JUSTUS-LIEBIG-UNIVERSITÄT GIESSEN
Institut für Informatik

Kompaktkurs XML

(16.-18. August 2000)

XSL Transformations (XSLT)

Motivation

XML selbst ist nur ein Datenformat: Es macht keine Angaben darüber, wie die einzelnen Elemente auszudrucken sind. Das Ausgabe-Format wird in sogenannten Stylesheets festgelegt.
Der Internet-Explorer unterstützt auch die von HTML her bekannten ``Cascading Stylesheets'' (CSS) für XML.
Wesentlich mächtiger ist jedoch XSL, die Extensible Stylesheet Language. Zum Beispiel erlaubt es XSL, Elemente in der Eingabe umzusortieren oder zu filtern. Mit CSS werden alle Elemente in der Reihenfolge formatiert, in der sie aufgeschrieben sind.
XSL besteht aus zwei Teilen: Einerseits XSLT, das ist ein Mechanismus zur Transformation von XML Dokumenten in XML Dokumente (mit z.B. anderen Tags), und andererseits den ``Formatting Objects'', das ist ein Satz von Tags mit einer vorgegebenen Semantik für die Ausgabe.
Während XSLT 1.0 seit dem 16. November 1999 eine W3C Recommendation ist (also ein offiziell verabschiedeter Standard) [http://www.w3.org/TR/xslt], sind die ``Formatting Objects'' immer noch ein Working Draft [http://www.w3.org/TR/xsl/] (zuletzt geändert am 27. März 2000).
Daher wird XSLT heute meist benutzt, um XML in HTML umzuwandeln, was dann in einem Browser angezeigt werden kann. Diese Umwandlung ist ohnehin wichtig, weil nicht alle Browser bereits XML verstehen.

Wenn man heute im Web XML Dateien anbietet, und sich nicht nur an bekannte Geschäftskunden wendet, wird man wohl alternativ auch das Ergebnis der Umwandlung nach HTML anbieten müssen. Es ist aber auch möglich, daß der Web-Server die Umwandlung bei Bedarf automatisch durchführt. Der Browser schickt im Request ja auch die Information, welche Datenformate er versteht.

Erstes Beispiel

Sei als Beispiel wieder die Buchliste verwendet:

<?xml version="1.0" ?>

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="books_ie.xsl" ?>

<TITLE>XML: The XML Handbook - 2nd Edition</TITLE>

<PUBLISHER DATE="19991112">Prentice Hall</PUBLISHER>

<NOTE>Contains CD.</TITLE>

</BOOK>

<TITLE>XML Pocket Reference</TITLE>

<PUBLISHER DATE="19991001">O'Reilly</PUBLISHER>

</BOOK>

</BOOKLIST>

Eine etwas erweiterte Version dieser Datei steht unter der URL [http://www.informatik.uni-giessen.de/staff/brass/xml00/booklist.xml].

Man kann nun zum Beispiel folgendes Stylesheet zum Ausdrucken verwenden [http://www.informatik.uni-giessen.de/staff/brass/xml00/book1_ie.xsl]:

<?xml version="1.0" ?>

<xsl:stylesheet xmlns:xsl="http://www.w3.org/TR/WD-xsl" version="1.0">

<xsl:template match="/">

<HTML>

<HEAD><TITLE>Books About XML</TITLE></HEAD>

<BODY>

<UL>

<xsl:apply-templates select="/BOOKLIST/BOOK"/>

</UL>

</BODY>

</HTML>

</xsl:template>

<xsl:template match="BOOK">

<LI><xsl:apply-templates select="AUTHOR[0]"/>:

<xsl:apply-templates select="TITLE"/>.

<xsl:apply-templates select="PUBLISHER"/></LI>

</xsl:template>

<xsl:template match="AUTHOR">

<xsl:value-of select="@LAST"/>,

<xsl:value-of select="@FIRST"/>

</xsl:template>

<xsl:template match="TITLE">

<xsl:value-of select="."/>

</xsl:template>

<xsl:template match="PUBLISHER">

<xsl:value-of select="."/>

</xsl:template>

</xsl:stylesheet>

Aus didaktischen Gründen wird hier nur der erste Autor ausgegeben, sowie auch die optionale Anmerkung unterdrückt. Unten gibt es eine komplexere Version, die auch diese Probleme löst.

Wie man an diesem Beispiel sieht, besteht ein Stylesheet im wesentlichen aus einer Menge von ``Templates'' (Mustern, Transformations-Regeln).
Jedes dieser Muster beschreibt eine Transformation von einem Teilbaum der Eingabe (d.h. einem aktuellen Startknoten und allen seinen Nachfolgern) in einen Baum oder eine Liste von Bäumen.
Die Ausgabe der Transformation für ein gegebenes XML-Dokument wird durch die Regel für den Wurzel-Knoten (d.h. den gesamten Eingabe-Baum) bestimmt. Alle anderen Regeln werden nur aktiv, wenn sie von dem Muster für ``/'' mit ``apply-templates'' aufgerufen werden.
Jede Transformations-Regel (``Template'') besteht also im wesentliche aus zwei Teilen: Das Attribut ``match'' legt fest, für welche Knoten diese Transformations-Regel gilt. Der Inhalt von ``xsl:template'' ist ein Muster für die Ausgabe: Dort stehende HTML-Tags und Text werden unverändert in die Ausgabe kopiert. Im Muster stehende XSL-Tags werden dagegen ausgewertet. Im Beispiel kommen nur zwei solche Tags vor: ``xsl:apply-templates'' und ``xsl:value-of''.
``xsl:apply-templates'' wird ersetzt durch das Ergebnis eines rekursiven Aufrufs der Transformation für den im ``select''-Attribut spezifizierten Knoten. Der Inhalt dieses Attributes ist ein XPath-Pfadausdruck. Natürlich können auf diese Art mehrere Knoten selektiert sein. Dann werden die Transformations-Ergebnisse entsprechend der Reihenfolge dieser Knoten im Eingabebaum hintereinander in den Ausgabebaum eingefügt. Das Attribut ``select'' kann weggelassen werden. In diesem Fall werden einfach alle Kind-Knoten transformiert (Element-Knoten, Text-Knoten, etc.).
``xsl:value-of'' wird ersetzt durch den Wert des Knotens, der im ``select''-Attribut ausgewählt ist. Werte von Knoten wurden im Datenmodell im Kapitel über XPath definiert. Sie sind im wesentlichen der Text-Inhalt. Das Attribut ``xsl:value-of'' kann nicht weggelassen werden (beim Internet Explorer schon), aber wie von XPath bekannt, kann man den Knoten selbst mit ``.'' ansprechen. So wurden oben die Elemente ``TITLE'' und ``PUBLISHER'' einfach durch ihren Text-Inhalt ersetzt.
Man kann sich nun wundern, warum das Attribut einmal ``match'' und einmal ``select'' heißt, obwohl beide im wesentlichen XPath-Ausdrücke enthalten (allerdings mit unterschiedlichen Einschränkungen). Der Grund ist, daß die Semantik des ``match''-Ausdruckes etwas anders ist: Eine Transformationsregel ist auf einen Knoten X anwendbar, wenn es einen Knoten Y gibt, der ein Vorgänger von X ist (oder gleich X), so daß der ``match''-Ausdruck mit Startknoten Y den Knoten X auswählt (plus eventuell weitere Knoten). Zum Beispiel passt das Muster ``BOOK/TITLE'' auf einen ``TITLE''-Knoten, dessen Vater ein ``BOOK-Knoten ist (und nicht etwa auf einen BOOK-Knoten, der einen TITLE-Knoten als Kind hat).

Man beachte, daß die HTML-Tags hier in XML verwendet werden. Sie müssen also wohlgeformtes XML sein. Zum Beispiel kann man in HTML einfach `` '' schreiben, aber hier muß man jedes geöffnete Tag auch wieder schließen, was am einfachsten mit `` '' geht. Entsprechend sind auch die ``</LI>''-Tags nötig, die man in reinem HTML eher selten sieht (sie werden in XHTML aber verlangt werden). Schließlich hat XML nur die fünf vordefinierten Entities lt, gt, amp, quot, apos. Will man also z.B. ``ä'' verwenden, um ein ``ä'' auszugeben, so muß man dieses Entity deklarieren. Dies geschieht zum Beispiel so:

<!DOCTYPE stylesheet_umlaute [

<!ENTITY Auml "Ä">

<!ENTITY auml "ä">

<!ENTITY Ouml "Ö">

<!ENTITY ouml "ö">

<!ENTITY Uuml "Ü">

<!ENTITY uuml "ü">

<!ENTITY szlig "ß">

<!ENTITY nbsp " ">

Die Zahlenwerte kann man aus der HTML-DTD oder dem Unicode-Standard entnehmen.

Aufgabe: Modifizieren Sie das Stylesheet so, daß zunächst der Titel ausgegeben wird, und dann in der nächsten Zeile nach dem Wort ``by'' der Name des (ersten) Autors, diesmal aber zuerst der Vorname und dann der Nachname. Der Verlag soll weggelassen werden. Beachten Sie, wie einfach es ist, Daten aus der Eingabe umzuordnen oder wegzulassen.

Zweites Beispiel

Das folgende Stylesheet druckt die gesamte Liste der Autoren aus, durch ``/'' getrennt. [http://www.informatik.uni-giessen.de/staff/brass/xml00/book2_ie.xsl]:

<?xml version="1.0" ?>

<xsl:stylesheet xmlns:xsl="http://www.w3.org/TR/WD-xsl" version="1.0">

<xsl:template match="/">

<HTML>

<HEAD><TITLE>Books About XML</TITLE></HEAD>

<BODY>

<UL>

<xsl:apply-templates select="/BOOKLIST/BOOK"/>

</UL>

</BODY>

</HTML>

</xsl:template>

<xsl:template match="BOOK">

<LI><xsl:apply-templates select="AUTHOR"/>:

<xsl:apply-templates select="TITLE"/>.

<xsl:apply-templates select="PUBLISHER"/></LI>

</xsl:template>

<xsl:template match="AUTHOR">

<xsl:value-of select="@LAST"/>,

<xsl:value-of select="@FIRST"/> /

</xsl:template>

<xsl:template match="AUTHOR[end()]">

<xsl:value-of select="@LAST"/>,

<xsl:value-of select="@FIRST"/>

</xsl:template>

<xsl:template match="TITLE">

<xsl:value-of select="."/>

</xsl:template>

<xsl:template match="PUBLISHER">

<xsl:value-of select="."/>

</xsl:template>

</xsl:stylesheet>

In der Regel für das Element ``BOOK'' wird die Transformation nun rekursiv für alle Autoren verlangt. Die Transformations-Ergebnisse werden dann entsprechend der Dokument-Reihenfolge der AUTHOR-Knoten in den Ergebnis-Baum eingebaut.
Es gibt nun zwei Transformations-Regeln, die sich auf Autoren beziehen: Das Muster in der ersten Regel passt auf beliebige AUTHOR-Knoten, das Muster in der zweiten Regel nur auf den letzten AUTHOR-Knoten des jeweiligen Vater-Knotens (siehe die Erklärung zu ``match'' oben).
Der XSLT-Standard erklärt in Abschnitt 5.5 [ttp://www.w3.org/TR/xslt#conflict] wie die anzuwendene Regel ausgewählt wird, wenn die Muster von mehreren Regeln passen. Die Priorität für einfache Namen ist 0 (dies gilt für die erste Autor-Regel), während die Priorität für komplexere Muster 0.5 ist (dies trifft auf die zweite Autor-Regel zu). Daher wird für den jeweils letzten Autor-Knoten die speziellere zweite Regel verwendet. Im Internet Explorer scheint es aber so, als würde immer die jeweils letzte passende Regel angewendet. Dort ist es also wichtig, die Regeln in dieser Reihenfolge aufzuschreiben.

Drittes Beispiel

Nehmen wir an, wir haben ein wirkliches ``mixed content model'', also zum Beispiel einen Text, der auch URLs und betonte Text-Teile enthalten kann:

<?xml version="1.0" ?>

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="email_ie.xsl" ?>

<EMAIL>

<FROM>sbrass@sis.pitt.edu</FROM>

<TO>stefan.brass@informatik.uni-giessen.de</TO>

<CONTENTS>Die <EMPH>XSLT-Spezifikation</EMPH>

steht unter <URL>http://www.w3.org/TR/xslt</URL>.

</CONTENTS>

</EMAIL>

Die Transformationsregeln für den Inhalt sind nun (der Rest des Stylesheets sei als Übungsaufgabe gestellt):

<xsl:template match="CONTENTS">

<xsl:apply-templates/>

</xsl:template>

<xsl:template match="EMPH"><xsl:apply-templates/></xsl:template>

<xsl:template match="URL"><A

><xsl:attribute name="HREF"/><xsl:value-of select="."/><xsl-attribute

><xsl:apply-templates/></A></xsl:template>

<xsl:template match="text()"><xsl:value-of select="."/></xsl:template>

Stefan Brass (sbrass@sis.pitt.edu), 24. August 2000

Original URL: http://www.informatik.uni-giessen.de/staff/brass/xml00/c7_xslt.xml