一起来分析Python怎么操作XML文件

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一、XML基础概述

1、XML是什么？

XML（Extensible Markup Language）：即可扩展标记语言，xml是互联网数据传输的重要工具，它可以跨越互联网任何的平台，不受编程语言和的限制，可以说它是一个拥 有互联网最高级别通行证的数据携带者。xml是当前处理结构化文档信息中相当给力的技术，xml有 助于在服务器之间穿梭结构化数据，这使得开发人员更加得心应手的控制数据的存储和传输。

Xml用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，可以用来标记数据、定义数据类型，是-种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语 言。Xml是标准通用标记语言(SGML) 的子集，非常适合Web传输。XML提供统-的方法来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化数据。

2、XML的特点及作用

特点：

• xm|与编程语言的开发平台都无关
• 实现不同系统之间的数据交互。

作用：

• 配置应用程序和网站;

• 数据交互;

• Ajax基石。

3、XML文件格式

• 声明
• 根元素
• 子元素
• 属性
• 命名空间
• 限定名

与HTML类似，XML是另一种将数据存储在标记之间的标记语言。它是人类可读和可扩展的；也就是说，我们可以自由地定义自己的标记。XML中的属性、元素和标记与HTML中的类似。XML文件可以有声明，也可以没有声明。但是，如果它有一个声明,那么它必须是XML文件的第一行。如：

<?xml version="1.0” encoding=' "UTF-8" standalone=" no”?>

这个声明语句有三部分：版本、编码和独立性。版本说明正在使用的XML标准的版本; Encoding 表示在此文件中使用的字符编码类型; Standalone 告诉解析器是否要外部信息来解释XML文件的内容。

XML文件可以表示为称为: XML 树。这个XML树从根元素(父元素)开始。这个根元素进一步分支到子元素。 XML文件的每个元素都是XML树中的一个节点。那些没有子节点的元素是叶节点。下图清楚地区分了原始XML文件和XML文件的树表示：

二、Python解析XML文件

新建一个1.xml文件：

<collection shelf="New Arrivals">
	<class className="1班">
	   <code>2022001</code>
	   <number>10</number>
	   <teacher>小白</teacher>
	</class>
	<class className="2班">
	   <code>2022002</code>
	   <number>20</number>
	   <teacher>小红</teacher>
	</class>
	<class className="3班">
	   <code>2022003</code>
	   <number>30</number>
	   <teacher>小黑</teacher>
	</class></collection>

1、ElementTree 方式

ElementTree模块提供了一个轻量级、Pythonic的API，同时还有一个高效的C语言实现，即xml.etree.cElementTree。与DOM相比，ET的速度更快，API使用更直接、方便。与SAX相比，ET.iterparse函数同样提供了按需解析的功能，不会一次性在内存中读入整个文档。ET的性能与SAX模块大致相仿，但是它的API更加高层次，用户使用起来更加便捷。

Element对象方法：

属性方法：

1）接下来，我们加载这个文档，并进行解析：

>>> import xml.etree.ElementTree as ET>>> tree = ET.ElementTree(file='1.xml')

2） 然后，我们获取根元素（root element）：

>>> tree.getroot()<Element 'collection' at 0x000001FCC9BBFA90>

3）根元素（root）是一个Element对象。我们看看根元素都有哪些属性：

>>> root = tree.getroot()>>> root.tag, root.attrib('collection', {'shelf': 'New Arrivals'})

4）根元素也具备遍历其直接子元素的接口：

>>> for child_of_root in root:...     print(child_of_root.tag, child_of_root.attrib)...class {'className': '1班'}class {'className': '2班'}class {'className': '3班'}

5）通过索引值来访问特定的子元素：

>>> root[0].tag, root[0].text('class', '\n\t   ')

6） 查找需要的元素

从上面的示例中，可以明显发现我们能够通过简单的递归方法（对每一个元素，递归式访问其所有子元素）获取树中的所有元素。但是，由于这是十分常见的工作，ET提供了一些简便的实现方法。

Element对象有一个iter方法，可以对某个元素对象之下所有的子元素进行深度优先遍历（DFS）。ElementTree对象同样也有这个方法。下面是查找XML文档中所有元素的最简单方法：

>>> for elem in tree.iter():...     print(elem.tag, elem.attrib)...collection {'shelf': 'New Arrivals'}class {'className': '1班'}code {}number {}teacher {}class {'className': '2班'}code {}number {}teacher {}class {'className': '3班'}code {}number {}teacher {}

7）对树进行任意遍历——遍历所有元素，iter方法可以接受tag名称，然后遍历所有具备所提供tag的元素：

>>> for elem in tree.iter(tag='teacher'):...     print(elem.tag, elem.text)...teacher 小白
teacher 小红
teacher 小黑

8）支持通过XPath查找元素

>>> for elem in tree.iterfind('class/teacher'):...     print(elem.tag, elem.text)...teacher 小白
teacher 小红
teacher 小黑

9）查找所有具备某个name属性的className元素：

>>> for elem in tree.iterfind('class[@className="1班"]'):...     print(elem.tag, elem.attrib)...class {'className': '1班'}

10）完整解析代码

import xml.etree.ElementTree as ET

tree = ET.ElementTree(file='1.xml')print(type(tree))root = tree.getroot()  # root是根元素print(type(root))print(root.tag)for index, child in enumerate(root):
    print("第%s个%s元素，属性：%s" % (index, child.tag, child.attrib))
    for i, child_child in enumerate(child):
        print("标签：%s，内容：%s" % (child_child.tag, child_child.text))

输出结果：

<class 'xml.etree.ElementTree.ElementTree'><class 'xml.etree.ElementTree.Element'>collection
第0个class元素，属性：{'className': '1班'}标签：code，内容：2022001标签：number，内容：10标签：teacher，内容：小白
第1个class元素，属性：{'className': '2班'}标签：code，内容：2022002标签：number，内容：20标签：teacher，内容：小红
第2个class元素，属性：{'className': '3班'}标签：code，内容：2022003标签：number，内容：30标签：teacher，内容：小黑

2、DOM 方式

DOM (Document Object Model)将XML文档作为一棵树状结构进行分析，获取节点的内容以及相关属性，或是新增、删除和修改节点的内容。XML解析器在加载XML文件以后，DQM模式将XML文件的元素视为一个树状结构的节点，一次性读入内存。

解析代码：

from xml.dom.minidom import parse# 读取文件dom = parse('1.xml')# 获取文档元素对象elem = dom.documentElement# 获取 classclass_list_obj = elem.getElementsByTagName('class')print(class_list_obj)print(type(class_list_obj))for class_element in class_list_obj:
    # 获取标签中内容
    code = class_element.getElementsByTagName('code')[0].childNodes[0].nodeValue
    number = class_element.getElementsByTagName('number')[0].childNodes[0].nodeValue
    teacher = class_element.getElementsByTagName('teacher')[0].childNodes[0].nodeValue    print('code:', code, ', number:', number, ', teacher:', teacher)

输出结果：

[<DOM Element: class at 0x20141bc5c10>, <DOM Element: class at 0x20141bdf940>, <DOM Element: class at 0x20141bdfb80>]<class 'xml.dom.minicompat.NodeList'>code: 2022001 , number: 10 , teacher: 小白
code: 2022002 , number: 20 , teacher: 小红
code: 2022003 , number: 30 , teacher: 小黑

三、Python写入XML文件

doc.writexml()：生成xml文档，将创建的存在于内存中的xml文档写入本地硬盘中，这时才能看到新建的xml文档

语法格式：writexml(file,indent=’’,addindent=’’,newl=’’,endocing=None)

参数说明：

• file：要保存为的文件对象名
• indent：根节点的缩进方式
• allindent：子节点的缩进方式
• newl：针对新行，指明换行方式
• encoding：保存文件的编码方式

案例代码：

import xml.dom.minidom
# 1、在内存中创建一个空的文档doc = xml.dom.minidom.Document()
# 2、创建根元素root = doc.createElement('collection ')# print('添加的xml标签为：',root.tagName)
# 3、设置根元素的属性root.setAttribute('type', 'New Arrivals')
# 4、将根节点添加到文档对象中doc.appendChild(root)
# 5、创建子元素book = doc.createElement('book')
# 6、添加注释book.appendChild(doc.createComment('这是一条注释'))
# 7、设置子元素的属性book.setAttribute('语言', 'java')
# 8、子元素中嵌套子元素，并添加文本节点name = doc.createElement('name')name.appendChild(doc.createTextNode('java基础'))price = doc.createElement('价格')price.appendChild(doc.createTextNode('99元'))number = doc.createElement('number')number.appendChild(doc.createTextNode('剩余100本'))# 9、将子元素添加到boot节点中book.appendChild(name)book.appendChild(price)book.appendChild(number)# 10、将book节点添加到root根元素中root.appendChild(book)# 创建子元素book = doc.createElement('book')# 设置子元素的属性book.setAttribute('语言', 'python')# 子元素中嵌套子元素，并添加文本节点name = doc.createElement('name')name.appendChild(doc.createTextNode('python基础'))price = doc.createElement('价格')price.appendChild(doc.createTextNode('50元'))number = doc.createElement('number')number.appendChild(doc.createTextNode('剩余20本'))#  将子元素添加到boot节点中book.appendChild(name)book.appendChild(price)book.appendChild(number)# 将book节点添加到root根元素中root.appendChild(book)print(root.toxml())fp = open('./书籍.xml', 'w', encoding='utf-8')  # 需要指定utf-8的文件编码格式，不然notepad中显示十六进制doc.writexml(fp, indent='', addindent='\t', newl='\n', encoding='utf-8')fp.close()

生成书籍.xml文件：

四、Python更新XML文件

向xml中插入新的子元素

案例代码：

import xml.dom.minidomfrom xml.dom.minidom import parse# 对book.xml新增一个子元素english，并删除math元素xml_file = './书籍.xml'# 拿到根节点domTree = parse(xml_file)rootNode = domTree.documentElement# rootNode.removeChild(rootNode.getElementsByTagName('book')[0])# print(rootNode.toxml())# 在内存中创建一个空的文档doc = xml.dom.minidom.Document()book = doc.createElement('book')book.setAttribute('语言', 'c++')# 子元素中嵌套子元素，并添加文本节点name = doc.createElement('name')name.appendChild(doc.createTextNode('c++基础'))price = doc.createElement('价格')price.appendChild(doc.createTextNode('200元'))number = doc.createElement('number')number.appendChild(doc.createTextNode('剩余300本'))#  将子元素添加到boot节点中book.appendChild(name)book.appendChild(price)book.appendChild(number)math_book = rootNode.getElementsByTagName('book')[0]# insertBefore方法  父节点.insertBefore(新节点，父节点中的子节点)rootNode.insertBefore(book, math_book)# appendChild将新产生的子元素在最后插入rootNode.appendChild(book)print(rootNode.toxml())with open(xml_file, 'w', encoding='utf-8') as fh:
    domTree.writexml(fh, indent='', addindent='\t', newl='', encoding='utf-8')

输出结果：添加了新节点

五、XML文件和JSON文件互转

记录工作中常用的一个小技巧

cmd控制台安装第三方模块：

pip install xmltodict

1、XML文件转为JSON文件

新建一个1.xml文件：

<note date="23/04/2022">
	<to>tom</to>
	<from>mary</from>
	<msg>love</msg></note>

转换代码实现：

import jsonimport xmltodictdef xml_to_json(xml_str):
    """parse是的xml解析器，参数需要

    :param xml_str: xml字符串
    :return: json字符串
    """
    xml_parse = xmltodict.parse(xml_str)
    # json库dumps()是将dict转化成json格式,loads()是将json转化成dict格式。
    # dumps()方法的ident=1,格式化json
    json_str = json.dumps(xml_parse, indent=1)
    return json_str


XML_PATH = './1.xml'  # xml文件的路径with open(XML_PATH, 'r') as f:
    xmlfile = f.read()
    with open(XML_PATH[:-3] + 'json', 'w') as newfile:
        newfile.write(xml_to_json(xmlfile))

输出结果（生成json文件）：

2、JSON文件转换为XML文件

新建test.json文件：

{
  "student": {
    "course": {
      "name": "math",
      "score": "90"
    },
    "info": {
      "sex": "male",
      "name": "name"
    },
    "stid": "10213"
  }}

转换代码实现：

import xmltodictimport jsondef json_to_xml(python_dict):
    """xmltodict库的unparse()json转xml

    :param python_dict: python的字典对象
    :return: xml字符串
    """
    xml_str = xmltodict.unparse(python_dict)
    return xml_str


JSON_PATH = './test.json'  # json文件的路径with open(JSON_PATH, 'r') as f:
    jsonfile = f.read()
    python_dict = json.loads(jsonfile)  # 将json字符串转换为python字典对象
    with open(JSON_PATH[:-4] + 'xml', 'w') as newfile:
        newfile.write(json_to_xml(python_dict))

输出结果（生成xml文件）：

推荐学习：python视频教程

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