Dokumenttypdefinition

Die Dokumenttypdefinition (englisch Document Type Definition, DTD) ist eine Deklaration in SGML- und XML-Dokumenten, die die Struktur eines solchen Dokuments festlegt.

Eine DTD beschreibt beispielsweise HTML oder XHTML; verbreitet sind auch DTDs für spezielle Einsatzgebiete wie XSL, DocBook oder TEI (Text Encoding Initiative).

In einer DTD werden Elemente (engl. elements, zum Beispiel XML-Elemente), Attribute von Elementen (engl. attributes, beispielsweise XML-Attribute), Entitäten (engl. entities, zum Beispiel XML-Entitäten) und, dies ist nur bei bestimmten SGML-Deklarationen (engl. SGML declaration) möglich, Besonderheiten der Syntax-Verwendung (beispielsweise Abkürzungen oder lokale Umdefinitionen von Zeichen) definiert. Konkret heißt das, dass in einer DTD beispielsweise die Reihenfolge der Elemente oder die Art des Inhalts von Attributen festgelegt wird bzw. werden kann.

DTD in XML

Die Syntax und Semantik einer DTD ist Bestandteil der XML-Spezifikation. Diese Entscheidung wurde später kritisiert, da die DTD-Syntax selber kein XML ist. Mit XML Schema existiert eine eigene Spezifikation zur Definition von Dokumenttypen für XML-Dokumente. XML-Schemata werden in einer XML-Syntax formuliert, bieten mehr Möglichkeiten, sind allerdings auch komplexer als DTDs.

Dokumenttyp-Deklaration

Die DTD wird zu Beginn eines XML-Dokumentes, vor dem Wurzelelement, in der Dokumenttyp-Deklaration angegeben. Die Grammatikregeln der DTD können dabei sowohl innerhalb des XML-Dokumentes (interne DTD) als auch in einer externen Datei angeben werden (drei Möglichkeiten und die eckigen Klammern können weggelassen werden, falls sie leer sind):

 <!DOCTYPE Wurzelelement SYSTEM "datei.dtd" [ ... ]>
 <!DOCTYPE Wurzelelement PUBLIC "Public Identifier" "datei.dtd" [ ... ]>
 <!DOCTYPE Wurzelelement [ ... ]>

Als Verweis auf eine Datei kann ein beliebiger URI angegeben werden. Für standardisierte DTDs gibt es bekannte Public Identifier (zum Beispiel "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" für XHTML), so dass Programme nicht jedesmal die Datei neu laden müssen, falls ihnen der Public Identifier bekannt ist

Innerhalb einer DTD-Datei bzw. der eckigen Klammern können verschiedene Markup-Deklarationen stehen, die den Dokumenttyp definieren.

Markup-Deklarationen

Innerhalb einer DTD kann die Dokumentstruktur mit Deklarationen von Elementtypen, Attributlisten, Entities und Notationen definiert werden. Dabei können spezielle Parameter-Entities benutzt werden, die DTD-Teile enthalten und nur innerhalb der DTD erlaubt sind.

Elementtyp-Deklarationen

Mit einer Elementtyp-Deklaration wird ein Element und sein möglicher Inhalt definiert. In einem validen XML-Dokument dürfen nur Elemente vorkommen, die in der DTD definiert sind.

Der Inhalt eines Elementes kann durch die Angabe anderer Elementnamen und durch einige Schlüsselwörter und Zeichen angegeben werden.

EMPTY für keinen Inhalt
ANY für beliebigen Inhalt
, für Reihenfolgen
| für Alternativen (im Sinne "entweder...oder")
Runde Klammern zum Gruppieren
Der Stern für keinmal oder beliebig oft
Das Pluszeichen für einmal oder beliebig oft
Das Fragezeichen für keinmal oder genau einmal
Wird kein Stern, Pluszeichen oder Fragezeichen angegeben, so muss das Element genau einmal vorkommen

 <!ELEMENT html (head,body)>
 <!ELEMENT hr EMPTY>
 <!ELEMENT p (#PCDATA | p | ul | ol | dl | table | pre | hr |
              h1|h2|h3|h4|h5|h6 | blockquote | address | fieldset)*>
 <!ELEMENT dl (dt|dd)+>

Attributlisten-Deklarationen

Die Liste der möglichen Attribute eines Elementes wird in einer DTD mit <!ATTLIST Elementname Attributliste> angegeben. Die Attributliste enthält durch Leerzeichen oder Zeilenumbrüche getrennt jeweils den Namen, den Typ und Vorgaben eines Attributes.

Es gibt folgende Attributtypen

CDATA
ID
IDREF und IDREFS
NMTOKEN und NMTOKENS
ENTITY und ENTITIES
NOTATION und NOTATIONS
Aufzählungen und NOTATION-Aufzählungen

Mit den Attribut-Vorgaben kann angegeben werden, ob ein Attribut vorkommen muss (#REQUIRED) oder nicht (#IMPLIED) oder einen festen Wert enthält (#FIXED) und welcher Wert als Standardwert benutzt wird, falls das Attribut bei einem XML-Tag nicht angegeben wird.

Vorgabewerte für Attribute
`#REQUIRED`	Das Attribut muss angegeben werden
`#IMPLIED`	Das Attribut ist optional
`"..."`	Standardwert, falls das Attribut weggelassen wird
`#FIXED "..."`	Das Attribut hat immer einen festen Standardwert

Beispiel

 <!ATTLIST img 
    id     ID       #IMPLIED
    src    CDATA    #REQUIRED
    alt    CDATA    #IMPLIED
    ismap  (ismap)  #IMPLIED
 >

Entity-Deklarationen

Eine Entity ist eine benannte Abkürzung für eine Zeichenkette oder ein externes Dokument, die innerhalb der DTD oder des XML-Dokumentes, das diese DTD benutzt, verwendet werden kann. Eine Entity-Referenz der Form &Name; wird dabei durch den Inhalt der Entity ersetzt.

Interne Entities bestehen aus Zeichenketten. Diese können selber wieder Entity-Referenzen und wohlgeformtes XML-Markup enthalten:

 <!ENTITY name   "Benedikt">
 <!ENTITY papst  "&name;, der XVI.">
 <!ENTITY wplink "<a href='http://de.wikipedia.org'>Wikipedia</a>">

Externe Entities bestehen aus dem Inhalt einer Datei, auf die verwiesen wird. Dabei kann wieder ein Public Identifier benutzt werden.

 <!ENTITY kapitel1 SYSTEM "kapitel1.xml">
 <!ENTITY wichtig PUBLIC "-//privat//WICHTIG//" "wichtig.xml">

Bei externen Entities kann zusätzlich angegeben werden, dass es sich um eine nicht analysierte Entity handelt, deren Inhalt aus beliebigen Daten besteht, die durch eine Entity-Referenz nicht ersetzt werden müssen. In diesem Fall muss eine Notation angegeben werden (hier "gif").

 <!ENTITY bild SYSTEM "../grafiken/bild.gif" NDATA gif>

Notation-Deklarationen

Notationen sind Hinweise zur Interpretation von externen Daten, die nicht direkt vom XML-Parser verarbeitet werden. Notationen können sich beispielsweise auf ein Dateiformat für Bilder beziehen.

 <!NOTATION Datentyp SYSTEM "URL">
 <!NOTATION Datentyp PUBLIC "Identifikator">

NMTOKEN-Deklarationen

NMTOKEN (name token) ist mit einem XML-Namen verwandt, geht jedoch freizügiger mit den Regeln zur Namensgebung um. So sind bei einem NMTOKEN Namen mit führender Ziffer oder führendem Punkt erlaubt, wohingegen bei einem XML-Name nur Buchstaben, Ideographen und underlines an erster Stelle erlaubt sind. Somit ist jeder XML-Name auch ein NMTOKEN, jedoch nicht umgekehrt.
Beispiele für NMTOKEN:

12alpha
.crc

Deklarations-Beispiel:

<!ATTLIST birthdate
   year NMTOKEN #REQUIRED
>

Parameter-Entities

Parameter-Entitäten enthalten eine benannte Zeichenkette, die mittels %Name; an fast allen Stellen innerhalb einer DTD eingesetzt werden kann. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise externe Dateien in eine DTD einbinden und mehrfach vorkommende Bestandteile abkürzen. Parameter-Entitäten werden wie normale Entities deklariert wobei vor dem Elementnamen ein einzelnes Prozentzeichen steht. Beispiel:

 <!ENTITY % datei SYSTEM "andere-datei.ent">
 %andere-datei;

 <!ENTITY % foo.inhalt "(bar|doz)*">
 <!ELEMENT foo %foo.inhalt;>

Bedingte Abschnitte

Ein bedingter Abschnitt ist ein Konstrukt, um Deklarationen ein- oder auszuschalten. Beispiel:

 <![INCLUDE[
   <!ENTITY hallo "welt">
 ]]>

Schaltet die Deklaration von hallo ein. Entsprechend gilt:

 <![IGNORE[
   <!ENTITY hallo "welt">
 ]]>

um hallo auszuschalten.

Man verwendet bedingte Abschnitte wie oben jedoch nicht allein, sondern meist im Zusammenspiel mit Parameter-Entities:

 <![%hallo;[
   <!ENTITY hallo "welt">
 ]]>

Das Parameter-Entity %hallo; ist durch eine der möglichen Schlüsselwörter INCLUDE oder IGNORE belegt. Je nach Belegung wird das Entity hallo deklariert oder nicht.

Durch diese Art der Schreibweise kann ein bedingter Abschnitt durch Überschreibung von Parameter-Entities angepasst werden.

Sonstiges

externe Entitäten und nicht-validierende Parser

Beispiel

Kurzes XML-Dokument mit Verweis auf ein DTD

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE hallo SYSTEM "hallo.dtd"> 
<hallo>Hallo Welt!</hallo>

Der Inhalt des dazupassenden DTDs

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE hallo  [
<!ELEMENT hallo (#PCDATA)> 
]>

Weblinks