Procedura: utilizzare annotazioni per trasformare strutture ad albero LINQ to XML in uno stile XSLT

Articolo
04/19/2011

Le annotazioni possono essere utilizzate per facilitare le trasformazioni di una struttura ad albero XML.

Alcuni documenti XML sono "basati su documenti con contenuto misto". Con tali documenti, la forma dei nodi figlio di un elemento non è necessariamente nota. Ad esempio, un nodo che contiene testo può essere analogo al seguente:

<text>A phrase with <b>bold</b> and <i>italic</i> text.</text>

Per ogni nodo di testo potrebbe essere disponibile un numero qualsiasi di elementi <b> e <i> figlio. Questo approccio è applicabile a diverse altre situazioni, ovvero pagine che possono contenere un'ampia varietà di elementi figlio, ad esempio paragrafi normali, paragrafi sotto forma di elenchi puntati e bitmap. Le celle di una tabella possono contenere testo, elenchi a discesa o bitmap. Una delle caratteristiche principali dell'XML basato su documento è che non è noto quale sarà l'elemento figlio di un determinato elemento.

Se si desidera trasformare gli elementi di una struttura ad albero e non si dispone necessariamente di molte informazioni sugli elementi figlio di tali elementi, questo approccio basato sull'utilizzo di annotazioni si rivela efficace.

Il riepilogo dell'approccio è il seguente:

Annotare gli elementi della struttura ad albero con un elemento sostitutivo.
Scorrere l'intera struttura ad albero, creando una nuova struttura ad albero in cui ogni elemento viene sostituito con la relativa annotazione. In questo esempio vengono implementate l'iterazione e la creazione della nuova struttura ad albero in una funzione denominata XForm.

In dettaglio, l'approccio è costituito dai seguenti passaggi:

Eseguire una o più query LINQ to XML che restituiscono il set di elementi da trasformare da una forma a un'altra. Per ogni elemento della query, aggiungere un nuovo oggetto XElement come annotazione all'elemento. Questo nuovo elemento sostituirà l'elemento annotato nella nuova struttura ad albero trasformata. Il codice da scrivere è semplice, come illustrato nell'esempio.
Il nuovo elemento aggiunto come annotazione può contenere nuovi nodi figlio e può formare un sottoalbero con la forma desiderata.
È necessario seguire una regola speciale: se un nodo figlio del nuovo elemento è incluso in uno spazio dei nomi diverso, ovvero uno spazio dei nomi creato appositamente (in questo esempio lo spazio dei nomi è https://www.microsoft.com/LinqToXmlTransform/2007), tale elemento figlio non viene copiato nella nuova struttura ad albero. Se invece lo spazio dei nomi è quello speciale citato in precedenza e il nome locale dell'elemento è ApplyTransforms, i nodi figlio dell'elemento nella struttura ad albero di origine vengono scorsi e quindi copiati nella nuova struttura ad albero, con l'eccezione che gli elementi figlio annotati vengono trasformati anch'essi in base a queste regole.
Questo comportamento è in una certa misura analogo alla specifica di trasformazioni in XSL. La query che seleziona un set di nodi è analoga all'espressione XPath per un modello. Il codice per creare il nuovo elemento XElement salvato come annotazione è analogo al costruttore di sequenze in XSL e l'elemento ApplyTransforms ha una funzione analoga all'elemento xsl:apply-templates in XSL.
Uno dei vantaggi di questo approccio è che le query formulate vengono sempre scritte sulla struttura ad albero di origine non modificata. Non è necessario preoccuparsi degli effetti delle modifiche apportate alla struttura ad albero sulle query che vengono scritte.

Trasformazione di una struttura ad albero

Nel primo esempio tutti i nodi Paragraph vengono rinominati in para.

XNamespace xf = "https://www.microsoft.com/LinqToXmlTransform/2007";
XName at = xf + "ApplyTransforms";

XElement root = XElement.Parse(@"
<Root>
    <Paragraph>This is a sentence with <b>bold</b> and <i>italic</i> text.</Paragraph>
    <Paragraph>More text.</Paragraph>
</Root>");

// replace Paragraph with para
foreach (var el in root.Descendants("Paragraph"))
    el.AddAnnotation(
        new XElement("para",
            // same idea as xsl:apply-templates
            new XElement(xf + "ApplyTransforms")
        )
    );

// The XForm method, shown later in this topic, accomplishes the transform
XElement newRoot = XForm(root);

Console.WriteLine(newRoot);

Imports <xmlns:xf="https://www.microsoft.com/LinqToXmlTransform/2007">

Module Module1
    Dim at As XName = GetXmlNamespace(xf) + "ApplyTransforms"

    Sub Main()
        Dim root As XElement = _
            <Root>
                <Paragraph>This is a sentence with <b>bold</b> and <i>italic</i> text.</Paragraph>
                <Paragraph>More text.</Paragraph>
            </Root>

        ' Replace Paragraph with p.
        For Each el In root...<Paragraph>
            ' same idea as xsl:apply-templates
            el.AddAnnotation( _
                <para>
                    <<%= at %>></>
                </para>)
        Next

        ' The XForm function, shown later in this topic, accomplishes the transform
        Dim newRoot As XElement = XForm(root)
        Console.WriteLine(newRoot)
    End Sub
End Module

L'output ottenuto eseguendo l'esempio è il seguente:

<Root>
  <para>This is a sentence with <b>bold</b> and <i>italic</i> text.</para>
  <para>More text.</para>
</Root>

Trasformazioni più complicata

Nell'esempio seguente viene eseguita una query sulla struttura ad albero e vengono calcolate la media e la somma degli elementi Data, che vengono aggiunte come nuovi elementi nella struttura ad albero.

XNamespace xf = "https://www.microsoft.com/LinqToXmlTransform/2007";
XName at = xf + "ApplyTransforms";

XElement data = new XElement("Root",
    new XElement("Data", 20),
    new XElement("Data", 10),
    new XElement("Data", 3)
);

// while adding annotations, you can query the source tree all you want,
// as the tree is not mutated while annotating.
data.AddAnnotation(
    new XElement("Root",
        new XElement(xf + "ApplyTransforms"),
        new XElement("Average",
            String.Format("{0:F4}",
                data
                .Elements("Data")
                .Select(z => (Decimal)z)
                .Average()
            )
        ),
        new XElement("Sum",
            data
            .Elements("Data")
            .Select(z => (int)z)
            .Sum()
        )
    )
);

Console.WriteLine("Before Transform");
Console.WriteLine("----------------");
Console.WriteLine(data);
Console.WriteLine();
Console.WriteLine();

// The XForm method, shown later in this topic, accomplishes the transform
XElement newData = XForm(data);

Console.WriteLine("After Transform");
Console.WriteLine("----------------");
Console.WriteLine(newData);

Imports <xmlns:xf="https://www.microsoft.com/LinqToXmlTransform/2007">

Module Module1
    Dim at As XName = GetXmlNamespace(xf) + "ApplyTransforms"

    Sub Main()
        Dim data As XElement = _
            <Root>
                <Data>20</Data>
                <Data>10</Data>
                <Data>3</Data>
            </Root>

        ' While adding annotations, you can query the source tree all you want,
        ' as the tree is not mutated while annotating.
        data.AddAnnotation( _
            <Root>
                <<%= at %>/>
                <Average>
                    <%= _
                        String.Format("{0:F4}", _
                        data.Elements("Data") _
                        .Select(Function(z) CDec(z)).Average()) _
                    %>
                </Average>
                <Sum>
                    <%= _
                        data.Elements("Data").Select(Function(z) CInt(z)).Sum() _
                    %>
                </Sum>
            </Root> _
        )

        Console.WriteLine("Before Transform")
        Console.WriteLine("----------------")
        Console.WriteLine(data)
        Console.WriteLine(vbNewLine)

        ' The XForm function, shown later in this topic, accomplishes the transform
        Dim newData As XElement = XForm(data)

        Console.WriteLine("After Transform")
        Console.WriteLine("----------------")
        Console.WriteLine(newData)
    End Sub
End Module

L'output ottenuto eseguendo l'esempio è il seguente:

Before Transform
----------------
<Root>
  <Data>20</Data>
  <Data>10</Data>
  <Data>3</Data>
</Root>


After Transform
----------------
<Root>
  <Data>20</Data>
  <Data>10</Data>
  <Data>3</Data>
  <Average>11.0000</Average>
  <Sum>33</Sum>
</Root>

Esecuzione della trasformazione

Una piccola funzione, XForm, crea una nuova struttura ad albero trasformata dalla struttura ad albero originale annotata.

Lo pseudo-codice per la funzione è piuttosto semplice:

The function takes an XElement as an argument and returns an XElement. 
If an element has an XElement annotation, then
    Return a new XElement
        The name of the new XElement is the annotation element's name.
        All attributes are copied from the annotation to the new node.
        All child nodes are copied from the annotation, with the
            exception that the special node xf:ApplyTransforms is
            recognized, and the source element's child nodes are
            iterated. If the source child node is not an XElement, it
            is copied to the new tree. If the source child is an
            XElement, then it is transformed by calling this function
            recursively.
If an element is not annotated
    Return a new XElement
        The name of the new XElement is the source element's name
        All attributes are copied from the source element to the
            destination's element.
        All child nodes are copied from the source element.
        If the source child node is not an XElement, it is copied to
            the new tree. If the source child is an XElement, then it
            is transformed by calling this function recursively.

Di seguito è riportata l'implementazione di questa funzione:

// Build a transformed XML tree per the annotations
static XElement XForm(XElement source)
{
    XNamespace xf = "https://www.microsoft.com/LinqToXmlTransform/2007";
    XName at = xf + "ApplyTransforms";

    if (source.Annotation<XElement>() != null)
    {
        XElement anno = source.Annotation<XElement>();
        return new XElement(anno.Name,
            anno.Attributes(),
            anno
            .Nodes()
            .Select(
                (XNode n) =>
                {
                    XElement annoEl = n as XElement;
                    if (annoEl != null)
                    {
                        if (annoEl.Name == at)
                            return (object)(
                                source.Nodes()
                                .Select(
                                    (XNode n2) =>
                                    {
                                        XElement e2 = n2 as XElement;
                                        if (e2 == null)
                                            return n2;
                                        else
                                            return XForm(e2);
                                    }
                                )
                            );
                        else
                            return n;
                    }
                    else
                        return n;
                }
            )
        );
    }
    else
    {
        return new XElement(source.Name,
            source.Attributes(),
            source
                .Nodes()
                .Select(n =>
                {
                    XElement el = n as XElement;
                    if (el == null)
                        return n;
                    else
                        return XForm(el);
                }
                )
        );
    }
}

' Build a transformed XML tree per the annotations.
Function XForm(ByVal source As XElement) As XElement
    If source.Annotation(Of XElement)() IsNot Nothing Then
        Dim anno As XElement = source.Annotation(Of XElement)()
        Return _
            <<%= anno.Name.ToString() %>>
                <%= anno.Attributes() %>
                <%= anno.Nodes().Select(Function(n As XNode) _
                    GetSubNodes(n, source)) %>
            </>
    Else
        Return _
            <<%= source.Name %>>
                <%= source.Attributes() %>
                <%= source.Nodes().Select(Function(n) GetExpandedNodes(n)) %>
            </>
    End If
End Function

Private Function GetSubNodes(ByVal n As XNode, ByVal s As XElement) As Object
    Dim annoEl As XElement = TryCast(n, XElement)
    If annoEl IsNot Nothing Then
        If annoEl.Name = at Then
            Return s.Nodes().Select(Function(n2 As XNode) GetExpandedNodes(n2))
        End If
    End If
    Return n
End Function

Private Function GetExpandedNodes(ByVal n2 As XNode) As XNode
    Dim e2 As XElement = TryCast(n2, XElement)
    If e2 Is Nothing Then
        Return n2
    Else
        Return XForm(e2)
    End If
End Function

Esempio completo

Il codice seguente è un esempio completo che include la funzione XForm e alcuni dei tipici utilizzi di questo tipo di trasformazione:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Xml;
using System.Xml.Linq;

class Program
{
    static XNamespace xf = "https://www.microsoft.com/LinqToXmlTransform/2007";
    static XName at = xf + "ApplyTransforms";

    // Build a transformed XML tree per the annotations
    static XElement XForm(XElement source)
    {
        if (source.Annotation<XElement>() != null)
        {
            XElement anno = source.Annotation<XElement>();
            return new XElement(anno.Name,
                anno.Attributes(),
                anno
                .Nodes()
                .Select(
                    (XNode n) =>
                    {
                        XElement annoEl = n as XElement;
                        if (annoEl != null)
                        {
                            if (annoEl.Name == at)
                                return (object)(
                                    source.Nodes()
                                    .Select(
                                        (XNode n2) =>
                                        {
                                            XElement e2 = n2 as XElement;
                                            if (e2 == null)
                                                return n2;
                                            else
                                                return XForm(e2);
                                        }
                                    )
                                );
                            else
                                return n;
                        }
                        else
                            return n;
                    }
                )
            );
        }
        else
        {
            return new XElement(source.Name,
                source.Attributes(),
                source
                    .Nodes()
                    .Select(n =>
                    {
                        XElement el = n as XElement;
                        if (el == null)
                            return n;
                        else
                            return XForm(el);
                    }
                    )
            );
        }
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        XElement root = new XElement("Root",
            new XComment("A comment"),
            new XAttribute("Att1", 123),
            new XElement("Child", 1),
            new XElement("Child", 2),
            new XElement("Other",
                new XElement("GC", 3),
                new XElement("GC", 4)
            ),
            XElement.Parse(
              "<SomeMixedContent>This is <i>an</i> element that " +
              "<b>has</b> some mixed content</SomeMixedContent>"),
            new XElement("AnUnchangedElement", 42)
        );

        // each of the following serves the same semantic purpose as
        // XSLT templates and sequence constructors

        // replace Child with NewChild
        foreach (var el in root.Elements("Child"))
            el.AddAnnotation(new XElement("NewChild", (string)el));

        // replace first GC with GrandChild, add an attribute
        foreach (var el in root.Descendants("GC").Take(1))
            el.AddAnnotation(
                new XElement("GrandChild",
                    new XAttribute("ANewAttribute", 999),
                    (string)el
                )
            );

        // replace Other with NewOther, add new child elements around original content
        foreach (var el in root.Elements("Other"))
            el.AddAnnotation(
                new XElement("NewOther",
                    new XElement("MyNewChild", 1),
                    // same idea as xsl:apply-templates
                    new XElement(xf + "ApplyTransforms"),
                    new XElement("ChildThatComesAfter")
                )
            );

        // change name of element that has mixed content
        root.Descendants("SomeMixedContent").First().AddAnnotation(
            new XElement("MixedContent",
                new XElement(xf + "ApplyTransforms")
            )
        );

        // replace <b> with <Bold>
        foreach (var el in root.Descendants("b"))
            el.AddAnnotation(
                new XElement("Bold",
                    new XElement(xf + "ApplyTransforms")
                )
            );

        // replace <i> with <Italic>
        foreach (var el in root.Descendants("i"))
            el.AddAnnotation(
                new XElement("Italic",
                    new XElement(xf + "ApplyTransforms")
                )
            );

        Console.WriteLine("Before Transform");
        Console.WriteLine("----------------");
        Console.WriteLine(root);
        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine();
        XElement newRoot = XForm(root);

        Console.WriteLine("After Transform");
        Console.WriteLine("----------------");
        Console.WriteLine(newRoot);
    }
}

Imports System
Imports System.Collections.Generic
Imports System.Linq
Imports System.Text
Imports System.Xml
Imports System.Xml.Linq

Imports <xmlns:xf="https://www.microsoft.com/LinqToXmlTransform/2007">

Module Module1
    Dim at As XName = GetXmlNamespace(xf) + "ApplyTransforms"

    ' Build a transformed XML tree per the annotations.
    Function XForm(ByVal source As XElement) As XElement
        If source.Annotation(Of XElement)() IsNot Nothing Then
            Dim anno As XElement = source.Annotation(Of XElement)()
            Return _
                <<%= anno.Name.ToString() %>>
                    <%= anno.Attributes() %>
                    <%= anno.Nodes().Select(Function(n As XNode) _
                        GetSubNodes(n, source)) %>
                </>
        Else
            Return _
                <<%= source.Name %>>
                    <%= source.Attributes() %>
                    <%= source.Nodes().Select(Function(n) GetExpandedNodes(n)) %>
                </>
        End If
    End Function

    Private Function GetSubNodes(ByVal n As XNode, ByVal s As XElement) As Object
        Dim annoEl As XElement = TryCast(n, XElement)
        If annoEl IsNot Nothing Then
            If annoEl.Name = at Then
                Return s.Nodes().Select(Function(n2 As XNode) GetExpandedNodes(n2))
            End If
        End If
        Return n
    End Function

    Private Function GetExpandedNodes(ByVal n2 As XNode) As XNode
        Dim e2 As XElement = TryCast(n2, XElement)
        If e2 Is Nothing Then
            Return n2
        Else
            Return XForm(e2)
        End If
    End Function


    Sub Main()
        Dim root As XElement = _
<Root Att1='123'>
    <!--A comment-->
    <Child>1</Child>
    <Child>2</Child>
    <Other>
        <GC>3</GC>
        <GC>4</GC>
    </Other>
    <SomeMixedContent>This is <i>an</i> element that <b>has</b> some mixed content</SomeMixedContent>
    <AnUnchangedElement>42</AnUnchangedElement>
</Root>

        ' Each of the following serves the same semantic purpose as
        ' XSLT templates and sequence constructors.

        ' Replace Child with NewChild.
        For Each el In root.<Child>
            el.AddAnnotation(<NewChild><%= CStr(el) %></NewChild>)
        Next

        ' Replace first GC with GrandChild, add an attribute.
        For Each el In root...<GC>.Take(1)
            el.AddAnnotation(<GrandChild ANewAttribute='999'><%= CStr(el) %></GrandChild>)
        Next

        ' Replace Other with NewOther, add new child elements around original content.
        For Each el In root.<Other>
            el.AddAnnotation( _
                <NewOther>
                    <MyNewChild>1</MyNewChild>
                    <<%= at %>></>
                    <ChildThatComesAfter/>
                </NewOther>)
        Next

        ' Change name of element that has mixed content.
        root...<SomeMixedContent>(0).AddAnnotation( _
                <MixedContent><<%= at %>></></MixedContent>)

        ' Replace <b> with <Bold>.
        For Each el In root...<b>
            el.AddAnnotation(<Bold><<%= at %>></></Bold>)
        Next

        ' Replace <i> with <Italic>.
        For Each el In root...<i>
            el.AddAnnotation(<Italic><<%= at %>></></Italic>)
        Next

        Console.WriteLine("Before Transform")
        Console.WriteLine("----------------")
        Console.WriteLine(root)
        Console.WriteLine(vbNewLine)
        Dim newRoot As XElement = XForm(root)

        Console.WriteLine("After Transform")
        Console.WriteLine("----------------")
        Console.WriteLine(newRoot)
    End Sub
End Module

L'output ottenuto eseguendo l'esempio è il seguente:

Before Transform
----------------
<Root Att1="123">
  <!--A comment-->
  <Child>1</Child>
  <Child>2</Child>
  <Other>
    <GC>3</GC>
    <GC>4</GC>
  </Other>
  <SomeMixedContent>This is <i>an</i> element that <b>has</b> some mixed content</SomeMixedContent>
  <AnUnchangedElement>42</AnUnchangedElement>
</Root>


After Transform
----------------
<Root Att1="123">
  <!--A comment-->
  <NewChild>1</NewChild>
  <NewChild>2</NewChild>
  <NewOther>
    <MyNewChild>1</MyNewChild>
    <GrandChild ANewAttribute="999">3</GrandChild>
    <GC>4</GC>
    <ChildThatComesAfter />
  </NewOther>
  <MixedContent>This is <Italic>an</Italic> element that <Bold>has</Bold> some mixed content</MixedContent>
  <AnUnchangedElement>42</AnUnchangedElement>
</Root>

Vedere anche

Concetti

Programmazione LINQ to XML avanzata

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Procedura: utilizzare annotazioni per trasformare strutture ad albero LINQ to XML in uno stile XSLT

Trasformazione di una struttura ad albero

Trasformazioni più complicata

Esecuzione della trasformazione

Esempio completo

Vedere anche

Concetti

Risorse aggiuntive