要在Python中写入XML，可以使用内置的xml.etree.ElementTree模块，或是更高级的第三方库如lxml。创建XML文档、添加元素和属性、保存到文件是主要步骤。下面我们将详细介绍如何使用这两种方法。
一、使用xml.etree.ElementTree
Python的xml.etree.ElementTree模块提供了一个简单的方法来创建和操作XML数据。以下是一个基本示例：
import xml.etree.ElementTree as ET
创建根元素
root = ET.Element("root")
创建子元素并添加到根元素
child1 = ET.SubElement(root, "child1")
child1.text = "This is child 1"
child2 = ET.SubElement(root, "child2")
child2.set("attribute", "value") # 添加属性
child2.text = "This is child 2"
创建ElementTree对象
tree = ET.ElementTree(root)
保存XML到文件
tree.write("output.xml", encoding="utf-8", xml_declaration=True)
在这个示例中，我们首先创建了一个根元素，然后添加了两个子元素，并给其中一个子元素添加了属性。最后，我们将这个XML结构保存到一个文件中。
二、使用lxml库
lxml是一个功能更强大的库，可以用来处理XML和HTML。你需要先安装这个库：
pip install lxml
以下是使用lxml来写入XML的示例：
from lxml import etree
创建根元素
root = etree.Element("root")
创建子元素并添加到根元素
child1 = etree.SubElement(root, "child1")
child1.text = "This is child 1"
child2 = etree.SubElement(root, "child2")
child2.set("attribute", "value") # 添加属性
child2.text = "This is child 2"
创建ElementTree对象
tree = etree.ElementTree(root)
保存XML到文件
with open("output.xml", "wb") as f:
tree.write(f, pretty_print=True, xml_declaration=True, encoding="utf-8")
在这个示例中，我们使用了lxml.etree模块来创建和保存XML文档。lxml提供了更多的功能和更好的性能，尤其是当你需要处理复杂的XML结构时。
三、创建XML文档
创建XML文档是写入XML的第一步。无论使用哪种库，我们都需要先创建一个根元素，然后在根元素之下添加子元素。下面详细介绍如何创建XML文档。
使用xml.etree.ElementTree创建XML文档
import xml.etree.ElementTree as ET
创建根元素
root = ET.Element("library")
添加子元素
book1 = ET.SubElement(root, "book")
book1.set("id", "1")
title1 = ET.SubElement(book1, "title")
title1.text = "1984"
author1 = ET.SubElement(book1, "author")
author1.text = "George Orwell"
book2 = ET.SubElement(root, "book")
book2.set("id", "2")
title2 = ET.SubElement(book2, "title")
title2.text = "Brave New World"
author2 = ET.SubElement(book2, "author")
author2.text = "Aldous Huxley"
创建ElementTree对象
tree = ET.ElementTree(root)
在这个示例中，我们创建了一个名为library的根元素，并在根元素之下添加了两个book子元素。每个book元素都有一个title和author子元素。
使用lxml创建XML文档
from lxml import etree
创建根元素
root = etree.Element("library")
添加子元素
book1 = etree.SubElement(root, "book")
book1.set("id", "1")
title1 = etree.SubElement(book1, "title")
title1.text = "1984"
author1 = etree.SubElement(book1, "author")
author1.text = "George Orwell"
book2 = etree.SubElement(root, "book")
book2.set("id", "2")
title2 = etree.SubElement(book2, "title")
title2.text = "Brave New World"
author2 = etree.SubElement(book2, "author")
author2.text = "Aldous Huxley"
创建ElementTree对象
tree = etree.ElementTree(root)
与xml.etree.ElementTree类似，我们使用lxml.etree来创建和添加元素。
四、添加元素和属性
添加元素和属性是创建XML文档的关键步骤。我们可以使用SubElement方法来添加子元素，并使用set方法来添加属性。
添加元素
# 添加子元素
child = ET.SubElement(root, "child")
child.text = "This is a child element"
添加属性
# 添加属性
child.set("attribute", "value")
五、保存XML到文件
保存XML文档到文件是最后一步。我们可以使用ElementTree对象的write方法来保存XML文档。
使用xml.etree.ElementTree保存XML到文件
# 保存XML到文件
tree.write("library.xml", encoding="utf-8", xml_declaration=True)
使用lxml保存XML到文件
# 保存XML到文件
with open("library.xml", "wb") as f:
tree.write(f, pretty_print=True, xml_declaration=True, encoding="utf-8")
六、处理复杂的XML结构
处理复杂的XML结构可能需要更多的技巧。我们可以使用递归函数来遍历和处理嵌套的元素。
示例：处理嵌套元素
import xml.etree.ElementTree as ET
创建根元素
root = ET.Element("catalog")
添加嵌套元素
book1 = ET.SubElement(root, "book")
book1.set("id", "1")
title1 = ET.SubElement(book1, "title")
title1.text = "1984"
author1 = ET.SubElement(book1, "author")
author1.text = "George Orwell"
添加嵌套元素
publisher1 = ET.SubElement(book1, "publisher")
publisher1.set("location", "London")
name1 = ET.SubElement(publisher1, "name")
name1.text = "Secker & Warburg"
创建ElementTree对象
tree = ET.ElementTree(root)
保存XML到文件
tree.write("catalog.xml", encoding="utf-8", xml_declaration=True)
在这个示例中，我们创建了一个名为catalog的根元素，并在根元素之下添加了一个book元素。然后，我们在book元素之下添加了一个publisher元素，并在publisher元素之下添加了一个name元素。
七、使用DTD或XSD进行验证
为了确保XML文档的结构和内容符合预期，我们可以使用DTD（文档类型定义）或XSD（XML Schema Definition）进行验证。
使用DTD验证XML
from lxml import etree
定义DTD
dtd = etree.DTD('''
<!ELEMENT root (child1, child2)>
<!ELEMENT child1 (#PCDATA)>
<!ELEMENT child2 (#PCDATA)>
<!ATTLIST child2 attribute CDATA #REQUIRED>
''')
创建根元素
root = etree.Element("root")
添加子元素
child1 = etree.SubElement(root, "child1")
child1.text = "This is child 1"
child2 = etree.SubElement(root, "child2")
child2.set("attribute", "value")
child2.text = "This is child 2"
创建ElementTree对象
tree = etree.ElementTree(root)
验证XML
if dtd.validate(tree):
print("XML is valid")
else:
print("XML is invalid")
在这个示例中，我们定义了一个DTD，并使用它来验证XML文档的结构。
使用XSD验证XML
from lxml import etree
定义XSD
xsd = '''
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
<xs:element name="root">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="child1" type="xs:string"/>
<xs:element name="child2">
<xs:complexType>
<xs:simpleContent>
<xs:extension base="xs:string">
<xs:attribute name="attribute" type="xs:string" use="required"/>
</xs:extension>
</xs:simpleContent>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:schema>
'''
创建XML Schema对象
schema_root = etree.XML(xsd)
schema = etree.XMLSchema(schema_root)
创建根元素
root = etree.Element("root")
添加子元素
child1 = etree.SubElement(root, "child1")
child1.text = "This is child 1"
child2 = etree.SubElement(root, "child2")
child2.set("attribute", "value")
child2.text = "This is child 2"
创建ElementTree对象
tree = etree.ElementTree(root)
验证XML
if schema.validate(tree):
print("XML is valid")
else:
print("XML is invalid")
在这个示例中，我们定义了一个XSD，并使用它来验证XML文档的结构。
八、处理命名空间
处理XML命名空间是创建和解析XML文档时常见的问题。我们可以使用命名空间前缀来处理命名空间。
添加命名空间
from lxml import etree
定义命名空间
nsmap = {
"ns": "http://www.example.com/ns"
}
创建根元素
root = etree.Element("{http://www.example.com/ns}root", nsmap=nsmap)
添加子元素
child = etree.SubElement(root, "{http://www.example.com/ns}child")
child.text = "This is a namespaced element"
创建ElementTree对象
tree = etree.ElementTree(root)
保存XML到文件
with open("namespaced.xml", "wb") as f:
tree.write(f, pretty_print=True, xml_declaration=True, encoding="utf-8")
在这个示例中，我们定义了一个命名空间，并在创建根元素和子元素时使用了命名空间前缀。
解析命名空间
from lxml import etree
解析XML文件
tree = etree.parse("namespaced.xml")
获取根元素
root = tree.getroot()
定义命名空间
ns = {"ns": "http://www.example.com/ns"}
查找命名空间元素
child = root.find("ns:child", namespaces=ns)
print(child.text)
在这个示例中，我们解析了一个包含命名空间的XML文件，并使用命名空间前缀查找元素。
九、处理大文件
处理大文件时，我们可能需要使用流式解析器来逐行读取和处理XML文档。xml.etree.ElementTree提供了iterparse方法来实现这一功能。
使用iterparse处理大文件
import xml.etree.ElementTree as ET
逐行解析XML文件
context = ET.iterparse("large.xml", events=("start", "end"))
遍历解析事件
for event, elem in context:
if event == "start":
# 处理开始事件
if elem.tag == "record":
print(f"Start element: {elem.tag}")
elif event == "end":
# 处理结束事件
if elem.tag == "record":
print(f"End element: {elem.tag}")
elem.clear() # 清理已处理的元素，释放内存
在这个示例中，我们使用iterparse方法逐行解析一个大XML文件，并在处理完一个元素后清理它以释放内存。
十、总结
在Python中写入XML可以使用内置的xml.etree.ElementTree模块或功能更强大的lxml库。无论使用哪种方法，基本步骤都是创建XML文档、添加元素和属性、保存到文件。对于复杂的XML结构，可以使用递归函数来处理嵌套元素。为了确保XML文档的结构和内容符合预期，可以使用DTD或XSD进行验证。在处理命名空间时，可以使用命名空间前缀。此外，对于大文件，可以使用流式解析器来逐行读取和处理XML文档。通过掌握这些技巧和方法，你可以在Python中高效地创建和处理XML文档。
相关问答FAQs：
如何使用Python创建新的XML文件？
在Python中创建一个新的XML文件可以通过xml.etree.ElementTree模块实现。首先，您需要导入该模块，然后创建一个根元素，接着可以逐层添加子元素，最后使用ElementTree的write方法将其写入文件。示例代码如下：
import xml.etree.ElementTree as ET
root = ET.Element("root")
child = ET.SubElement(root, "child")
child.text = "这是子元素的文本"
tree = ET.ElementTree(root)
tree.write("output.xml", encoding='utf-8', xml_declaration=True)
上述代码将创建一个名为output.xml的文件，包含一个根元素和一个子元素。
如何在Python中更新现有的XML文件？
要更新现有的XML文件，您可以使用xml.etree.ElementTree模块读取文件，找到要修改的元素，然后更新其属性或文本内容。完成修改后，使用write方法保存更改。示例代码如下：
import xml.etree.ElementTree as ET
tree = ET.parse("existing.xml")
root = tree.getroot()
for child in root.findall("child"):
child.text = "更新后的文本"
tree.write("existing.xml", encoding='utf-8', xml_declaration=True)
此代码将读取名为existing.xml的文件，并更新所有名为child的元素的文本。
如何处理复杂的XML结构，比如属性和命名空间？
处理复杂的XML结构时，可以使用ElementTree模块的set方法为元素添加属性。对于命名空间，可以在创建元素时指定。以下是一个示例：
import xml.etree.ElementTree as ET
root = ET.Element("{http://example.com}root")
child = ET.SubElement(root, "{http://example.com}child", attrib={"id": "1"})
child.text = "带属性的子元素"
tree = ET.ElementTree(root)
tree.write("complex_output.xml", encoding='utf-8', xml_declaration=True)
上述代码创建一个包含命名空间和属性的XML文件complex_output.xml，可用于处理更复杂的XML数据结构。
