XQuery. Pierre-Alain Reynier
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- Eléonore Dupont
- il y a 8 ans
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1 XQuery Pierre-Alain Reynier 1
2 Nous avons déjà vu : XML : présentation, exemple de XHTML Descriptions : DTDs, XML Schémas Navigation : XPATH Transformations : XSLT Implémentations Java : SAX, DOM 2
3 Aujourd hui : XQuery 1- Présentation générale 2- Apprentissage par l exemple 3- Implémentations / Liens avec SQL 4- Extension : XQuery Update 5- Une implémentation : exist 3
4 XQuery : Présentation générale 4
5 XQuery Langage d interrogation de données développé par le W3C. Réunion de plusieurs langages (XML-QL, YATL, Lorel, Quilt) Recommandation W3C du 23/01/2007 : XQuery n utilise pas la syntaxe XML, il existe une version XML intitulée XQueryX Certains moteurs de bases de données comme MonetDB ou exist supportent les requêtes XQuery 5
6 Pourquoi XQuery? XQuery s impose comme le langage de requêtes pour les bases de données XML natives pour les documents XML textuels (XQuery Text) pour l intégration de données (BD virtuelles) Interrogation de bases relationnelles en XQuery pour l intégration et la publication de données compétition avec les extensions de SQL 6
7 XQuery : généralités XSLT vs XQuery : XSLT est adapté à la transformation de docs XML XQuery est adapté à la recherche efficace de données dans de grandes collections de docs XML dans certains cas, les deux peuvent être utilisés XQuery est un langage typé Langage déclaratif analogue à SQL SQL manipule des tables (ensemble de n-uplets) XQuery manipule des séquence d arbres (= forêts) 7
8 XQuery : généralités (suite) Langage puissant mais complexe complexité des structures manipulées (arbres XML) semi-structuration des données (problèmes de typage) Langage fonctionnel requête = expression évaluée dans un certain contexte valeur de la requête = séquence d items item = valeur atomique ou noeud de l arbre document 8
9 XQuery : principes de base Requête XQuery = prologue composé d une suite de déclarations (namespaces, variables, fonctions...) corps composé d une expression dont la valeur est le résultat de la requête declare function local:books-by-author ($root, $last, $first) { [...] return $b/title }; <results> { let $a := doc("biblio.xml")//author for $last in distinct-values($a/last), [...] } </results> 9
10 XQuery : principes de base XQuery = extension de XPATH 2.0 Les expressions XPATH sont interprétées en XQuery Forme de requête la plus générale = Boucles FLOWR expressions for $<var> in <forest> [, $<var> in <forest>]+ //itération let $<var> := <subtree> order by $<var> descending where <condition> return <result> // assignation // tri // élagage // construction 10
![Boucles FLOWR expressions for $<var> in <forest> [, $<var> in <forest>]+ //itération let](/docs-images/43/5018831/images/page_10.jpg "$<var> := <subtree> order by $<var> descending where <condition> return <result> //")
11 XQuery vs XSLT <html> <head> <title> Liste de documents</title> </head> <body> <ol> { for $file in doc("database.xml")//file return <li><a href="{concat(" {string($file/@name)}</a> </li> } </ol> </body> </html> <?xml version="1.0"?> <xsl:stylesheet version="1.0" xmlns:xsl=" <xsl:template match="/"> <html> <head> <title>liste de documents</title> </head> <body> <ol>! <xsl:apply-templates select="//file"/> </ol> </body> </html> </xsl:template> <xsl:template match="file"> <li> <a href="concat(' <xsl:value-of select="./@name"/> </a> </li> </xsl:template> </xsl:stylesheet> 11
12 XQuery : par l exemple 12
13 XQuery : par l exemple Exemples considérés extraits de : XML Query Use Cases, Use Case XMP Les numéros des requêtes renvoient à cette numérotation Parsing en ligne de requêtes XQuery : 13
14 Document bib.xml <bib> <book year="1994"> <title>tcp/ip Illustrated</title> <author><last> </last><first>w.</first></author> <publisher>addison-wesley</publisher> <price> 65.95</price> </book> <book year="1992"> <title>advanced Programming in the Unix </title> <author><last> </last><first>w.</first></author> <publisher>addison-wesley</publisher> <price>65.95</price> </book>... 14
15 Document bib.xml (suite) <book year="2000"> <title>data on the Web</title> <author><last> </last><first>s.</first></author> <author><last> </last><first>p.</first></author> <author><last> </last><first>d.</first></author> <publisher>morgan Kaufmann Publishers</publisher> <price>39.95</price> </book> <book year="1999"> <title>the Economics of Technology and...</title> <editor><last>gerbarg</last><first>darcy</first> <affiliation>citi</affiliation></editor> <publisher>kluwer Academic Publishers</publisher> <price>129.95</price> </book> </bib> 15
16 Premiers exemples XPath Titres des livres du document : <title>tcp/ip Illustrated</title> <title>xml Bible</title> <title>advanced Programming in the Unix environment</ title> <title>data on the Web</title> <title>the Economics of Technology and Content for Digital TV</title> Requête XQuery (= XPath!!) : doc("biblio.xml")//book/title 16
17 Premiers exemples XPath Titres des livres du document publiés après 1994 : <title>data on the Web</title> <title>the Economics of Technology and Content for Digital TV</title> Requête XQuery (= XPath!!) : doc("biblio.xml")//book[@year>1994]/title 17
18 Premiers exemples XPath Titres des livres du document publiés après 1994, dont le prix est inférieur à 100 dollars : <title>data on the Web</title> Requête XQuery (= XPath!!) : doc("biblio.xml")//book[@year>1994][price<100]/title 18
19 Premiers exemples XPath Titres des livres du document publiés après 1994, résultats regroupés dans une balise bib : <bib> <title>data on the Web</title> <title>the Economics of Technology and Content for Digital TV </title> </bib> Requête XQuery : (Observez la différence!!) <bib> {doc("biblio.xml")//book[@year>1994]/title} </bib> 19
20 Q1. Enoncé et réponse attendue Titre et année des livres publiés par Addison-Wisley après 1991 (document reformatté, résultats regroupés dans une balise bib): <bib> <book year="1994"> <title>tcp/ip Illustrated</title> </book> <book year="1992"> <title>advanced Programming in </title> </book> </bib> 20
21 Q1. Requête : synthèse <bib> { for $b in document("bib.xml")//book where $b/publisher = "Addison-Wesley" and $b/@year > 1991 return <book year="{$b/@year}"> {$b/title} </book> } </bib> 21
22 Remarque sur les accolades Les accolades permettent de distinguer - les éléments statiques (balises à écrire dans le document produit) - les éléments à évaluer (expressions XPath, boucles..) <bib> { for $b in document("bib.xml")//book where $b/publisher = "Addison-Wesley" and $b/@year > 1991 return <book year="{$b/@year}"> {$b/title} </book> } </bib> 22
23 Remarque sur les accolades L enchaînement de plusieurs éléments à évaluer peut se faire : - en entourant chaque élément d accolades, ou - en séparant les éléments par des virgules for $b in document("bib.xml")//book return <res> {$b/t} {$b/p} {$b/c} </res> for $b in document("bib.xml")//book return <res> { $b/t, $b/p, $b/c } </res> 23
24 Q2. Enoncé et réponse attendue Créer une liste de paires titre-auteur avec chaque paire incluse dans un élément result : <results> <result> <title>data on the Web</title> <author><last></last><first>s.</first></author> </result> <result> <title>data on the Web</title> <author><last>...</last><first>d.</first></author> </result>... </results> 24
25 Q2. Requête : jointure <results> { for $b in document("bib.xml")//book, $t in $b/title, $a in $b/author return <result> {$t} {$a} </result> } </results> 25
26 Q4. Enoncé et réponse attendue Pour chaque auteur, lister le nom de cet auteur et les titres des livres qu il a écrits, regroupés dans un élément result : <results> <result> <author><last></last><first>s.</first></author> <title>data on the Web</title> </result> <result> <author><last></last><first>w.</first></author> <title>tcp/ip Illustrated</title> <title>advanced Programming in the Unix </title> </result>... </results> 26
27 Q4. Requête : imbrication <results> { let $a := document("bib.xml")//author for $last in distinct-values($a/last), $first in distinct-values($a[last=$last]/first) order by $last, $first return <result> <author> <last>{$last}</last> <first>{$first}</first> </author> { for $b in document("bib.xml")/bib/book where some $ba in $b/author satisfies ($ba/last = $last and $ba/first=$first) return $b/title } </result> } </results> 27
28 Q4. Requête : avec déf. de fonction declare function books-by-author ($last, $first) as element()* { for $b in document("bib.xml")/bib/book where some $ba in $b/author satisfies ($ba/last = $last and $ba/first=$first) return $b/title }; <results> { let $a := document("bib.xml")//author for $last in distinct-values($a/last), $first in distinct-values($a[last=$last]/first) order by $last, $first return <result> <author> <last>{$last}</last> <first>{$first}</first> </author> books-by-author($last, $first) </result> } </results> 28
29 Q6. Enoncé Pour chaque livre qui a au moins un auteur, lister le titre et les deux premiers auteurs et un élément vide et-al si le livre a plus de deux auteurs 29
30 Q6. Requête : count <bib> { for $b in document("bib.xml")//book where count($b/author) > 0 return <book> {$b/title} { for $a in $b/author[position() <= 2] return $a } { if (count($b/author) > 2 then <et-al/> else () } </book> } </bib> 30
31 Opérations sur les listes XQuery propose des opérateurs pour manipuler les listes: concaténation opérations ensemblistes (union, intersection, différence) fonctions : remove, index-of, count, avg, min, max... Exple: donner pour chaque éditeur le prix moyen de ses livres for $p in distinct-values(document("bib.xml")//publisher) let $a := avg(document("bib.xml")//book[publisher=$p]/price) return <publisher> <name>{ $p/text() }</name> <avgprice>{ $a }</avgprice> </publisher> Rq: comparaison de listes : L1 = L2 <=> disjonction sur les comp. elt à elt 31
32 Quantifications XQuery permet d exprimer facilement les quantifications existentielles et universelles : some, every, satisfies Exemple : Retrouver les documents mentionnant les activités windsurfing et sailing for $b in document("bib.xml")//book where some $p in $b/paragraph satisfies (contains($p, sailing ) and contains($p, windsurfing )) return $b/title 32
33 Modèle d un traitement XML 33
34 Aller plus loin : la W3C Les documents de la W3C dispos à sont longs mais exploitables : l introduction clarifie le rôle du document et permet d aller directement aux (sous-) sections intéressantes Spécifications XML (DTDs, Namespaces, XML Schémas) Spécifications XQuery syntaxe de XQuery 1.0 fonctions XPath et opérateurs (op:equal, fn:text, fn:distinct-values...) Modèle de donnée XQuery 34
35 Implémentations / Liens avec SQL 35
36 Implémentations de XQuery Parmi celles qui sont libres et/ou open-source : Galax : complet mais pas très efficace MonetDB : parmi les plus rapides exist : interface très agréable QizX : assez bien Saxon : bien, efficace, fait également XSLT BerkeleyDB XML : appartient à présent à Oracle 36
37 Liens avec SQL Les versions récentes (2003) de SQL incluent : un type atomique natif XML (interrogeable à la XQuery) un ensemble de fonctions de publications XML permettant de créer des éléments XML à partir d une BD relationnelle règles de mapping : export de tables relationnelles en XML Avantages : Désavantage : manipulation unifiée efficacité des requêtes relationnelles bien exploitée complexité transformation aisée 37
38 Liens avec SQL Fonctions de publication XML : select xmlelement(name Customer, xmlattribute(c.city as city), xmlforest(c.custid, c.name as CustName)) from customer c Requêtes mixtes : select customer, XMLExtract(order, /order/@date ) from orders where XMLExists(order, /order[//desc/text()= Shoes ] ) =1 La syntaxe exacte dépend parfois du fournisseur. 38
39 XQuery Update 39
40 XQuery Update XQuery est un langage read-only : peut retourner une instance, mais pas modifier la BD. Parallèle avec SQL : select... from... where... sans insert into table... update table... En pratique, besoin de modifier les données XML. XQuery Update Facility : Candidate Recomm. du 9 juin 2009 (devrait bientôt être une Recomm.) 40
41 XQuery Update Pouvoir expressif : Insert Delete Update Copy avec nouvelle identité Extension de XQuery : simplifie la compréhension du langage difficulté d ajouter des effets de bord Sémantique bien définie, concision, implém. efficace 41
42 XQuery Update Les requêtes sont classifiées en deux types : avec mise à jour sans mise à jour 5 nouveaux types d expressions : insert, delete, replace, rename : avec màj transform : sans màj Gestion d une liste des mises à jour à effectuer 42
43 Exemples - insertions insert node <year>2005</year> after document( bib.xml )/books/book[1]/published insert node $article/author as last into document( bib.xml )/books/book[3] insert nodes {$new-police-report} as last into document( insurance.xml )//policies/ policy[id=$pid]/driver[licence=$licence]/ accident[date=$dateacc]/police-reports Pour chaque élément dans $new-police-report, ajouter à la liste des updates un ajout de dernier fils à l élément police-reports correspondant. 43
44 Exemples - substitutions replace document( bib.xml )/books/book[1]/publisher with document( bib.xml )/books/book[2]/publisher Augmentation du prix d un livre : replace value of document( bib.xml )/books/book[1]/price with document( bib.xml )/books/book[1]/price*1.1 Mise à jour d un inventaire : for $p in /inventory/part let $deltap := $changes/part[partno = $p/partno] return replace value of $p/quantity with $p/quantity + $deltap/quantity 44
45 XQuery / SQL Fonction Relationnel XML Query SQL select XQuery Update SQL update XQuery Update Full-text SQL MMS XQuery Full-Text Scripting PL/SQL XQuery Scripting XQuery update n est pas un langage de programmation. Il manque : contrôle de la portée des actions contrôle de l atomicité combiner résultat et effets de bord traitement des erreurs 45
46 Un langage de scripts Il existe un tel langage pour XQuery : XQuery-P définit un mode d exécution séquentiel définit des blocs d instructions avec de nouvelles variables on peut assigner ces variables Ceci impose de définir un ordre sur l évaluation d une expression XQuery : grosse différence avec le langage traditionnel de requête (lequel de select, from et which doit être évalué d abord?) 46
47 Implémentations XQuery Update est implémenté dans : exist MonetDB 47
48 exist 48
49 Une BD en XML : exist Nous utiliserons en TP l outil exist pour maintenir au travers d une interface web une BD en XML. Cet outil nous permet de : 1. intégrer des documents XML 2. interroger la base données (XQuery) 3. modifier la base de données (XQuery Update) 4. appliquer des feuilles de style aux documents produits (XSLT). 49
50 Principes généraux Le serveur exist permet une interprétation en ligne des requêtes XQuery. On crée des requêtes qui produisent du html, de sorte que le résultat soit lisible par un browser. Les fichiers XQuery doivent être stockés sur le serveur. On peut passer des arguments à l aide de la méthode GET de html. 50
51 Exemple 1 : initialisation... let $collection := "xmldb:exist:///db", $dummy := xmldb:store($collection, "films.xml", xs:anyuri(" return <html>... <p> { if (not ( doc( "/db/films.xml" ))) then <p> Erreur : la base de donnees est vide. </p> else <p> La base de donnees a ete (re)initialisee. </p> } </p>... </html> 51
52 Exemple 2 : affichage XQuery... declare function local:print_film($film){ <div> <p> Titre : {$film/titre/text()}<br/> Genre : {$film/genre/text()} </p> </div> }; <html>... <ul> { for $film in doc("/db/films.xml")//film return <li> {local:print_film($film)} </li> } </ul>... </html> 52
53 Exemple 3 : affichage XSLT... declare namespace transform=" if (not ( doc( "/db/films.xml" ))) then <html>... Erreur : la base de donnees est vide.... </html> else transform:transform(doc( "/db/films.xml" )/FILMS, xs:anyuri("affiche.xsl"),<parameter/>) 53
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