Movie*****")
    if movie.hasAttribute("title"):
        print("Title: %s" % movie.getAttribute("title"))
    
    type = movie.getElementsByTagName('type')[0]
    print("Type: %s" % type.childNodes[0].data)
    
    format = movie.getElementsByTagName('format')[0]
    print("Format: %s" % format.childNodes[0].data)
    
    rating = movie.getElementsByTagName('rating')[0]
    print("Rating: %s" % rating.childNodes[0].data)
    
    description = movie.getElementsByTagName('description')[0]
    print("Description: %s" % description.childNodes[0].data)

実行結果：

Root element : New Arrivals
*****Movie*****
Title: Enemy Behind
Type: War, Thriller
Format: DVD
Rating: PG
Description: Talk about a US-Japan war
*****Movie*****
Title: Transformers
Type: Anime, Science Fiction
Format: DVD
Rating: R
Description: A schientific fiction
*****Movie*****
Title: Trigun
Type: Anime, Action
Format: DVD
Rating: PG
Description: Vash the Stampede!
*****Movie*****
Title: Ishtar
Type: Comedy
Format: VHS
Rating: PG
Description: Viewable boredom

DOM APIドキュメントの完全な詳細については、標準Python DOM APIを参照してください。

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