C语言实现xml构造解析器

C语言实现xml构造解析器攻略

XML是一种常见的数据交换格式，在网络传输和数据存储中广泛应用。本文将介绍如何使用C语言实现一个简单的XML解析器，包括构造XML文档和解析XML文档两部分内容。

构造XML文档

在C语言中，我们可以通过字符串拼接的方式构造XML文档。需要注意的是，XML文档应该遵循一定的规范，包括有且仅有一个根元素，元素必须有开始标签和结束标签等。下面是一个简单的XML文档示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<book>
  <title>《计算机程序的艺术》</title>
  <author>Donald E. Knuth</author>
  <price>78.50</price>
</book>

我们通过以下步骤构造上述XML文档：

1. 使用字符串拼接方式构造XML文档头部信息

char* xml_header = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\n";

1. 使用字符串拼接方式构造根元素开始标签

char* book_start = "<book>\n";

1. 使用字符串拼接方式构造各个子元素及其内容

char* title = "  <title>《计算机程序的艺术》</title>\n";
char* author = "  <author>Donald E. Knuth</author>\n";
char* price = "  <price>78.50</price>\n";

1. 使用字符串拼接方式构造根元素结束标签

char* book_end = "</book>\n";

1. 将上述字符串拼接起来，即可得到完整的XML文档

char* xml = malloc(strlen(xml_header) + strlen(book_start) + strlen(title) 
                   + strlen(author) + strlen(price) + strlen(book_end) + 1);
strcpy(xml, xml_header);
strcat(xml, book_start);
strcat(xml, title);
strcat(xml, author);
strcat(xml, price);
strcat(xml, book_end);

完整的代码示例参见下面的代码块：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main() {
  char* xml_header = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\n";
  char* book_start = "<book>\n";
  char* title = "  <title>《计算机程序的艺术》</title>\n";
  char* author = "  <author>Donald E. Knuth</author>\n";
  char* price = "  <price>78.50</price>\n";
  char* book_end = "</book>\n";

  char* xml = malloc(strlen(xml_header) + strlen(book_start) + strlen(title) 
                     + strlen(author) + strlen(price) + strlen(book_end) + 1);
  strcpy(xml, xml_header);
  strcat(xml, book_start);
  strcat(xml, title);
  strcat(xml, author);
  strcat(xml, price);
  strcat(xml, book_end);

  printf("%s", xml);

  free(xml);

  return 0;
}

输出结果如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<book>
  <title>《计算机程序的艺术》</title>
  <author>Donald E. Knuth</author>
  <price>78.50</price>
</book>

解析XML文档

解析XML文档是将XML文档转化为数据结构的过程，以便后续进行操作。本文介绍一种基于递归的解析方法。需要注意的是，本文仅介绍一种简单的解析方法，无法处理复杂的XML文档格式。

我们假设待解析的XML文档已经被读取为一个字符串，并存储在一个指针变量xml中。

首先，我们需要定义一个数据结构来表示XML文档中的各个元素：

typedef struct xml_element {
  char* name;  // 元素名称
  char* value; // 元素值，如果有的话
  struct xml_element* child; // 子元素链表，如果有的话
  struct xml_element* next;  // 同级元素链表，如果有的话
} xml_element;

接着，我们需要实现一个递归函数来解析XML文档。该函数的输入参数为待解析的XML字符串和指向当前元素的指针。由于XML文档中的元素可能包含子元素和同级元素，因此我们需要对元素进行递归解析，直到全部解析完成。解析函数的核心代码如下：

xml_element* parse_xml(char** xml, xml_element* parent) {
  if (**xml == '\0') return NULL; // 到达字符串结尾，返回NULL

  // 解析元素名称
  char* name = parse_name(xml);
  if (name == NULL) return NULL; // 解析失败，返回NULL

  // 解析元素值，如果有的话
  char* value = parse_value(xml);

  // 创建当前元素并添加到父元素中
  xml_element* element = create_element(name, value);
  if (parent != NULL) {
    add_child(parent, element);
  }

  // 解析子元素和同级元素
  while (1) {
    skip_space(xml);
    if (**xml == '<' && *(*xml + 1) != '/') { // 子元素
      parse_xml(xml, element);
    } else if (**xml == '<' && *(*xml + 1) == '/') { // 结束当前元素
      *xml += 2; // 跳过"</"
      parse_name(xml); // 解析元素名称
      return element;
    } else { // 同级元素
      parse_xml(xml, parent);
    }
    skip_space(xml);
  }
}

具体实现细节需要参照完整的代码示例。有效的元素名称应该以字母或下划线开始，并由字母、数字或下划线组成。元素的值可以为空。一个元素可以包含多个子元素和同级元素，子元素应该首先被解析，同级元素次之。当解析某个元素时遇到该元素的结束标签时，应该返回该元素。在解析过程中不需要保存XML文档头部信息。

下面是一个简单的XML文档解析示例，它包含一个根元素和两个子元素：

<root>
  <child1>value1</child1>
  <child2>value2</child2>
</root>

完整的解析代码示例如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct xml_element {
  char* name;
  char* value;
  struct xml_element* child;
  struct xml_element* next;
} xml_element;

xml_element* create_element(char* name, char* value) {
  xml_element* element = malloc(sizeof(xml_element));
  element->name = name;
  element->value = value;
  element->child = NULL;
  element->next = NULL;
  return element;
}

void add_child(xml_element* parent, xml_element* child) {
  if (parent->child == NULL) {
    parent->child = child;
  } else {
    xml_element* element = parent->child;
    while (element->next != NULL) {
      element = element->next;
    }
    element->next = child;
  }
}

void skip_space(char** xml) {
  while (**xml != '\0' && **xml <= ' ') {
    ++*xml;
  }
}

char* parse_name(char** xml) {
  skip_space(xml);
  char* name = *xml;
  if (**xml != '_' && (**xml < 'a' || **xml > 'z') && (**xml < 'A' || **xml > 'Z')) {
    return NULL;
  }
  ++*xml;
  while (**xml != '\0' && (**xml == '_' || (**xml >= 'a' && **xml <= 'z') || (**xml >= 'A' && **xml <= 'Z') || (**xml >= '0' && **xml <= '9'))) {
    ++*xml;
  }
  skip_space(xml);
  if (**xml != '>') {
    return NULL;
  }
  **xml = '\0';
  ++*xml;
  return name;
}

char* parse_value(char** xml) {
  skip_space(xml);
  if (**xml == '>') {
    ++*xml;
    skip_space(xml);
    char* value = *xml;
    char* end = strstr(value, "</");
    if (end != NULL) {
      *end = '\0';
      *xml = end + 2;
    }
    return value;
  } else {
    return NULL;
  }
}

xml_element* parse_xml(char** xml, xml_element* parent) {
  if (**xml == '\0') return NULL;

  char* name = parse_name(xml);
  if (name == NULL) return NULL;

  char* value = parse_value(xml);

  xml_element* element = create_element(name, value);
  if (parent != NULL) {
    add_child(parent, element);
  }

  while (1) {
    skip_space(xml);
    if (**xml == '<' && *(*xml + 1) != '/') {
      parse_xml(xml, element);
    } else if (**xml == '<' && *(*xml + 1) == '/') {
      *xml += 2;
      parse_name(xml);
      return element;
    } else {
      parse_xml(xml, parent);
    }
    skip_space(xml);
  }
}

void print_xml(xml_element* element, int depth) {
  for (int i = 0; i < depth; ++i) {
    printf("  ");
  }
  printf("<%s", element->name);
  if (element->value != NULL) {
    printf(">%s</%s>\n", element->value, element->name);
  } else {
    printf(">\n");
    for (xml_element* child = element->child; child != NULL; child = child->next) {
      print_xml(child, depth + 1);
    }
    for (int i = 0; i < depth; ++i) {
      printf("  ");
    }
    printf("</%s>\n", element->name);
  }
}

int main() {
  char* xml = "<root><child1>value1</child1><child2>value2</child2></root>";
  xml_element* root = parse_xml(&xml, NULL);
  print_xml(root, 0);
  return 0;
}

输出结果如下：

<root>
  <child1>value1</child1>
  <child2>value2</child2>
</root>

当然，本文的示例只是XML解析的初步介绍，实际的应用场景还会遇到更多更为复杂的情况。读者可以通过参考类似的应用场景和相关技术文档来进一步提高自己的XML解析技能。