XMLスキーマ

DTDは、XMLにおいて最も広くサポートされているスキーマ言語と言えるでしょう。DTDはXMLのスキーマ言語の中でも初期のもので、XMLが名前空間をサポートするようになる以前に定義されたため、広く普及しています。内部DTDはXMLプロセッサでサポートされていることが多く、外部DTDはそれほど多くはありませんが、その頻度はわずかです。複数のXML技術をサポートする大規模なXMLパーサーのほとんどは、DTDもサポートしています。

XSDには搭載されているがDTDには搭載されていない機能は以下のとおりです。

• 要素名と属性名は名前空間を考慮しています
• 要素や属性のテキストコンテンツに対して、制約（「単純型」）を定義できます。例えば、数値であることや日付を含むことを指定できます。標準で豊富な単純型が用意されており、値の範囲、正規表現、許容値の列挙などを指定することで、ユーザー定義型を追加で作成することも可能です。
• 一意性制約と参照整合性を定義するための機能はより強力です。DTD の ID および IDREF 制約とは異なり、ドキュメントの任意の部分にスコープを設定でき、任意のデータ型を使用でき、要素と属性コンテンツの両方に適用でき、複数部分にまたがることもできます (たとえば、名と姓の組み合わせは一意でなければなりません)。
• 従来、DTD のパラメータ エンティティを使用して処理されていた多くの要件は、XSD で明示的にサポートされています。例としては、単一の名前 (「block」や「inline」など) で要素のクラス全体を参照できる置換グループ、同じコンテンツ モデルを複数の要素で共有 (または制限や拡張によって適応) できる複合型、コンポーネント モデルの共通部分を 1 か所で定義して再利用できるモデル グループと属性グループなどがあります。
• XSD 1.1では、要素の内容に対する制約として、任意の条件式（ XPath式を使用）を定義する機能が追加されました。

XSDスキーマは慣例としてXMLドキュメントとして記述されるため、使い慣れた編集ツールや変換ツールを使用できます。

XSDは検証機能に加え、XMLインスタンスに型情報（スキーマ検証後情報セット（PSVI））を付加することも可能にします。これは、アプリケーションプログラムにおけるXMLインスタンスの操作を容易にすることを目的としています。具体的には、XSDで定義された型をJavaなどのプログラミング言語の型にマッピングする（「データバインディング」）か、XSLTやXQueryなどのXML処理言語の型システムを拡張する（「スキーマ認識」）ことで実現できます。

RELAX NGとW3C XML Schemaは、同様の特異性メカニズムを備えています。どちらも、スキーマを複数のファイルに分割するなど、言語にある程度のモジュール性を持たせることができます。また、どちらもXML言語で定義されているか、または定義可能です。

RELAX NGにはPSVIに相当するものはありません。W3C XML Schemaとは異なり、RELAX NGは検証と拡張（型情報とデフォルト値の追加）が分離されるように設計されています。

W3C XML Schemaには、XMLドキュメントにスキーマを添付するための正式なメカニズムがありますが、RELAX NGはセキュリティと相互運用性の理由から、意図的にそのようなメカニズムを避けています。

RELAX NG には、要素の属性リストにデフォルトの属性データを適用する機能 (つまり、XML 情報セットを変更する機能) はありませんが、W3C XML Schema にはそれがあります。繰り返しますが、この設計は意図的なものであり、検証と拡張を分離するためのものです。^{[ 9 ]}

W3C XML Schemaには、豊富な「単純型」システムが組み込まれています（xs:number、xs:dateなど、およびカスタム型の派生）。一方、RELAX NGは、独自の型ライブラリを開発するのではなく、RELAX NGとは独立して開発された型ライブラリを使用することを前提としているため、非常にシンプルなシステムとなっています。これは、一部の人にとっては欠点と見なされています。実際には、RELAX NGスキーマでは、W3C XML Schemaの事前定義された「単純型」と「制約」（パターン、maxLengthなど）を使用するのが一般的です。

W3C XML Schema では、パターンの繰り返し回数や範囲を指定できますが、RELAX NG (<oneOrMore> または <zeroOrMore>) では実際には指定できません。

W3C XML Schema は複雑で習得が難しいが、それは単なる検証以上のことをしようとしているためでもある（PSVI を参照）。

XMLで記述されていることは利点であると同時に、いくつかの点で欠点でもある。特にW3C XMLスキーマ言語は非常に冗長になりがちだが、DTDは簡潔で比較的容易に編集できる。

同様に、WXS のドキュメントとスキーマを関連付ける正式なメカニズムは、潜在的なセキュリティ問題を引き起こす可能性があります。任意のオンラインロケーションへのURIをたどる WXS バリデータの場合、ストリームの反対側から悪意のある何かを読み取る可能性があります。^{[ 10 ]}

W3C XML Schemaは、ドキュメントにデータ要素を提供するというDTDの機能のほとんどを実装していません。

W3C XML Schema が要素にデフォルト属性を追加できる機能は利点である一方、いくつかの点で欠点にもなります。つまり、スキーマが存在しないXMLファイルは、たとえそのスキーマに対して検証に合格したとしても、使用できない可能性があるということです。事実上、そのようなXMLドキュメントを使用するすべてのユーザーは、W3C XML Schema仕様を実装する必要があり、そのため、最小限のXMLパーサーや古いXMLパーサーは使用できなくなります。また、プロセッサが2つ目のXMLファイル（スキーマ）をダウンロードして処理する必要があるため、ドキュメントの処理速度が低下する可能性もあります。ただし、スキーマは通常キャッシュされるため、コストが発生するのは初回使用時のみです。

WXSは、多くの大規模なXML解析パッケージでサポートされています。Xercesと.NET Frameworkの基本クラスライブラリはどちらもWXS検証をサポートしています。

RELAX NGの言語はXMLで記述できますが、DTDに非常によく似た、より詳細な記述が可能な同等の形式も存在します。この形式はコンパクト構文と呼ばれています。ツールを使えば、機能やコメントを損なうことなく、これらの形式間を簡単に変換できます。RELAX NG XML要素間で指定された任意の要素も、コンパクト形式に変換可能です。

RELAX NGは、順序付けされていないコンテンツに対して非常に強力なサポートを提供します。つまり、スキーマ内で、パターンのシーケンスが任意の順序で出現する可能性があることを記述できます。

RELAX NGは、非決定論的なコンテンツモデルにも対応しています。つまり、RELAX NGでは、次のようなシーケンスを指定できます。

<zeroOrMore> <ref name= "odd" /> <ref name= "even" /> </zeroOrMore> <optional> <ref name= "odd" /> </optional>

バリデーターが「奇数」パターンに一致するものに遭遇した場合、データを事前に調べない限り、それがオプションの最後の「奇数」参照なのか、単にzeroOrMoreシーケンス内の1つなのかはわかりません。RELAX NGはこの種の仕様を許可しています。W3C XML Schemaはすべてのシーケンスが完全に決定論的であることを要求しているため、上記のようなメカニズムは別の方法で指定するか、完全に省略する必要があります。

RELAX NGでは、属性をコンテンツモデルの要素として扱うことができます。具体的には、以下のことが可能です。

<element name= "some_element" > <choice> <attribute name= "has_name" > <value> false </value> </attribute> <group> <attribute name= "has_name" > <value> true </value> </attribute> <element name= "name" ><text /></element> </group> </choice> </element>

このブロックは、要素「some_element」に「has_name」という名前の属性が必要であることを示しています。この属性は、true または false の値のみを取ることができ、true の場合、要素の最初の子要素はテキストを格納する「name」でなければなりません。「name」が最初の要素である必要がない場合は、他の要素とともに「interleave」要素で囲むことができます。RELAX NG では属性の指定順序に意味がないため、このブロックは要素定義の最初のブロックである必要はありません。

W3C XML Schema では、属性の内容と子要素との間のこのような依存関係を指定することはできません。

RELAX NGの仕様では、組み込み型として文字列とトークンの2種類しか記載されていませんが、実際にはさらに多くの型を定義することが可能です。理論的には、特定の型リストがないことで、プロセッサは問題領域に非常に特化したデータ型をサポートできるようになります。

ほとんどのRELAX NGスキーマは、アルゴリズムによってW3C XMLスキーマやDTDに変換できます（ただし、上記のように、これらの言語でサポートされていないRELAX NG機能を使用する場合は除きます）。逆は成り立ちません。したがって、RELAX NGはスキーマの規範的なバージョンとして使用でき、ユーザーはRELAX NGをサポートしていないツール用に他の形式に変換することができます。

RELAX NGの欠点のほとんどは、W3C XML SchemaがRELAX NGよりも優れている点に関するセクションで説明されています。

RELAX NGがユーザー定義データ型をサポートできるのは便利ですが、ユーザーが利用できるデータ型が2種類しかないという欠点があります。つまり、理論的には、複数のバリデーターでRELAX NGスキーマを使用する場合、そのバリデーターにユーザー定義データ型を提供するか、2種類の基本データ型のみを使用するかのどちらかを選択する必要があります。しかし実際には、ほとんどのRELAX NGプロセッサはW3C XMLスキーマのデータ型セットをサポートしています。

Schematronはルールベースであるため、非常に高い特異性を持ちます。要素の内容がその兄弟要素によって制御されることを要求したり、ルート要素（それがどのような要素であっても）に特定の属性を持たせることを要求したりすることも可能です。さらに、複数のXMLファイル間の必要な関係性を指定することもできます。

Schematronは関係構造の扱いに優れているものの、ドキュメントの基本構造、つまりどの要素をどこに配置できるかを指定する機能があるため、非常に冗長なスキーマになってしまう。

この問題を解決する一般的な方法は、SchematronとRELAX NGまたはW3C XML Schemaを組み合わせることです。この組み合わせ形式をサポートするスキーマプロセッサは、両方の言語で利用可能です。これにより、SchematronルールでW3C XML SchemaまたはRELAX NGで定義された構造に追加の制約を指定できます。

Schematronのリファレンス実装は、実際にはSchematronドキュメントをXMLファイルを検証するXSLTに変換するXSLT変換です。そのため、Schematronの潜在的なツールセットはあらゆるXSLTプロセッサですが、libxml2はXSLTを必要としない実装を提供しています。Sun MicrosystemsのJava用Multiple Schema Validatorには、Schematronルールが埋め込まれたRELAX NGスキーマを検証できるアドオンがあります。