Python - XML 處理

你好，有抱負的程式設計師！今天，我們將深入探討使用 Python 處理 XML 的迷人世界。作為你友善的鄰居電腦科學老師，我很高興能引導你走過這段旅程。所以，拿起你最喜歡的飲料，我們開始吧！

Python - XML Processing

什麼是 XML？

在我們跳進編碼部分之前，讓我們先了解 XML 究竟是什麼。XML 是 eXtensible Markup Language（可擴展標記語言）的縮寫。它就像是 HTML 的表親，但目的不同。當 HTML 用於顯示數據時，XML 則用於存儲和傳輸數據。

想象 XML 是一種以樹狀結構組織資訊的方式。它使用標籤（如 <tag>）來定義元素，類似於你如何在電腦上的資料夾中組織檔案。

這裡有一個 XML 的簡單例子：

<bookstore>
<book>
<title>哈利波特</title>
<author>J.K. 羅琳</author>
<year>1997</year>
</book>
</bookstore>

在這個例子中，我們有一個書店，其中包含有關一本書的資訊。該書有書名、作者和出版年份。很容易，對吧？

XML 解析器架構和 API

現在我們知道了 XML 是什麼，讓我們來談談如何使用 Python 處理它。Python 提供了多種解析（讀取和解释）XML 數據的方法。三種主要方法為：

SAX（Simple API for XML）
DOM（Document Object Model）
ElementTree

這些每個都有自己的優勢和使用情況。讓我們一一來探索它們！

使用 SAX API 解析 XML

SAX，或稱 Simple API for XML，是一個事件驅動的解析器。它逐個序列讀取 XML 檔案，並在遇到元素、屬性或文字時觸發事件。

這是使用 SAX 的 Python 範例：

import xml.sax

class BookHandler(xml.sax.ContentHandler):
def startElement(self, name, attrs):
self.current = name
def characters(self, content):
if self.current == "title":
print(f"書名: {content}")

handler = BookHandler()
parser = xml.sax.make_parser()
parser.setContentHandler(handler)
parser.parse("books.xml")

在這個例子中，我們創建了一個 BookHandler 類別，定義了解析器遇到 XML 的不同部分時要做的事情。當它找到 "title" 元素時，它會列印出書名。

使用 DOM API 解析 XML

DOM，或稱 Document Object Model，將整個 XML 文檔載入記憶體，並以樹狀結構表示。這允許你輕鬆地導航和修改文檔。

這是你在 Python 中使用 DOM 的方式：

import xml.dom.minidom

doc = xml.dom.minidom.parse("books.xml")
titles = doc.getElementsByTagName("title")
for title in titles:
print(f"書名: {title.firstChild.data}")

這段代碼解析 XML 檔案，尋找所有的 "title" 元素，並列印出它們的內容。

ElementTree XML API

ElementTree 是一種更輕量級且更具 Python 風格的 XML 處理方式。由於其簡單性和效率，它常常是許多 Python 開發者的首選。

這是使用 ElementTree 的例子：

import xml.etree.ElementTree as ET

tree = ET.parse("books.xml")
root = tree.getroot()

for book in root.findall("book"):
title = book.find("title").text
print(f"書名: {title}")

這段代碼與我們之前的例子做相同的事，但方式更加直接。

創建一個 XML 檔案

現在，讓我們嘗試使用 ElementTree 從頭開始創建一個 XML 檔案：

import xml.etree.ElementTree as ET

root = ET.Element("bookstore")
book = ET.SubElement(root, "book")
ET.SubElement(book, "title").text = "銀河便車指南"
ET.SubElement(book, "author").text = "道格拉斯·亞當斯"
ET.SubElement(book, "year").text = "1979"

tree = ET.ElementTree(root)
tree.write("new_books.xml")

這個腳本創建了一個新的 XML 檔案，其中包含一個書籍條目。這就像是一個作者，但不是寫一本書，而是寫 XML！

解析一個 XML 檔案

我們已經看到了解析 XML 檔案的例子，但讓我們看一下使用 ElementTree 的更全面的例子：

import xml.etree.ElementTree as ET

tree = ET.parse("books.xml")
root = tree.getroot()

for book in root.findall("book"):
title = book.find("title").text
author = book.find("author").text
year = book.find("year").text
print(f"'{title}' 作者 {author}，出版於 {year}")

這個腳本讀取我們的 XML 檔案，並列印出有關每本書的格式化資訊。

修改一個 XML 檔案

最後，讓我們修改一個現有的 XML 檔案：

import xml.etree.ElementTree as ET

tree = ET.parse("books.xml")
root = tree.getroot()

for book in root.findall("book"):
year = int(book.find("year").text)
if year < 2000:
book.find("year").text = str(year + 100)

tree.write("modified_books.xml")

這個腳本將 2000 年以前出版的書的出版日期增加了 100 年。這就像是我們把这些書送到未來一樣！

以下是總結我們使用的主要方法的表格：

方法	描述
`ET.parse()`	解析一個 XML 檔案
`ET.Element()`	創建一個新的元素
`ET.SubElement()`	創建一個新的子元素
`element.findall()`	查找所有匹配的子元素
`element.find()`	查找第一個匹配的子元素
`element.text`	獲取或設置元素的文字
`tree.write()`	將 XML 樹寫入一個檔案

就是這樣！我們已經涵蓋了 Python 中 XML 處理的基本知識。記住，熟練才能完美，所以不要害怕實驗這些例子。XML 一開始可能會有些令人生畏，但一旦你掌握了它，你會發現它是一個處理結構化數據的強大工具。

編程愉快，未來的 XML 大師！ ??

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