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[基础教程] 【转帖】新手YAML语言介绍

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发表于 2017-9-19 20:04:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
YAML

YAML是一个可读性高的数据序列化格式。YAML参考了其他多种语言,包括:XMLC语言PythonPerl以及电子邮件格式RFC2822。Clark Evans在2001年首次发表了这种语言 ,另外Ingy d?t Net与Oren Ben-Kiki也是这语言的共同设计者。目前已经有数种编程语言或脚本语言支援(或者说解析)这种语言。

YAML是"YAML Ain't a Markup Language"(YAML不是一种标记语言)的递回缩写。在开发的这种语言时,YAML 的意思其实是:"Yet Another Markup Language"(仍是一种标记语言),但为了强调这种语言以数据做为中心,而不是以标记语言为重点,而用反向缩略语重新命名。


功能

YAML的语法和其他高阶语言类似,并且可以简单表达列表、哈希表,标量等数据形式。它使用空白符号缩排和大量依赖外观的特色,特别适合用来表达或编辑数据结构、各种配置文件、调试时的转储内容、文件标题(例如:许多电子邮件标题格式和YAML非常接近)。尽管它比较适合用来表达分层数据,不过也有紧凑的语法可以表示关联性数据。 由于YAML使用空白字符和分行来分隔数据,使得它特别适合用grepPythonPerlRuby操作。 其让人最容易上手的特色是巧妙避开各种封闭符号,如:引号、各种括号等,这些符号在嵌套结构时会变得复杂而难以辨认。


范例

简单的文件

数据结构可以用类似大纲的缩排方式呈现

---
receipt: Oz-Ware Purchase Invoice
date: 2007-08-06
customer:
  given: Dorothy
  family: Gale

items:
  - part_no: A4786
  descrip: Water Bucket (Filled)
  price: 1.47
  quantity: 4

  - part_no: E1628
  descrip: High Heeled "Ruby" Slippers
  price: 100.27
  quantity: 1

bill-to: &id001
  street: |
  123 Tornado Alley
  Suite 16
  city: East Westville
  state: KS

ship-to: *id001

specialDelivery: >
  Follow the Yellow Brick
  Road to the Emerald City.
  Pay no attention to the
  man behind the curtain.
...

注意在YAML中,字串不一定要用双引号标示。另外,在缩排中空白字符的数目并不是非常重要,只要相同阶层的元素左侧对齐就可以了。这个文件的的顶层由七个键值组成:其中一个键值"items",是个两个元素构成的数组(或称列表),这列表中的两个元素同时也是包含了四个键值的哈希表。文件中重复的部分用这个方法处理:使用锚点(&)和参考(*)标签将"bill-to"哈希表的内容复制到"ship-to"哈希表。也可以在文件中加入可选的空行,以增加可读性。在一个文档中,可同时包含多个文件,并用"---"分隔。可选的符号"..."可以用来表示文档结尾(在利用串流的通讯中,这非常有用,可以在不关闭串流的情况下,发送结束讯号)。


语言的构成元素

YAML的基本元件

YAML提供缩排/区块以及内置(inline)两种格式,来表示列表和哈希表。以下展示几种YAML的基本原件。

列表(数组

习惯上列表比较常用区块格式(block format)表示,也就是用短杠+空白字符作为起始。

--- # 最喜爱的电影
- Casablanca
- North by Northwest
- Notorious

另外还有一种内置格式(inline format)可以选择──用方括号围住,并用逗号+空白区隔(类似JSON的语法)

--- # 购物清单
[milk, pumpkin pie, eggs, juice]
哈希表

键值和数据由冒号及空白字符分开。

--- # 区块形式
name: John Smith
age: 33
--- # 內置形式
{name: John Smith, age: 33}
区块的字符

再次强调,字串不需要包在引号之内。

保存新行(Newlines preserved)data: | #译者注:這是一首著名的五行民謠(limerick)
  There once was a man from Ealing #这里曾有一个来自伊灵的人
  Who got on a bus bound to Darjeeling #他搭上一班往大吉岭的公車
  It said on the door #门上这么说的
  "Please don't spit on the floor" #"請勿在地上吐痰"
  So he carefully spat on the ceiling #所以他小心翼翼的吐在天花板上

根据设定,前方的引领空白符号(leading white space)必须排成条状,以便和其他数据或是行为(如范例中的缩排)明显区分。

折叠新行(Newlines folded)data: >
  Wrapped text #包裹的文字
  will be folded #将会被收
  into a single #进一个
  paragraph #段落内

  Blank lines denote #空白的行代表
  paragraph breaks #分段符

和保存新行不同的是,换行字符会被转换成空白字符。而引领空白字符则会被自动消去。

元素的分层组合于列表中使用哈希表- {name: John Smith, age: 33}
- name: Mary Smith
  age: 27
于哈希表中使用列表men: [John Smith, Bill Jones]
women:
  - Mary Smith
  - Susan Williams

YAML的进阶元件

这部分算是一个后续的讨论,在比较各种数数据列语言时,YAML最常被提到的特色有两个:结构和数据类型。

结构

YAML结构可以让多个文档存在一个文件中,为重复节点使用参考,使用任意节点作为键值。

数据锚节点和参考节点

为了维持文件的简洁,并避免数据输入的错误,YAML提供了结点锚节点(&)和参考节点(*)。参考会将结构加入锚点标记的内容,并可以在所有结构中可用(可以参考上面"ship-to"的范例)

下例是指令序列队列中,两个单步操作被重复使用而无需每次详细定义。

#眼部激光手术的序列器协议
---
- step: &id001 # 定义锚标签 &id001
  instrument: Lasik 2000
  pulseEnergy: 5.4
  pulseDuration: 12
  repetition: 1000
  spotSize: 1mm

- step: &id002
  instrument: Lasik 2000
  pulseEnergy: 5.0
  pulseDuration: 10
  repetition: 500
  spotSize: 2mm

- step: *id001 # 参考第一步 (使用锚标签 &id001)
- step: *id002 # 参考第二部
- step: *id001
- step: *id002
数据类型

由于YAML自动监测简单数据类型,因此显式类型在大部分的YAML文件中很难看到。数据类型可以分成三大类:核心类型(core)、定义(defined)和用户定义(user-defined)。核心类型可自动被解析器分析(例如:浮点数,整数,字串,列表,哈希表,...)。有一些高级的数据类型,例如二进制数据,在YAML规范中有被“定义”,但不是每一种解析器都支持。 最后,YAML提供一种方式在本地扩展数据类型以接受用户自定义的类,结构或原型数据(例如:四倍精度的浮点数)。

强迫转型

YAML的自动判定实体是那种数据类型。但有时使用者会想要将数据显式转型成某种类型。最常见的状况是字串,有时候可能看起来像数字或布尔值,这种时候可以使用双引号,或是使用显式类型标签。

---
a: 123 # 整數
b: "123" # 字串(使用雙括號)
c: 123.0 # 浮點數
d: !!float 123 # 浮點數,使用!!表达的显式数据类型
e: !!str 123 # 字串,使用显式数据类型
f: !!str Yes # 字串,使用显式数据类型
g: Yes # 布尔值"真"
h: Yes we have No bananas # 字串(包含"Yes"和"No")
其他特定数据类型

并非每个YAML实现都有每个特定数据类型。这些内建的类型需要在类型名称之前加上两个惊叹号前缀(!!)。包括集合(sets),有序映照(ordered maps),时间戳(timestamps)以及十六进制数据(hexadecimal)等几种尤其有趣的特定数据类型在本文没有介绍。下面这个范例则是base64编码的二进制数据(binary)。

---
picture: !!binary |
R0lGODlhDAAMAIQAAP//9/X
17unp5WZmZgAAAOfn515eXv
Pz7Y6OjuDg4J+fn5OTk6enp
56enmleECcgggoBADs=mZmE
使用者自定义数据类型扩充

许多YAML的实现允许使用者自定义数据类型。这是序列化对象的一个很不错的方法。本地数据类型不是通用数据类型,但是使用YAML解析器库定义在应用中。本地数据类型用单个惊叹号(!)表示。

---
myObject: !myClass { name: Joe, age: 15}
语法

yaml.org(英文)可以找到简短的速查表及规范全本。下面的内容,是关于基本元件的摘要。

  • YAML使用可打印的Unicode字符,UTF-8UTF-16格式均可。
  • 使用空白字符为文件缩排来表示结构;不过不能使用制表键(TAB)。
  • 注解由井字号( # )开始,可以出现在一行中的任何位置,而且范围只有一行(也就是一般所谓的单行注解)
  • 每个列表成员以单行表示,并用短杠 ( - )起始。或使用方括号[ ] ),并用逗号+空白( , )分开成员。
  • 每个哈希表的成员用冒号( : )分开键值和内容。或使用大括号({ }),并用逗号+空白( , )分开。
    • 哈希表的键值可以用问号 ( ? )起始,用来明确的表示多个词汇组成的键值。
  • 字串平常并不使用引号,但必要的时候可以用双引号 ( " )或单引号 ( ' )框住。
    • 使用双引号表示字串时,可用倒斜线( \ )开始的转义字符(这跟C语言类似)表示特殊字符。
  • 区块的字串用缩排和修饰词(非必要)来和其他数据分隔,有新行保留(preserve)(使用符号 | )或新行折叠(flod)(使用符号 > )两种方式。
  • 在单一数据流中,可用连续三个连字号---)区分多个文档。
    • 另外,还有选择性的连续三个点号( ... )用来表示文档结尾。
  • 重复的内容可使从参考标记星号 ( * )复制到锚点标记( & )。
  • 指定格式可以使用两个惊叹号 ( !! ),后面接上名称。
  • 文档中的单一文件可以使用指导指令,使用方法是百分比符号( % )。有两个指导指令在YAML1.1版中被定义:
    • %YAML 指令,用来识别文件的YAML版本。
    • %TAG 指令,被用作URI前缀的缩写。这个方法可能用于在节点类型的标签中。

YAML再使用逗号及冒号时,后面都必须接一个空白字符,这样包含标点的字串或数值(例如:5,280或http://www.wikipedia.org)就无需使用引号了。

另外还有两个特殊符号在YAML中被保留,有可能在未来的版本被使用:( @ )和( ` )。


与其他数据序列化格式语言比较

虽然YAML是参考JSONXMLSDL等语言,不过跟这些语言比起来,YAML仍有自己的特色。


JSON

JSON的语法是YAML1.2版的基础,其发布就是为了使YAML全面兼容JSON,使JSON的语法称为YAML1.2版的子集。YAML之前的版本并不是严格兼容,但差异也不是很显著,因此大部分的JSON文件都可以被某些YAML解析器(例如Syck)解析。这是因为JSON的语法结构和YAML的内置格式相同。虽然扩展的分层也可以使用类似JSON的内置格式,除非其有助于增强文档可读性,否则YAML标准并不建议这样使用。YAML的许多扩展在JSON是找不到的,如:注释、高级数据类型、关系性锚节点、不带引号的字串、保留键值顺序的哈希表。


XML和SDL

XML和SDL标签概念,在YAML中是找不到的。对于数据结构序列化,标签属性是一个存在问题的工具(尽管这是有争议的),将数据和元数据进行分离后当使用通用语言中的原生数据结构(如:哈希表、数组)进行表达时增加了复杂性。YAML则以数据类型的可扩展性作为替代(包括对象的类类型)。

YAML本身的规范中,并没有类似XML语言定义文档模式描述符(language-defined document schema descriptors)──例如验证自己本身的结构是否正确的文件。 不过,用于YAML的外部定义的模式描述述语言(例如Doctrine、Kwalify和Rx)可以完成同样的功能。另外YAXML语言定义的类型声明提供的语义已经提供了足够的方式,来辨认YAML文件是否正确。YAXML──用XML描述YAML的结构──可以让XML模式XSLT转换程式应用在YAML之上。


缩排划界

由于YAML的运作主要依赖大纲式的缩排来决定结构,这有效解决了界定符冲突(Delimiter collision)的问题。YAML的数据形态不依赖引号之特点,使的YAML文件可以利用区块,轻易的插入各种其他类型文件,如:XML、SDL、JSON,甚至插入另一篇YAML。

相反的,要将YAML置入XML或SDL中时,需要将所有空白字符和位势符号(potential sigils,如:<、>和&)转换成实体语法;要将YAML置入JSON中,需要用引号框住,并转换内部的所有引号。


非分层的数据模型

跟SDL、JSON等,每个子结点只能有单一一个父节点的阶层是模型不同,YAML提供了一个简单的关系体制,可以从树状结构的其他地方,重复相同的数据,而不必显示那些冗余的结构。这点和XML中的IDRef类似。YAML解析器在将YAML转换成物件时,会自动将那些参考数据的结构展开,所以程式在使用时并不会查觉到哪些数据是解码自这种结构。XML则不会将这种结构展开。这种表示法可以增加程式的可读性,并且在那种‘大部分参数维持和上次相同,只有少数改变’的配置文件及通讯协议中可以减少数据输入错误。一个例子是:‘送货地点’和‘购买地点’在发票的纪录中几乎都是相同的数据。


实际的考量

YAML是“面向行的”,因此很容易将有程序的非结构化输出转换成YAML格式并保留大部分的原始文件之外观。因为无需匹配封闭的标签、括弧及引号,很容易通过一个不算精致的程序的输出命令生成格式良好的YAML文档。同样,空格分隔可让面向行的命令grep、Awk、perl、ruby和Python,在快捷地过滤YAML文件时更加方便。

特别是与标记语言不同的,连续的YAML区块往往本身都是格式良好的YAML文件。这使得很容易撰写那种“在开始提取的具体记录之前,不需要'读取全部文件内容'”的解析器(通常需要匹配的起始和关闭标签、寻找引号和转移字符)。当处理一个单一静态的,整个存在内存中的数据结构将很大,或为提取一个项目来重建的整个结构,代价相当昂贵的记录档,这种特性是相当方便的。

违反直观的是,尽管它的缩排方式似乎更加复杂化了嵌套层次, YAML将缩排视为一个单一的空白,这可能会取得比其他标记语言更好的压缩比。此外,可以通过下列方式避免极深的缩排: (1)使用“内置格式”(即简称类JSON格式)而无缩排;或 (2)使用关联锚点展开阶层以形成一个摊平的格式,使得YAML解析器能透明地重组成完整的数据结构。

安全性

YAML是纯粹用来表达数据的语言,所以内部不会存代码注射的可执行命令。这代表解析器会相当(至少)安全的解析文件,而不用担心潜在与执行命令相关的安全漏洞。举例来说,JSONJavaScript的子集,使用JavaScript本身的解析器是相当诱人的,不过也造成许多代码注射的漏洞。虽然在所有数据序列化格式语言中,安全解析本质上是可能的,但可执行性却正是这样一个恶名昭彰的缺陷;而YAML缺乏相关的命令语言,可能是一个相对安全的利益。

然而,YAML允许语言特定的标签,因此支持这些标签的解析器能够创建任意本地对象。任何允许复杂对象实例可被执行的YAML解析器将会受潜在的代码注射攻击。


数据处理和呈现

XML和YAML规范为数据结点的展现、处理及储存提供了不同的逻辑模型。

XML: XML文档中的主要逻辑结构是: 1) 元素,2) 属性。对于这些基本逻辑结构,基础XML规范对于元素重复性或显示顺序等因素没有定义约束。在XML处理器的定义一致性上,XML规范仅将其归为两类: 1) 有效,2) 无效。 XML没有为API、处理模型或数据展现模型维护详细定义;尽管某些在用户或规范实现可以独立选择的其他规范中有定义,例如文档对象模型和XQuery。

对于定义有效XML内容的更丰富的模型是W3C XML模式标准。它允许对有效XML内容进行完整规范并被开源、免费和商业处理器和类库广泛支持。

YAML: YAML文档中的主要逻辑结构是: 1) 标量, 2) 列表, 3) 哈希表。 YAML规范也指出了施用于这些基本罗结构的基本约束。例如,哈希表键值是无序的。当节点顺序很重要的时候,必须使用列表。

而且,在定义L处理器的定义一致性上,YAML规范定义了两种基本操作: 1) 转储; 2) 加载。所有YAML兼容处理器必须提供至少一个操作,并可选地提供者两种操作。最后,YAML规范定义了在转储和加载操作处理时所必须创建的信息模型或“表现图” ,尽管这些表现不需要通过API被用户访问。


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虽然是转帖的,但是很不错
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 楼主| 发表于 2017-9-19 20:14:14 | 显示全部楼层
网上找了个相对全的,帮像我这样的新人打打基础。
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很有帮助,感谢。
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好好学习一下!
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