XML für Einsteiger Schulung: XPath, XSLT und XML Schema

XML – Einführung

• Was ist XML? Auszeichnungssprache für Daten, Abgrenzung zu HTML
• Die XML-Familie im Überblick: DTD, XML Schema, Namespaces, XPath, XSLT, Schematron
• Daten mit XML beschreiben: Elemente, Attribute und Hierarchie entwerfen
• Vorteile und Nachteile: Prüfbarkeit und Langlebigkeit gegenüber Umfang und Aufwand
• XML in der Praxis: Office-Dateien, SVG, RSS und Atom, Sitemaps, Konfigurationsdateien
• Werkzeuge einrichten: VS Code mit XML-Erweiterung, xmllint und Saxon

XML-Syntax, Wohlgeformtheit und Namespaces

• Arten von XML-Inhalten: Elemente, Attribute, Text, Kommentare, CDATA, Verarbeitungsanweisungen
• Richtige XML-Syntax: XML-Deklaration, Wurzelelement, Groß- und Kleinschreibung, Entitäten
• Zeichenkodierung UTF-8, Byte Order Mark und typische Umlaut-Fehler
• Wohlgeformt oder gültig? Der Unterschied und wie Parser auf Fehler reagieren
• XML-Namespaces: Präfixe, Standard-Namespace und Namenskonflikte vermeiden
• Unsere erste XML-Datei: einen Produktkatalog anlegen und auf Wohlgeformtheit prüfen

XML mit CSS darstellen (Bestandsanwendungen)

• XML und CSS-Stile: Stylesheet per <?xml-stylesheet?> einbinden
• Stilisierung von XML-Tags: Elemente als Block, Liste oder Tabelle anzeigen
• Fortgeschrittenes CSS mit XML: Attributselektoren, generierte Inhalte und ihre Grenzen

XML mit dem DOM verarbeiten

• Kurze Einführung in das DOM: Knotenbaum, Elemente, Attribute und Textknoten
• XML im Browser mit DOMParser einlesen und Parserfehler erkennen
• Dokumentinhalte erkennen: Knoten durchlaufen, getElementsByTagNameNS und Attribute lesen
• Dokumentinhalte erstellen mit createElementNS und mit XMLSerializer ausgeben
• Alles zusammenbringen: XML-Datei laden, auswerten und als HTML-Tabelle anzeigen
• XML außerhalb des Browsers: ElementTree und lxml in Python als Ausblick

XML und andere Datenformate

• XML versus JSON: Datentypen, Attribute, Namespaces und warum Web-APIs JSON bevorzugen
• XML versus CSV: Hierarchie, Pflichtfelder und Trennzeichen-Probleme
• Werkzeuge für den Datenaustausch: Konvertieren zwischen XML, JSON und CSV
• Excel und XML: Daten aus XML importieren und Tabellen als XML exportieren

Abfragen mit XPath

• Was ist XPath? Pfade, Achsen, Knotentests und Prädikate
• XPath-Beispiele: Elemente nach Attributwert, Position und Textinhalt auswählen
• Funktionen wie count(), sum(), contains() und normalize-space()
• XPath und JavaScript: document.evaluate und XPathResult im Browser
• XPath 1.0 auf der Kommandozeile mit xmllint --xpath und Namespaces in Ausdrücken
• XPath 3.1 im Überblick: Sequenzen, Maps, Arrays und Zugriff auf JSON

Umwandeln mit XSLT

• Was ist XSLT? Vorlagen, Mustervergleich und der Verarbeitungsablauf
• Die Verwendung von XSLT mit XML: Stylesheet im Browser einbinden oder mit Prozessor ausführen
• XSLT im Browser: Version 1.0 in Bestandsanwendungen, Abschaltung ab Chrome 158, Entfernung auch in Firefox geplant
• XSLT 3.0 mit Saxon-HE auf der Kommandozeile und SaxonJS im Browser
• Einfaches XSLT: XML in eine HTML-Seite umwandeln
• XSLT und CSS: erzeugtes HTML mit einem Stylesheet gestalten
• Wiederholung von Elementen mit xsl:for-each und xsl:apply-templates
• Bedingte Logik mit xsl:if und xsl:choose
• Sortieren mit xsl:sort und Gruppieren mit xsl:for-each-group in XSLT 2.0/3.0
• Ausgabe als Text oder CSV und JSON-Erzeugung mit XSLT 3.0

Dokumenttyp-Definitionen (DTD)

• Was ist eine DTD? Einsatz in älteren Formaten und Grenzen gegenüber XML Schema
• DTD-Syntax: interne und externe Teilmenge, <!DOCTYPE>
• Elemente deklarieren: Inhaltsmodelle, Häufigkeiten mit ?, * und +
• Deklarieren von Attributen: CDATA, ID, Aufzählungen, #REQUIRED und #IMPLIED
• Assoziieren einer DTD mit XML-Daten und Validierung mit xmllint --valid

XML Schema und Schematron

• Was ist ein XML-Schema? XSD als XML-Dokument mit Datentypen
• Anatomie eines Schemas: xs:schema, targetNamespace und xsi:schemaLocation
• Deklarieren von Elementen: einfache und komplexe Typen, xs:sequence, minOccurs
• Deklarieren von Attributen: Pflichtattribute, Standardwerte und Einschränkungen
• Wertebereiche einschränken: Muster, Aufzählungen, Längen und Zahlenformate
• Dokumente gegen ein Schema validieren und Fehlermeldungen richtig lesen
• Schematron: fachliche Regeln mit XPath prüfen, die ein Schema nicht ausdrücken kann

E-Rechnung mit XRechnung und ZUGFeRD

• E-Rechnungspflicht in Deutschland: Empfang seit 2025, Übergangsfristen für den Versand
• Europäische Norm EN 16931 und die Syntaxen UBL und UN/CEFACT CII
• Aufbau einer XRechnung: Verkäufer, Käufer, Positionen, Steuern und Summen
• ZUGFeRD und Factur-X: XML-Daten in einer PDF/A-3-Datei, Profile und ihre Bedeutung
• Rechnungen mit dem KoSIT-Validator prüfen und Prüfberichte auswerten
• XRechnung mit XSLT lesbar darstellen und Daten per XPath für die Buchhaltung herausziehen

Sicher mit XML arbeiten

• XML External Entities (XXE) und Entity-Expansion: Angriffe und sichere Parser-Einstellungen
• Große XML-Dateien streamend verarbeiten statt komplett in den Speicher zu laden
• Schemas und DTDs nicht aus dem Netz nachladen: lokale Auflösung über XML-Kataloge

XML mit Coding-Agenten

• XPath-Ausdrücke vom Agenten vorschlagen lassen und Treffer mit xmllint --xpath gegen Beispieldateien prüfen
• XSLT-Vorlagen iterativ entwickeln: Saxon ausführen, Ausgabe mit erwarteter Datei vergleichen
• Jede vom Agenten geänderte XML-Datei automatisch gegen XSD und Schematron-Regeln validieren
• Schema aus Beispieldaten entwerfen lassen und Pflichtfelder sowie Datentypen fachlich nachschärfen
• Nur anonymisierte Testrechnungen an den Agenten geben, keine echten Rechnungs- oder Kundendaten

Praxisprojekt: Eingangsprüfung für E-Rechnungen

• Testrechnungen im Format XRechnung (UBL und CII) und ZUGFeRD einlesen und Pflichtangaben prüfen
• Validierung mit Schema, Schematron und KoSIT-Validator, Fehler in einer Übersicht sammeln
• XSLT-Ansicht der Rechnung als HTML und Export der Rechnungspositionen als CSV