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您可能已经听说过 DB2 Viper 的新架构，这种架构支持表格和分层数据结构。实际上，前一篇文章已经总结了 DB2 中新的 XML 特性，描述了如何创建数据库对象和用 XML 数据填充这些数据库对象，并解释了如何使用 SQL 和 SQL/XML 操作 XML 数据。本文继续探索 DB2 XML 功能，这一次将焦点放在 DB2 对 XQuery 的新的支持上。
DB2 将 XQuery 当作最好的语言，允许用户直接编写 XQuery 表达式，而不是将 XQueries 封装或嵌入到 SQL 语句中。而且，DB2 的查询引擎是在本地处理 XQueries，这意味着它在解析、计算和优化 XQueries 之前不必在幕后将它们翻译成 SQL。当然，如果您选择编写同时包括 XQuery 和 SQL 表达式的 “双语（bilingual）” 查询，那么 DB2 同样会处理和优化这些查询。
与 “用 SQL 查询 DB2 XML 数据” 中对 SQL/XML 的描述一样，本文也提到了一些常见的查询任务，并告诉您如何使用 XQuery 来完成这些目标。不过首先我们还是简要地考虑一下 XQuery 与 SQL 的不同之处。
XQuery 在很多关键方面都与 SQL 有所不同，这很大程度上是因为这两种语言是针对两种具有不同特征的数据模型而设计的。XML 文档包含层次结构，并且有其固有的顺序。而基于 SQL 的数据库管理系统所支持的表格数据结构是平面的（flat），并且是基于集合的；因此，行之间不存在顺序。
这两种数据模型的不同导致它们各自的查询语言有很多基本的不同。例如，XQuery 支持路径表达式，以允许程序员在 XML 的层次结构中导航，而纯 SQL（没有 XML 扩展）则不支持。XQuery 支持有类型的和无类型的数据，而 SQL 数据总是以指定类型定义的。XQuery 没有 null 值，因为 XML 文档会忽略缺失的或未知的数据。当然，SQL 使用 null 来表示缺失的或未知的数据值。XQuery 返回一系列的 XML 数据，而 SQL 则返回各种 SQL 数据类型的结果集。
这只是 XQuery 和 SQL 之间的基本不同点中的一部分。提供一份详尽的列表超出了本文的范围，不过即将发表的 IBM Systems Journal 将更详细地讨论这些语言的不同。现在我们就探索一下 XQuery 语言的一些基本方面，并看看如何使用它来查询 DB2 Viper 中的 XML 数据。
本文中的查询访问在 “DB2 Viper 快速入门”（developerWorks，2006 年 4 月）中创建的样本表。清单 1 给出了样本数据库中 “items” 和 “clients” 表的定义：
create table items ( id int primary key not null, brandname varchar(30), itemname varchar(30), sku int, srp decimal(7,2), comments xml ) create table clients( id int primary key not null, name varchar(50), status varchar(10), contactinfo xml ) |
图 1 中显示了 “items.comments” 列中包含的样本 XML 数据，而 图 2 中则显示了 “clients.contactinfo” 列中包含的样本 XML 数据。随后的例子查询将引用这两个 XML 文档中的一个或两个中的特定元素。
图 1. 存储在 “items” 表的 “comments” 列中的样本 XML 文档
图 2. 存储在 “clients” 表的 “contactinfo” 列中的样本 XML 文档
查询环境
本文中的所有查询都是通过交互方式发出的。这可以通过 DB2 命令行处理器或 DB2 Control Center 的 DB2 Command Editor 来完成。本文中的屏幕图像和说明主要使用后一种方式。（DB2 Viper 还附带了一个基于 Eclipse 的 Developer Workbench，它可以帮助程序员以图形化的方式构造查询。本文不讨论应用程序开发问题和 Developer Workbench。）
要使用 DB2 Command Editor，启动 Control Center，并选择 Tools -> Command Editor。这时将出现如 图 3 所示的窗口。在上面的面板中输入查询，单击左上角的绿色箭头运行该查询，然后可以在下面的面板中或者在 “Query Results” 选项卡中查看输出。
图 3. DB2 Command Editor，可以从 DB2 Control Center 中启动 
与在 “用 SQL 查询 DB2 XML 数据” 中一样，本文将逐步讲解一些常见的业务场景，并展示如何使用 XQuery 来满足对 XML 数据的请求。本文还探索了需要将 SQL 嵌入在 XQuery 中的更复杂的情景。
XQuery 提供了一些不同类型的表达式，这些表达式可以随意组合。每个表达式返回一系列的值，这些值又可以作为其他表达式的输入。最外面的表达式的结果就是查询的结果。
本文主要讨论两种重要的 XQuery 表达式：“FLWOR” 表达式和路径表达式。FLWOR 表达式非常像 SQL 中的 SELECT-FROM-WHERE 表达式 —— 它用于对由多项组成的一个列表进行迭代，并且可以选择返回通过在每一项上进行计算得到的值。而路径表达式则可以在分层的 XML 元素之间进行导航，并返回在路径末端找到的元素。
与 SQL 中的 SELECT-FROM-WHERE 表达式类似，XQuery FLWOR 表达式可以包含数个以某个关键词开头的子句。在 FLWOR 表达式中，有以下用于作为子句开头的关键字：
for：对输入序列进行迭代，依次将一个变量绑定到每个输入项let：声明一个变量并为之赋值，可能是一个包含多项的列表where：指定过滤查询结果的标准order by：指定结果的排序顺序return：定义所返回的结果
XQuery 中的路径表达式由一系列的 “步（step）” 组成，之间以斜杠隔开。在最简单的形式中，每一步在 XML 层次中向下导航，以发现由前一步返回的元素的孩子。路径表达式中的每一步还可以包含一个谓词，用于过滤该步返回的元素，只保留满足某种条件的元素。例如，假设变量 $clients 被绑定到包含 <Client> 元素的 XML 文档的一个列表，则 4 步路径表达式 $clients/Client/Address[state = "CA"]/zip 将返回居住在加利福尼亚的客户的邮政编码。
在很多情况下，可以任意使用 FLWOR 表达式或路径表达式编写查询。
要在 DB2 Viper 中直接执行 XQuery（而不是将它嵌入在 SQL 语句中），必须以关键字 xquery 作为查询的开头。这个关键字将指示 DB2 调用它的 XQuery 解析器来处理请求。注意，只有在使用 XQuery 作为最外层（顶层）语言的时候才需要这么做。如果是将 XQuery 表达式嵌入在 SQL 中，则不需要在语句之前加上 xquery 关键字。但是，本文使用 XQuery 作为基本语言，因此所有查询之前都加上 xquery。
当 XQuery 被作为顶层语言时，它需要一个输入数据的源。XQuery 获得输入数据的一种方式是调用一个名为 db2-fn:xmlcolumn 的函数，调用时带一个参数，表明 DB2 表中 XML 列所在的表名和该列的列名。db2-fn:xmlcolumn 函数返回存储在给定列中的一系列的 XML 文档。例如，下面的查询返回一系列包含客户联系方式信息的 XML 文档：
xquery db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')
|
您可能还记得，在我们的数据库模式中（参见 “样本数据库” 小节），我们将那些 XML 文档存储在 “clients” 表的 “contactinfo” 列中。注意，这里的列名和表名是大写的。这是因为表名和列名在被写入到 DB2 的内部编目之前通常要换成大写形式。由于 XQuery 是大小写敏感的，因此小写的表名和列名不能与 DB2 编目中的大写名称相匹配。
首先我们来看一个基本的任务。假设您要检索所有提供了有关传真信息的客户的传真号。清单 3 给出了编写该查询的一种方式：
xquery
for $y in db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')/Client/fax
return $y
|
第一行指示 DB2 调用它的 XQuery 解析器。接下来的一行指示 DB2 对包含在 CLIENTS.CONTACTINFO 列中的 Client 元素的 fax 子元素进行迭代。每个 fax 元素被依次与变量 $y 绑定。第三行指出在每次迭代中返回 $y 的值。结果为一系列的 XML 元素，如 清单 4 所示：
<fax>4081112222</fax> <fax>5559998888</fax> |
随便提一下，这里的输出还将包含与本文关系不大的一些信息：XML 版本和编码数据，例如 <?xml version="1.0" encoding="windows-1252" ?>，以及 XML 名称空间信息，例如 <fax xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">。为了使输出更简单，本文省略了这些信息。然而，对于很多 XML 应用程序来说这些信息可能很重要。如果使用 DB2 命令行处理器来运行查询，那么可以使用 -d 选项来省略 XML 声明信息，还可以使用 -i 选项以一种美观的方式打印结果。
清单 3 中显示的查询也可以用一种更简单的三步路径表达式来表达，如 清单 5 所示：
xquery
db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')/Client/fax
|
路径表达式的第一步调用 db2-fn:xmlcolumn 函数从 CLIENTS 表的 CONTACTINFO 列获得一个 XML 文档的列表。第二步返回这些文档中的所有 Client 元素，第三步则返回嵌入在这些 Client 元素中的 fax 元素。
如果您无兴趣通过查询获得 XML 片段，而只想要符合条件的 XML 元素值的文本表示，那么可以在 return 子句中调用 text() 函数，如 清单 6 所示：
xquery
for $y in db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')/Client/fax
return $y/text()
(or)
xquery
db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')/Client/fax/text()
|
上述查询的输出如 清单 7 所示：
4081112222 5559998888 |
这些示例查询的结果都相当简单，因为 fax 元素是基于基本数据类型的。当然，元素也可能基于复杂的数据类型 —— 即包含子元素（或嵌套层次结构）。例如客户联系方式信息中的 Address 元素就是这样。根据 “DB2 Viper 快速入门”（developerWorks，2006 年 4 月）中定义的模式，该元素包含街道地址、门牌号、所在城市、州、国家以及邮政编码。考虑 清单 8 中的 XQuery 将返回什么结果：
xquery
for $y in db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')/Client/Address
return $y
|
如果您猜到返回的结果是包含 Address 元素及其所有子元素的一系列的 XML 片段，那就对了。清单 9 给出了一个例子：
<Address> <street>5401 Julio Ave.</street> <city>San Jose</city> <state>CA</state> <zip>95116</zip> </Address> . . . <Address> <street>1204 Meridian Ave.</street> <apt>4A</apt> <city>San Jose</city> <state>CA</state> <zip>95124</zip> </Address> |
注意： 为了易于阅读，这里的示例输出作了格式上的调整。DB2 Command Editor 是在一行中显示每个客户地址记录的。
您可以修改上述 XQuery 例子，缩小选择范围。例如，我们来看看如何返回居住在邮政编码为 95116 的地区的所有客户的邮递地址。
与您想像的一样，通过 XQuery where 子句可以根据 XML 文档中 zip 元素的值来过滤结果。清单 10 说明了如何在 清单 8 中的 FLWOR 表达式中添加一个 where 子句，以获得您感兴趣的地址信息：
清单 10. 带有 “where” 子句的 FLWOR 表达式
xquery
for $y in db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')/Client/Address
where $y/zip="95116"
return $y
|
这里添加的 where 子句很容易理解。for 子句依次将变量 $y 绑定到每个地址。where 子句包含一个小型的路径表达式，该表达式从每个地址向下定位到其内嵌的 zip 元素。只有当这个 zip 元素等于 95116 时，where 子句才为 true（相应的地址被保留）。
通过在路径表达式中添加一个谓词也可以得到相同的结果，如 清单 11 所示：
xquery
db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')/Client/Address[zip="95116"]
|
当然，您可以根据邮政编码的值进行过滤，返回与街道地址无关的元素。而且，还可以在单个查询中根据多个 XML 元素值进行过滤。下面的查询返回居住在纽约市具有特定邮政编码（10011）的地区或圣何塞（San Jose）任何地方的客户的电子邮件信息。
清单 12. 在 FLWOR 表达式中根据多个 XML 元素值过滤
xquery
for $y in db2-fn:xmlcolumn('CLIENTS.CONTACTINFO')/Client
where $y/Address/zip="10011" or $y/Address/city="San Jose"
return $y/email
|
注意，我们更改了 for 子句，从而将变量 $y 绑定到 Client 元素，而不是绑定到 Address 元素。这样一来便可以根据 Client 元素的一部分子树（Address）过滤该元素，而返回另一部分子树（email）。where 子句和 return 子句中的路径表达式必须相对被绑定到变量（这里是 $y）的元素来编写。
通过路径表达式可以更简单地表达相同的查询：
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