XPath

Die XML Path Language (XPath) ist eine vom W3-Konsortium entwickelte Abfragesprache, um Teile eines XML-Dokumentes zu adressieren und auszuwerten. XPath dient als Grundlage einer Reihe weiterer Standards wie XSLT, XPointer und XQuery. XPath ist derzeit in der Version 3.1 vom 21. März 2017 standardisiert.

In Webbrowsern, XSLT-Prozessoren und anderer Software wird oft nur die XPath-Version 1.0 aus dem Jahr 1999 unterstützt, vereinzelt auch die XPath-Version 2.0 von 2007.

Prinzipien 
Ein XPath-Ausdruck adressiert Teile eines XML-Dokuments, das dabei als Baum betrachtet wird, wobei einige Unterschiede zum „klassischen“ Baum der Graphentheorie zu beachten sind:
 Knoten (nodes) des Baumes sind der Dokumenten-Knoten, XML-Elemente, -Attribute, -Textknoten, -Kommentare, -Namensräume und -Verarbeitungsanweisungen.
 Die Achsen preceding, following, preceding-sibling und following-sibling orientieren sich nicht allein an der Baumstruktur, sondern auch an der Reihenfolge der Deklaration der Elemente im XML-Dokument (Linked-Tree).
Ein XPath-Ausdruck setzt sich aus einem oder mehreren Lokalisierungsschritten (Location Steps) zusammen. Sie werden mit dem Zeichen / getrennt.

Ein Lokalisierungsschritt axis::node-test[predicate 1][predicate 2]... besteht aus:
 Achse (axis) und
 Knotentest (node-test),
 optional gefolgt von einem oder mehreren Prädikaten (predicates).
Beliebig viele XPath-Ausdrücke lassen sich mit dem Pipe-Zeichen | mengenmäßig vereinigen.

Es gibt stets verschiedene Möglichkeiten, eine gesuchte Knotenmenge in XPath auszudrücken.

XPath operiert auf der logischen Dokumentenstruktur. Das bedeutet beispielsweise, dass Entitäten bereits geparst wurden oder dass auch eventuelle Standard-Attribute und -Knoten, die ein Schema vorgibt, im Baum enthalten sind.

Achsen 
Durch Angabe von Achsen wird ausgehend vom aktuellen Kontextknoten in der Baumstruktur des XML-Dokuments navigiert.

Wird dabei vom Dokument-Knoten (der Wurzel des XML-Dokuments) ausgegangen, wird dem XPath-Ausdruck das Zeichen / vorangestellt.

Dieser Baum visualisiert beispielhaft die Struktur eines XML Dokuments

Die fünf Achsen self, ancestor, descendant, preceding und following bilden ausgehend von einem beliebigen Knoten den Dokumentbaum vollständig und überlappungsfrei ab.

Knotentests 
Knotentests (geschrieben Achse::Knotentest) schränken die Elementauswahl einer Achse ein:
 Angabe eines Elementnamens wählt alle entsprechenden Elemente.Beispiel: /descendant-or-self::Foo wählt alle Elemente im Dokument, die den Namen „Foo“ haben.
 Mit dem Zeichen * wählt man beliebige Elemente.Beispiel: /descendant-or-self::Foo/child::* wählt alle Elemente im Dokument, die Kinder von Elementen mit dem Namen „Foo“ sind.
 Mit text(), comment() und processing-instruction() lassen sich Knoten bestimmten Typs wählen.

Prädikate 

Durch Angabe von Prädikaten kann das Ergebnis weiter eingeschränkt werden. Prädikate werden in eckige Klammern eingeschlossen und können in beliebiger Zahl hintereinander geschrieben werden, wobei die Reihenfolge wesentlich ist. Prädikate können XPath-Ausdrücke enthalten, außerdem kann eine Vielzahl von Funktionen und Operatoren verwendet werden. Die sind zum Beispiel:

 Zugriffsindex (Zählung beginnt bei 1)
 Relationszeichen:  = != and or < > <= >= 
 Zeichenkettenfunktionen:
 normalize-space() – Entfernen von Leerzeichen am Anfang und Ende des Strings und Reduktion aufeinanderfolgender Leerzeichen auf eines
 substring() – Einen Teilstring selektieren
 substring-before(source, splitter) – Einen Teilstring vor dem ersten Vorkommen des Trennzeichens selektieren
 substring-after(source, splitter) – Einen Teilstring nach dem ersten Vorkommen des Trennzeichens selektieren
 string-length() – Länge des Strings
 Numerische Operatoren:  + - * div mod
 Knotenmengen-Funktionen:
 count() – Anzahl der Knoten in einer Knotenmenge
 id() – Selektiert Elemente über die DTD-ID
 name() – Name des Knotens

Beispiele:
 //child::Buch/Kapitel Alle Kapitel aller Bücher.
 //child::Buch/Kapitel[1] Alle ersten Kapitel aller Bücher.
 //child::Buch[count(./Seite)<=100][count(./Seite)>=10] liefert alle Knoten vom Typ „Buch“, die mindestens 10 aber höchstens 100 Kindelemente vom Typ „Seite“ haben.
(das gleiche leistet //Buch[count(Seite)<=100 and count(Seite)>=10])
 substring-before($variable, ':') Selektiert den Teilstring vor dem ersten Doppelpunkt aus dem Wert der Variable mit dem Namen variable

Beispiel 
Gegeben sei folgendes XML-Dokument:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="yes" ?>
<dok>
    <!-- ein XML-Dokument -->
    <kap title="Nettes Kapitel">
        <pa>Ein Absatz</pa>
        <pa>Noch ein Absatz</pa>
        <pa>Und noch ein Absatz</pa>
        <pa>Nett, oder?</pa>
    </kap>
    <kap title="Zweites Kapitel">
        <pa>Ein Absatz</pa>
        <pa format="bold">Erste Zeile</pa>
        <pa format="bold">Zweite Zeile</pa>
        <pa format="italic">Dritte Zeile</pa>
    </kap>
</dok>

Beispiele für XPath-Ausdrücke:

XPath-Visualisierer helfen, die mitunter komplizierten XPath-Abfragen auf konkrete XML-Dateien anzuwenden.

Siehe auch 
 Document Object Model

Literatur 
 Michael Kay: XPath 2.0 Programmer’s Reference. Wrox Press, 2004, ISBN 0-7645-6910-4 (englisch)

Weblinks 

 XML Path Language (XPath) Version 1.0; sowie deutsche Übersetzung
 XML Path Language (XPath) Version 2.0
 XML Path Language (XPath) Version 3.1
 XQuery 1.0 and XPath 2.0 Functions and Operators
 XPath Tutorial auf deutsch
 XPath Tutorial von w3schools
 ZVON: XPath Tutorial in deutscher Sprache
 FH Wedel: XLink, XPath, XPointer
 HTMLWorld: XPath
 XPath Achsen Diagramme
 XPath Visualizer stellt XPath-Ausdrücke visuell auf Basis beliebiger XML-Dateien dar.
 umfangreiche XPath 2.0 Referenz mit Beispielen

Einzelnachweise 

XML
Abkürzung

he:XSL#XPath