Python 中的 XML 处理

在本文中，我们将介绍如何在 Python 中进行 XML 处理。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，它使用自定义的标记来描述数据的结构和内容。Python 提供了多种处理 XML 的方法和工具，包括内置的模块和第三方库。

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XML 解析

XML 解析是将 XML 文档转换为结构化的数据的过程。Python 提供了几种解析 XML 的方法，包括 DOM（文档对象模型）、SAX（简单 API for XML）和 ElementTree。

DOM 解析

DOM 解析是将整个 XML 文档加载到内存中，并使用树状结构来表示 XML 文档的方法。在 Python 中，我们可以使用 xml.dom.minidom 模块来解析 XML 文档。

下面是一个使用 DOM 解析 XML 的示例代码：

from xml.dom import minidom

# 解析 XML 文件
xml_doc = minidom.parse("example.xml")

# 获取根节点
root = xml_doc.documentElement

# 获取所有元素
elements = root.getElementsByTagName("item")

# 遍历元素并打印内容
for element in elements:
    print(element.firstChild.data)

在上面的示例中，我们首先导入 xml.dom.minidom 模块，然后使用 minidom.parse() 函数解析 XML 文件。接下来，我们获取根节点和指定元素名的元素，并遍历打印元素的内容。

SAX 解析

SAX 解析是一种基于事件驱动的解析 XML 的方法。在 Python 中，我们可以使用 xml.sax 模块来解析 XML 文档。

下面是一个使用 SAX 解析 XML 的示例代码：

import xml.sax

# 定义自定义的 Handler 类
class MyHandler(xml.sax.ContentHandler):
    def startElement(self, name, attrs):
        if name == "item":
            print(attrs["name"])

# 创建 SAX 解析器
parser = xml.sax.make_parser()

# 关闭命名空间处理
parser.setFeature(xml.sax.handler.feature_namespaces, 0)

# 初始化 Handler
handler = MyHandler()

# 设置 Handler
parser.setContentHandler(handler)

# 解析 XML 文件
parser.parse("example.xml")

在上面的示例中，我们首先导入 xml.sax 模块，然后定义了一个自定义的 Handler 类，该类继承自 xml.sax.ContentHandler 类，并重写了 startElement() 方法，在遇到指定的元素时打印该元素的属性值。接下来，我们创建了 SAX 解析器，并设置了关闭命名空间处理、初始化 Handler 和设置 Handler。最后，我们使用解析器解析了 XML 文件。

ElementTree 解析

ElementTree 是 Python 的一个第三方库，它提供了一种简单而优雅的方式来解析和操作 XML 文档。在使用 ElementTree 之前，需要先安装 elementtree 库（如果没有的话）。

下面是一个使用 ElementTree 解析 XML 的示例代码：

import xml.etree.ElementTree as ET

# 解析 XML 文件
tree = ET.parse("example.xml")

# 获取根节点
root = tree.getroot()

# 遍历所有元素
for element in root.findall("item"):
    print(element.get("name"))

在上面的示例中，我们首先导入 xml.etree.ElementTree 模块，并将其重命名为 ET。接下来，我们使用 ET.parse() 函数解析 XML 文件，并获取根节点。然后，我们可以使用 root.findall() 方法查找指定元素，并遍历打印元素的属性值。

XML 生成

除了解析 XML，Python 还提供了多种方法来生成 XML。在生成 XML 时，我们可以使用 DOM、SAX 或 ElementTree。

DOM 生成

使用 DOM 生成 XML 非常简单，只需创建 XML 对象、添加元素和属性，并输出到文件即可。

下面是一个使用 DOM 生成 XML 的示例代码：

from xml.dom import minidom

# 创建 XML 对象
xml_doc = minidom.Document()

# 创建根节点
root = xml_doc.createElement("items")
xml_doc.appendChild(root)

# 创建元素和属性
item1 = xml_doc.createElement("item")
item1.setAttribute("name", "Apple")
root.appendChild(item1)

item2 = xml_doc.createElement("item")
item2.setAttribute("name", "Banana")
root.appendChild(item2)

# 输出到文件
with open("example.xml", "w") as f:
    xml_doc.writexml(f, indent="", addindent="  ", newl="\n")

在上面的示例中，我们首先导入 xml.dom.minidom 模块，并创建了 XML 对象。接下来，我们创建了根节点和两个元素，并设置元素的属性值。最后，我们将 XML 对象输出到文件。

SAX 生成

SAX 生成 XML 需要实现 xml.sax.handler.ContentHandler 接口的方法，并在相应的方法中添加元素和属性。

下面是一个使用 SAX 生成 XML 的示例代码：

import xml.sax

# 定义自定义的 Handler 类
class MyHandler(xml.sax.handler.ContentHandler):
    def startElement(self, name, attrs):
        if name == "items":
            self.xml_content = "<items>\n"
        elif name == "item":
            self.xml_content += '  <item name="{0}">\n'.format(attrs["name"])

    def endElement(self, name):
        if name == "items":
            self.xml_content += "</items>\n"
        elif name == "item":
            self.xml_content += '  </item>\n'

    def characters(self, content):
        pass

# 创建 XML 生成器
generator = xml.sax.saxutils.XMLGenerator()

# 开启命名空间处理
generator.setFeature(xml.sax.handler.feature_namespaces, 1)

# 初始化 Handler
handler = MyHandler()

# 设置 Handler
generator.setContentHandler(handler)

# 生成 XML
generator.startDocument()
generator.startElement("items", {})
generator.startElement("item", {"name": "Apple"})
generator.endElement("item")
generator.startElement("item", {"name": "Banana"})
generator.endElement("item")
generator.endElement("items")
generator.endDocument()

# 输出到文件
with open("example.xml", "w") as f:
    f.write(handler.xml_content)

在上面的示例中，我们首先导入 xml.sax 模块，并定义了一个自定义的 Handler 类，该类继承自 xml.sax.handler.ContentHandler 类，并重写了 startElement()、endElement() 和 characters() 方法，在相应的方法中生成 XML 内容。接下来，我们创建了 XML 生成器，并设置了开启命名空间处理、初始化 Handler 和设置 Handler。最后，我们使用生成器生成了 XML 内容，并将其输出到文件。

ElementTree 生成

使用 ElementTree 生成 XML 非常简洁和方便，只需创建元素和属性，并将其添加到根节点即可。

下面是一个使用 ElementTree 生成 XML 的示例代码：

import xml.etree.ElementTree as ET

# 创建根节点
root = ET.Element("items")

# 创建元素和属性
item1 = ET.SubElement(root, "item")
item1.set("name", "Apple")

item2 = ET.SubElement(root, "item")
item2.set("name", "Banana")

# 创建 XML 树
tree = ET.ElementTree(root)

# 输出到文件
tree.write("example.xml", encoding="utf-8", xml_declaration=True)

在上面的示例中，我们首先导入 xml.etree.ElementTree 模块，并将其重命名为 ET。接下来，我们创建了根节点和两个元素，并设置元素的属性值。然后，我们创建了 XML 树，并将其输出到文件。

通过上述示例，我们了解到了在 Python 中如何解析和生成 XML。无论是使用 DOM、SAX 还是 ElementTree，Python 提供了简单而灵活的方法来处理 XML 数据。可以根据自己的需求选择适合的方法，并结合具体的项目和场景进行使用。

总结

本文介绍了在 Python 中进行 XML 处理的方法。我们学习了使用 DOM、SAX 和 ElementTree 进行 XML 解析和生成的示例代码。通过这些示例，我们可以更好地理解和掌握在 Python 中处理 XML 的技巧和技术。希望本文对您在使用 Python 进行 XML 处理时有所帮助。