Programação de esquema, também conhecida como programação com reconhecimento de esquema ou programação de esquema XML, refere -se a técnicas de programação que aproveitam a estrutura e as restrições definidas em um esquema (como o esquema XML - Schema XSD, JSON Schema ou Protobuf Schema) para::

* Validar dados: Verifique os dados em conformidade com o esquema.
* Gere código: Produza automaticamente código (classes, funções, estruturas de dados) com base no esquema.
* Transforme dados: Converta dados de um formato para outro com base nos mapeamentos de esquema.
* Dados de consulta: Acesse e manipule dados mais facilmente conhecendo sua estrutura do esquema.
* Melhore a segurança do tipo: Forneça garantias do tipo mais forte durante o desenvolvimento.

Aqui estão os principais conceitos e princípios da programação de esquema:

1. Definição do esquema:

* A fundação: Tudo começa com um esquema. O esquema é uma descrição formal da estrutura, tipos de dados, relacionamentos e restrições aos quais uma instância de dados deve aderir. Os idiomas de esquema comum incluem:
* esquema XML (xsd): O padrão mais maduro, poderoso e complexo para dados XML. Suporta tipos de dados ricos, relacionamentos complexos de elementos e regras de validação.
* JSON Esquema: Projetado para validar dados JSON. Mais simples que o XSD, mas ainda fornece bons recursos de validação.
* buffers de protocolo (Protobuf): Mecanismo extensível e neutro de plataforma, neutro, neutro em plataforma, neutro, neutro, para serializar dados estruturados. Enfatiza a eficiência e o desempenho.
* avro: Um sistema de serialização de dados desenvolvido pelo Apache. Ele usa o JSON para definir tipos de dados e é conhecido por sua serialização de dados eficientes e recursos de evolução do esquema.
* Esquema GraphQL: Define os dados que os clientes podem solicitar e como podem consultá -los. Concentra -se no desenvolvimento da API.

* Elementos e atributos (xml): Define os blocos de construção dos dados. Os elementos representam contêineres para dados, enquanto os atributos fornecem metadados sobre elementos.

* Tipos: Define os tipos de dados permitidos para elementos e atributos (por exemplo, string, número inteiro, data, boolean, tipos personalizados).

* cardinalidade (ocorrências): Especifica quantas vezes um elemento pode aparecer (por exemplo, `mincocurs`,` maxoccurs`).

* Restrições (restrições): Impõe regras sobre os valores que um elemento ou atributo pode conter (por exemplo, expressões regulares, intervalos, enumeração).

* Relacionamentos : Define como diferentes elementos estão relacionados entre si (por exemplo, relacionamentos entre pais e filhos, referências).

2. Validação do esquema:

* aplicar a qualidade dos dados: A idéia principal é comparar uma instância de dados (por exemplo, um documento XML, um objeto JSON) com o esquema definido para verificar se ele está em conformidade com as regras do esquema.

* erros de validação: Se a instância de dados violar o esquema, será relatado um erro de validação, destacando a localização e a natureza específicas da violação.

* Validadores de esquema: Bibliotecas de software ou ferramentas que executam o processo de validação. Muitas linguagens de programação têm validadores de esquema embutidos ou prontamente disponíveis para vários idiomas de esquema.

3. Geração de código:

* Criação de código automatizada: Um esquema pode ser usado para gerar automaticamente código que representa a estrutura de dados definida no esquema. Esse código normalmente inclui classes, estruturas de dados, acessores (getters/setters) e lógica de serialização/deserialização potencialmente.

* Benefícios:
* Reduz o código de caldeira: Elimina a necessidade de escrever um código manualmente para representação de dados.
* melhora a consistência: Garante que o código reflita com precisão o esquema.
* Melhora a segurança do tipo: Fornece verificação do tipo de tempo de compilação com base no esquema.
* acelera o desenvolvimento: Ciclos de desenvolvimento mais rápidos.

* ferramentas: Muitas ferramentas e bibliotecas suportam a geração de códigos de esquemas (por exemplo, JAXB para esquema XML, compilador Protobuf, AVRO Tools).

4. Ligação de dados:

* Mapeamento de dados para objetos: A ligação de dados é o processo de mapeamento de instâncias de dados (por exemplo, documentos XML, objetos JSON) para objetos em uma linguagem de programação e vice -versa. A geração de código geralmente facilita a ligação de dados.

* serialização/deserialização: Convertendo dados de uma representação de objeto em um formato serializado (por exemplo, XML, JSON) e vice -versa.

5. Transformação do esquema (mapeamento):

* convertendo entre esquemas: Transformar dados que estão em conformidade com um esquema em dados que estão em conformidade com outro esquema. Isso geralmente envolve a definição de mapeamentos entre os elementos e atributos dos dois esquemas.

* Use casos: Integração de dados, migração de dados e interoperabilidade entre sistemas que usam diferentes formatos de dados.

* ferramentas: XSLT (para transformações XML) e outras ferramentas de mapeamento de dados.

6. Dados conforme conforme o esquema de consulta:

* Acesso estruturado: Conhecer o esquema permite uma consulta mais eficiente e direcionada de dados.

* Consulta Schema-Adare Languages: Idiomas como XPath (para XML) e ferramentas semelhantes para JSON podem aproveitar o esquema para navegar e extrair dados de documentos confortáveis ​​do esquema.

7. Evolução do esquema:

* Adaptando -se para mudar: Lidar com alterações no esquema ao longo do tempo sem quebrar os aplicativos existentes que dependem do esquema.

* Versão: Manter várias versões do esquema e fornecer mecanismos para migrar dados entre versões.

* compatibilidade para trás e para frente: Projetando alterações no esquema que mantêm a compatibilidade com versões anteriores (os aplicativos mais antigos ainda podem ler dados em conformidade com o novo esquema) ou compatibilidade encaminhada (aplicativos mais recentes podem ler dados em conformidade com o esquema mais antigo). Avro e Protobuf são particularmente bons no manuseio da evolução do esquema.

Vantagens da programação do esquema:

* Qualidade de dados aprimorada: Aplica a consistência e validade dos dados.
* Erros reduzidos: A verificação e validação do tipo mais forte captura erros no início do ciclo de desenvolvimento.
* Maior produtividade: A geração de código reduz o código da caldeira e acelera o desenvolvimento.
* melhor interoperabilidade: Ativa a troca de dados mais fácil entre os sistemas usando diferentes formatos de dados.
* Gerenciamento de dados simplificado: Fornece uma maneira clara e consistente de gerenciar e evoluir estruturas de dados.
* Manutenção aprimorada: As alterações na estrutura de dados são refletidas no esquema, facilitando a atualização e a manutenção de aplicativos.

Desvantagens da programação do esquema:

* Complexidade: A definição e gerenciamento de esquema podem ser complexos, especialmente para estruturas de dados grandes e complexas.
* Sobrecarga: A validação de esquema e a ligação de dados podem adicionar alguma sobrecarga ao desempenho do aplicativo.
* Rigidez: Esquemas podem ser rígidos, dificultando lidar com variações inesperadas de dados.
* Curva de aprendizado: Requer que os desenvolvedores aprendam um idioma de esquema e ferramentas associadas.

Em resumo, a programação de esquema é uma técnica poderosa para criar aplicativos robustos, confiáveis ​​e sustentáveis ​​que funcionam com dados estruturados. Ao alavancar os esquemas, os desenvolvedores podem melhorar a qualidade dos dados, reduzir erros e acelerar o desenvolvimento. A escolha do idioma e das ferramentas do esquema correto depende dos requisitos específicos do aplicativo.