XPath

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

Разработчику Аналитику Тестировщику

---

Введение

XPath (XML Path Language) — язык адресации узлов в XML- и HTML-подобных деревьях. XPath используют в XSLT, XQuery, Schematron, в API .NET (XmlDocument.SelectNodes), Java (javax.xml.xpath), в тестах и инструментах (xmlstarlet, браузерные DevTools).

Базовый XML для примеров ниже:

<library>
  <book id="1" genre="classic">
    <title>Война и мир</title>
    <author>Лев Толстой</author>
    <price>450</price>
  </book>
  <book id="2" genre="novel">
    <title>Мастер и Маргарита</title>
    <author>Михаил Булгаков</author>
    <price>380</price>
  </book>
</library>

Основы XML: глава XML. Синтаксис XPath в XSLT-паттернах (match) — XSLT.

---

Терминология

Термин	Описание
Узел (node)	Элемент, атрибут, текст, комментарий, PI, корень документа
Контекстный узел	Узел, относительно которого вычисляется выражение
Контекстная позиция	Порядковый номер среди узлов, отобранных предыдущим шагом
Контекстный размер	Общее число таких узлов
Шаг (step)	Ось + тест узла, например child::book
Путь (location path)	Цепочка шагов: /library/book/title
Предикат	Условие в [...], сужающее набор узлов
Последовательность узлов	Упорядоченный набор узлов (результат многих выражений)

Типы узлов в XPath 1.0:

• element, attribute, text, comment, processing-instruction, namespace, root

---

Синтаксис путей

Абсолютный и относительный путь

Запись	Смысл
/library	От корня документа к элементу library
book	Дочерние book контекстного элемента
//author	Все author на любой глубине (ось descendant-or-self)
.	Текущий контекстный узел
..	Родитель (parent::node())
@id	Атрибут id текущего элемента
text()	Текстовые дочерние узлы

Примеры к документу выше:

/library/book                    /* все книги */
/library/book[1]/title           /* заголовок первой книги */
/library/book[@id='2']           /* книга с id=2 */
//author                         /* оба автора */
//book[price > 400]/title        /* дорогие книги — заголовки */

---

Тесты узлов

Тест	Пример
По имени элемента	book, title
По имени атрибута	@genre
Универсальный	* (любой элемент), @* (любой атрибут)
По типу узла	node(), text(), comment()
По локальному имени с NS	В XPath 2.0+ — QName; в 1.0 часто префиксы в документе

---

Оси (axes)

Ось задаёт направление обхода дерева относительно контекстного узла.

Ось	Сокращение	Что выбирает
child	(по умолчанию)	Прямые дочерние элементы
attribute	@	Атрибуты
descendant		Все потомки
descendant-or-self	// в начале шага	Узел и все потомки
parent	..	Родитель
ancestor		Все предки
ancestor-or-self		Узел и предки
following-sibling		Следующие соседи
preceding-sibling		Предыдущие соседи
following		Все узлы после в документе
preceding		Все узлы до в документе
self	.	Сам контекстный узел
namespace		Узлы пространств имён

Полная запись шага: ось::тестузла[предикат].

/descendant::book[@genre='classic']/child::title
ancestor::library
following-sibling::book[1]

---

Базис: Операторы — оператор, операнд и приоритет в коде.

---

Операторы и выражения

Сравнение и логика

Оператор	Пример
=, !=	[@id='2'], [author != '']
<, <=, >, >=	[price > 400] (числа — если типизировано; в 1.0 часто лексикографически)
and, or, not()	[genre='novel' and price < 400]

---

Арифметика (XPath 1.0 — над числами в выражениях)

+, -, *, div, mod — например //book[position() mod 2 = 1] (нечётные позиции).

---

Объединение путей

| — объединение двух наборов узлов:

//book/title | //book/author

---

Полезные функции (XPath 1.0)

Функция	Назначение
position()	Позиция в текущем списке
last()	Размер списка
count(//book)	Число узлов
contains(s, sub)	Подстрока
starts-with(s, p)	Префикс строки
normalize-space(s)	Обрезка пробелов
string(), number(), boolean()	Приведение типов
concat(a, b, ...)	Склейка строк

//book[contains(author, 'Толстой')]
//book[last()]/title
count(//book[@genre='novel'])

XPath 2.0/3.0 (XQuery, Saxon, современный .NET) добавляют типы, регулярные выражения, for, if, последовательности — см. справочник по XML (раздел XDM).

---

XPointer — адрес фрагмента в URI

XPath выбирает узлы внутри уже загруженного документа. XPointer (XML Pointer Language) решает другую задачу: указать фрагмент XML в URL — "возьми не весь chapter.xml, а элемент с id="intro"".

Схема:

https://example.com/doc.xml#xpointer(id('intro'))
https://example.com/doc.xml#xpointer(/book/chapter[3])

XPointer опирается на XPath и расширяет его термами (в ранних спецификациях W3C):

Терм	Назначение
id('name')	Элемент с атрибутом типа ID или xml:id="name"
element(/1/2/3)	Путь по номерам дочерних элементов от корня
xpointer(expr)	Обёртка над XPath-выражением
xmlns(...)	Объявление префикса для XPath внутри URI

Пример для документа с отделами:

<company>
  <department id="sales">
    <employee><name>Sarah Bellum</name></employee>
  </department>
  <department id="marketing">...</department>
</company>

XPointer	Что выберет
id('sales')	<department id="sales">
xpointer(//employee[1]/name)	Первый <name> среди сотрудников
xpointer(/company/department[2])	Второй отдел

XInclude использует XPointer в атрибуте xpointer, когда нужен не весь включаемый файл:

<xi:include href="chapter1.xml" xpointer="xpointer(//*[@id='summary'])"/>

Современный стандарт — XPointer Framework и элементные схемы (element()); поддержка в инструментах неравномерна. Для новых проектов чаще включают целые файлы через XInclude или собирают документ в коде. Подробнее — справочник по XML, XLink.

ID и IDREF (DTD) и xml:id — простой способ пометить якорь без полного XPointer: href="doc.xml#section-3" работает, если у элемента id="section-3".

---

Практические примеры

Задача	Выражение
Все идентификаторы книг	//book/@id
Первая книга	(//book)[1] или //book[1] *
Книги без цены	//book[not(price)]
Суммарно жанры	//book/@genre
Заголовок родительской книги для author	//author/ancestor::book/title

* В XPath 1.0 //book[1] — первая книга в каждом контексте предиката; для "первой в документе" надёжнее (//book)[1].

Чит-лист: cheatsheets.zip/xpath

Play ITЗагрузка интерактивного демо…

---

Где применяется XPath

• XSLT — атрибуты select, match, test;
• XPointer / XInclude — фрагмент документа в URI;
• XSD 1.1 — ограничения assert;
• Schematron — правила валидации;
• Тестирование API — проверка тела SOAP/XML;
• Конфигурации — Spring, Maven, MSBuild (внутренние селекторы в плагинах);
• Браузер — оценка XPath в консоли для XML/SVG.

Практическое задание

По XML-библиотеке выше напишите запросы: (1) все цены; (2) книги дороже 400; (3) заголовок книги с id=2; (4) число книг жанра novel. Проверьте в демо на этой странице.

---