Structuration des données : XML & JSON
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- Xavier Pépin
- il y a 7 ans
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1 Structuration des données : XML & JSON
2 Structuration des données : quels besoins? Besoin d'échanger des données entre acteurs: Données bancaires Données de remboursement de santé Description d'une recherche d'itinéraire dans Google Maps La réponse associée: description d'un itinéraire... Nécessité d'un format de structuration universel: Permettant de représenter toutes sortes de données structurées (non limitant à un certain type de données) Lisible sur tous les systèmes Le plus simple possible Structuration des données 2
3 Les deux formats d'échange du web XML(1998) Généralisation de HTML pour représenter toutes sortes de données et pas seulement des pages web «SGML simplifié» Texte balisé Origine: W3C avec un soutien industriel fort (Microsoft) JSON(2006) Sous-ensemble de JavaScript (littéraux) Origine : développement propriétaire standardisé ensuite Structuration des données 3
4 XML extensible Markup Language
5 Différences HTML / XML HTML : description d'un document(sur le modèle d'un article imprimé) structure : titres (h1... h6), paragraphes, listes présentation : italiques, gras (au départ; en désuétude) insertion d'images, vidéos XML : structuration logique de données pas de représentation envisagée a priori XML 4
6 Exemple HTML / XML <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>donald Knuth</title> </head> <body> <h1>donald Knuth</h1> <table> <tr><td>date de naissance</td> <td>10 janvier 1938</td> </tr> <tr><td>adresse</td> <td>stanford University<br> CA 94305<br> États-Unis </td></tr> <tr><td>profession</td> <td>informaticien</td></tr> </table> </body> </html> HTML Donald Knuth Date de naissance : 10 janvier 1938 Adresse : Stanford University CA États-Unis Profession : informaticien <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> XML <personne> <prenom>donald</prenom> <nom>knuth</nom> <date_naissance> </date_naissance> <adresse> <société>stanforduniversity</société> <code_postaltype="zip">ca 94305</code_postal> <pays code = "ISO-3166">US</pays> </adresse> <profession>informaticien</profession> </personne> En XML on crée ses propres balises XML 5
7 Récapitulatif historique SGML Standard Generalized Markup Language ANSI + ISO 8879 application XML 1.0 extensible Markup Language W3C application XML 1.0 (éd. 5) W3C HTML Hypertext Markup Language CERN puis W3C XHTML 1.0 HTML revu à la sauce XML W3C XML 6
8 XML: outils et applications Outils pour XML CSS: définit la présentation pour le rendu du type page web XSLT: transformation de documents XML XPath: désignation de nœuds dans des documents XML XLink: liens entre documents XML DTD, XML Schema, Relax NG: langages de schémas Quelques exemples d'applications XHTML: écriture de pages web SVG: dessin vectoriel XSL-FO: formatage de documents papier GPX: données et traces GPS SOAP: services web langages basés sur XML XML 7
9 Préalable: dualité texte balisé / arbre <a> <b> racine a <c>...</c> élément </b> <d> balise nœud b d </d> </a> c balisage arbre XML 8
10 Dualité: exemple nœuds de type élément personne prenom nom date_naissance adresse profession <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <personne> <prenom>donald</prenom> <nom>knuth</nom> <date_naissance> </date_naissance> <adresse> <société>stanforduniversity</société> <code_postal>ca 94305</code_postal> <pays code = "ISO-3166">US</pays> </adresse> <profession>informaticien</profession> </personne> société code_postal nœud de type attribut code nœuds de type texte ISO-3166 pays US XML 9
11 Syntaxe de base (1/2) Arbre d éléments: Balise de fin obligatoire, pas de chevauchement de balises, un seul élément racine Une seule racine Une seule balise englobe l'ensemble du document <unelement> <UnSousElement> </UnSousElement> </unelement> Élément vide, i.e. qui ne contient pas de sous-élément <unelementvide /> XML 10
12 Syntaxe de base (2/2) Contenu <unelement> une donnée textuelle </unelement> Attributs et valeurs <unelement unattribut= "unevaleur"> </unelement> Sensibilité à la casse <unelement> </UNELEMENT> incorrect! Commentaire <!-- Note : partie modifiée le 1er avril --> XML 11
13 Nommage des éléments et attributs Règles de nommage des identifiants: un caractère ou plus caractères autorisés: chiffres lettres (tous alphabets) _(souligné, underscore) -(trait d'union, hyphen).(point, dot) sauf 1 er caractère: seulement lettres ou _(souligné) jamais d'espaces, jamais d'autres caractères de ponctuation! XML 12
14 Caractères utilisables dans le contenu Presque tous les caractères autorisés Sauf certains caractères spéciaux pour XML, par exemple: pas de " dans un attribut délimité par "" pas de ' dans un attribut délimité par '' < et & absolument interdits... XML 13
15 Comment utiliser les caractères réservés? Entités caractères: ' ' > > < < " " & & ሴ Référence à un numéro de caractère Unicode Sections CDATA: données caractères non analysées <![CDATA[ Ceci est du texte qui peut même contenir < et &!!! ]]> XML 14
16 Prologue XML = déclaration XML <?xml version="1.0"?> <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <?xml version="1.0" encoding="iso "?> Rôles du prologue: identifier à coup sûr un fichier XML indiquer la version: 1.0 ou 1.1 (différences négligeables) préciser le codage de caractères utilisé: par défaut jeu de caractères international Unicode, avec le codage UTF-8 XML 15
17 Document XML bien formé Un document XML doitrespecter la grammaire de base XML Il est alors dit bien formé, sinon il est inexploitable <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <kml> <Placemark> <name>new York City</name> <description>new York City</description> <Point> <coordinates> , ,0</coordinates> </Point> </Placemark> </kml> prologue XML = déclaration XML (Description d'un point géographique en KML Google Earth) XML 16
18 Retour sur HTML: syntaxe XHTML Règles XML habituelles <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <!DOCTYPE html> <html xmlns=" <head> <meta name="description" content="ma page" />... </head> <body>... </body> </html> HTML 17
19 Retour sur HTML: syntaxe HTML Règles XML simplifiées pas de prologue XML slash de fermeture non nécessaire pour balises vides <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8">... </head> / pas obligatoire <body>... </body> </html> HTML 18
20 Document XML valide Un document peutêtre validepar rapport à un schéma qui définit un vocabulaire et une structure Le schéma définit une classe de documents, par exemple : page web feuille de calcul image... bien formés valides par rapport à... un schéma A un schéma B documents syntaxiquement malformés XML 19
21 Langages de schémas pour XML Divers langages, divers niveaux d'expressivité: DTD (Document Type Definition) principalement, définition d'un vocabulaire: noms des balises et attributs XML Schema vérification plus poussée de la structure notion de type de données Relax NG... XML 20
22 DTD: liaison entre document et DTD Document bien formé : <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <personne>gaston Lagaffe<br/></personne> déclaration XML Document validefaisant appel à une DTD : <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <!DOCTYPE personne SYSTEM <personne> " <prénom>gaston</prénom> <nom>lagaffe</nom> </personne> La DTD est un fichier.dtd à part déclaration XML DOCTYPE: référence à une DTD XML 21
23 Syntaxe et contenu d'une DTD Syntaxe: syntaxe particulière, mais ressemblant au reste de XML quelques balises prédéfinies, de la forme <!BALISE paramètres> pas de déclaration XML dans un fichier.dtd! Contenu principal: Déclaration de chaque élément et de son contenu <!ELEMENT...> Déclaration des attributs possibles d'un élément <!ATTLIST...> XML 22
24 Déclaration d'un élément Contenu vide <!ELEMENT nomélément EMPTY> Contenu quelconque <!ELEMENT nomélément ANY> Contenu textuel (parsed character data) <!ELEMENT nomélément (#PCDATA)> Contenu composé de sous-éléments <!ELEMENT nomélément ((fils1,fils2)* fils3?,fils4+)> Expression rationnelle qui définit l'organisation des sous-éléments Contenu mixte (cas particulier des précédents) <!ELEMENT nomélément (#PCDATA fils1*)> XML 23
25 Expressions rationnelles Syntaxe utilisée pour décrire le contenu d'un élément Séquence, Alternative 0 à N occurrences * 1 à N occurrences + 0 ou 1 occurrence? Exemples: <!ELEMENT société (#PCDATA)> <!ELEMENT boîte_postale (#PCDATA)>... <!ELEMENT adresse (société, boîte_postale?, ville, (code_postal code_cedex), pays)> XML 24
26 Déclaration des attributs d'un élément Liste d attributs <!ATTLIST nomélément attribut1 type défaut attribut2 type défaut > Défaut #IMPLIED optionnel #REQUIRED obligatoire #FIXED 'valeur' valeur imposée 'valeur' valeur par défaut XML 25
27 Types d'attributs CDATA: type chaîne de caractères <!ATTLIST dossier chemin CDATA #IMPLIED> Valeurs énumérées <!ATTLIST Date mois (Janvier Février Décembre) #REQUIRED> ID: identifiant XML unique dans le document <!ATTLIST dossier reference ID #REQUIRED> IDREF, IDREFS: référence à attribut(s) de type ID <!ATTLIST fichier dossier IDREF #REQUIRED> NMTOKEN, NMTOKENS: identifiant(s) XML XML 26
28 Bilan sur DTD DTD permet d'exprimer des contraintes assez basiques Liste des éléments et de leurs attributs Règles de structuration des éléments Manques Impossible de typer réellement les attributs Il ne peut y avoir deux éléments de même nom dans deux contextes différents Pas d'héritage possible entre éléments: notation lourde Pas de prise en compte des espaces de noms (vus plus tard) Autres langages de schéma plus complets, par ex. XML Schema XML 27
29 Compléments XML (1/3) Instruction de traitement Syntaxe générale : <?nomapplication contenu?> <?xml-stylesheet href="personne.css" type="text/css"?> <?php mysql_connect("database", "admin", "passwd");... mysql_close();?> <?robots index="yes" follow="no"?> XML 28
30 Compléments XML (2/3) En réalité, il existe 4 formes différentes de DOCTYPE Référence à un fichier DTD privé: <!DOCTYPE personne SYSTEM " Référence à une DTD publique: <!DOCTYPE math PUBLIC "-//W3C//DTD MathML 2.0//EN" " DTD interne au document: <!DOCTYPE personne [ ]> <!ELEMENT personne (prénom, nom)> Pas de référence à une DTD: <!DOCTYPE html> XML 29
31 Compléments XML (3/3) Document standalone <?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="yes"?> <personne> Gaston Lagaffe <br/> </personne> Le document se suffit à lui-même, pas besoin de lire un fichier DTD externe car: le document n'a pas de DTD ou seulement une DTD interne ou une DTD externe qui ne modifie pas le document (pas d'entité, etc.) XML 30
32 Manipulation de documents XML Deux API permettent de lire et écrire des documents XML depuis un programme : DOM (Document Object Model), cf. cours 2 Vision arborescente Parcours de l'arbre XML Nativement accessible depuis JavaScript dans les navigateurs SAX (Simple API for XML) Modèle événementiel Vision «document = suite de balises» <xyz> <azerty> blabla </azerty> </xyz> Ces API sont disponibles dans tous les langages Structuration des données 5
33 JSON : JavaScript Object Notation Christophe Jacquet Christophe.Jacquet@supelec.fr 6
34 Exemple JSON { } "firstname": "John", "lastname" : "Smith", "age" : 25, "address" : { "streetaddress": "21 2nd Street", "city" : "New York", "state" : "NY", "postalcode" : "10021" }, "phonenumber": [ { "type" : "home", "number": " " }, { "type" : "fax", "number": " " } ] Sous-ensemble de JavaScript Indépendant du langage Bibliothèques JSON existent dans tout langage Structuration des données 7
35 Rappels JavaScript Tableau: t = [4, "cinq", 6, 7]; u = [8, "neuf", [10.33, 11, "raton-laveur"]]; Objet = Tableau associatif = «Hash»: h = { "profs": ["Hardebolle", "Jacquet"], 42: "Supélec", "info": "D.2", "coordonnées": { latitude: 48, longitude: 2 } }; t[0] u[2][1] h[42] h["info"] h.info h.coordonnées h.coordonnées.latitude h.coordonnées["latitude"] h["coordonnées"]["latitude"] h.42 Structuration des données 8
36 Format d'une donnée JSON Littéral JavaScript composé des types suivants : nombres chaînes (entre"", peuvent contenir des sauts de ligne) booléens : true, false tableaux objets (les clés sont des chaînes entre "") la valeur null Une donnée JSON est généralement stockée dans un fichier ou transmise par le réseau, codée en UTF-8 Structuration des données 9
37 Lecture de données JSON en JavaScript Idée initiale : JavaScript dispose d'une fonction eval() qui exécute du code JavaScript contenu dans une chaîne Utiliser eval() pour analyser du JSON : donnee = '{"nom": "Knuth", "prenoms": ["Donald", "Ervin"]}'; eval("a = " + donnee); Problème: énormefaille de sécurité! Et sile soi-disant JSON contientdu code malicieux? Ne jamais utiliser eval(), utiliser la bibliothèque JSON Structuration des données 10
38 Bibliothèque JSON JSON.parse: chaîne JSON valeur JavaScript donnee = '{"nom": "Knuth", "prenoms": ["Donald", "Ervin"]}'; d = JSON.parse(donnee); Object {nom: "Knuth", prenoms: Array[2]} JSON.stringify: valeur JavaScript chaîne JSON liste = [3.14, {nom: "Pi"}]; j = JSON.stringify(liste); "[3.14,{"nom":"Pi"}]" Structuration des données 11
39 Conclusion : JSON face à XML Avantages de JSON compact encore plus facile à lire que XML Inconvénients de JSON outils XML (XSLT, XQuery, schémas) inaccessibles sécurité: fichiers à parser, surtout pas à évaluer directement! eval() is evil Popularité : JSON gagne du terrain (API web notamment) Structuration des données 12
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