JP4606862B2 - データ変換装置 - Google Patents
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Description
これに対し、SAXは、XML文書を先頭から順に読み込み、XML文書中に現れるタグやテキストに対して逐次的に処理を行うもので、処理が高速でメモリ使用量が少ないという利点がある。しかし、逐次処理のため、データへのランダムアクセスができず、複雑な処理を行うデータ操作プログラムを作成しにくいという欠点がある。
例えば、特許文献1に記載された従来の構造化文書変換方法では、変換対象の構造化文書を、予めデータ処理の対象となるキー要素と、データ処理の対象にならない非キー要素に分け、非キー要素の内容をCSV(Comma Separated Value)形式で1つの要素にまとめた構造化文書にしておく。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるデータ変換装置100の構成を示すブロック図である。図に示すように、データ変換装置100は、変換前データ構造パタン指定記憶部101、読み込み処理生成部(読み込み処理実行部)102、変換命令記憶部103、変換処理生成部(変換処理実行部)104、読み込み処理実行部105、変換処理実行部106を備えている。読み込み処理生成部102、変換処理生成部104、読み込み処理実行部105及び変換処理実行部106は、データ変換装置100のプロセッサを、該プロセッサの動作を制御するプログラムのモジュールに従って便宜的に分割したものである。
変換前データ構造パタン指定記憶部101及び変換命令記憶部103は、データ変換装置100のメモリ、あるいはデータ変換装置100と接続された外部の記憶装置等に含まれる。
図2は、実施の形態1による変換前XMLデータの例(DATA1)を示す図である。また、図3は、実施の形態1による、図2に示す変換前XMLデータの変換後データ(DATA2)を示す図である。以下、DATA1をDATA2に変換する場合を例に取り説明する。
変換前データ構造パタン指定は、変換前データの構造パタンとタグ構造を記述したものである。
タグ構造は、変換前データのタグの親子関係を表すものである。
構造パタンは、変換前データの構造を基本構造パタンの組み合わせとして表現したものである。基本構造パタンとしては、系列型(Sequence型、以後S型と称す。)及び反復型(Repetition型、以後R型と称す。)の2つをあげることができる。
図4は、S型の構造パタンを持つXMLデータの一例を示す図である。図に示すように、<日付>の子要素が、<年>要素、<月>要素、<日>要素という異なる要素の系列となっている。
また、図5は、R型の構造パタンを持つXMLデータの一例を示す図であり、図に示すように、<登録者>の子要素は、<氏名>要素という同一の要素が繰り返す構造となっている。
<Input>要素の内容としては、変換前データのタグ構造が記述されている。ここで、<月/>、<日/>、<姓/>、<名/>のような空要素として記述された要素が変換前データで実際のデータ値を持つ末端要素となる。なお、図7はXMLによる記述例であるが、同等の情報をCSVなど他のフォーマットで記述してもよい。
S型とR型の組み合わせで表現される構造パタンの場合について説明する。例えば、図3に示すDATA2は、RS型の構造パタンを持つXMLデータであるが、DATA2の末端要素の値に対しては、図9に示す2次元配列data[i][j]を対応付けることができる。配列の第1の添え字iは、R型構造パタンで第i番目に出現した要素に対応し、配列の第2の添え字jは、R型構造パタンの第i番目の要素における、S型構造パタンの第j番目の要素に対応する。S型およびR型のN個の組み合わせまで拡張した場合、その末端要素の値は、N次元配列に対応付けて表現することが可能である。従って、データ格納用の配列としてはS型とR型の組み合わせ数に等しい次元を持つ多次元配列を用いることができる。
読み込み処理生成部102は、変換前データを読み込んで、末端要素のデータ値をデータ格納用の配列に格納する処理のプログラムを生成する。以下、そのプログラムの処理内容を説明する。
前述したように、S型およびR型の組み合わせで表現される構造パタンに対して、一般にN次元配列をデータ格納用の配列として用いることができる。図7に示す変換前データ構造パタン指定が入力されると、変換前データ構造パタンはSRS型と指定されているので、読み込み処理生成部102は、データ格納用に3次元配列data[x][y][z]を用いる。配列の大きさについては、予め定められた上限値を用いてもよいし、実際にデータの読み込みに必要な大きさを確保しながら決定してもよい。
まず、変数を初期化する(ステップST1)。初期化される変数は、3次元配列data[x][y][z]の次元を表すd、パスを保持するためのpath、3次元配列data[x][y][z]の各次元の添え字を保持するためのindex[i](i=1,2,3)である。これらに、初期値として、dに0、pathに空文字列、index[i]に1を設定する。
次に、読み込み処理生成部102は、当該タグが反復するタグかどうかを判定する(ステップST5)。<DATA1>は反復するタグではないので、ステップST7に進み、dの値を1増やして1に更新した後に、次のタグの読み込みを行うためステップST2に戻る。
次に、index[d]の値が数値であるか否かを判定する(ステップST12)。index[1]の値は1であり数値なので、これを1増やして2とし(ステップST13)、次のタグの読み込みを行うためステップST2に戻る。
次に読み込まれるタグ<予約>は開始タグであるため、まずpathが”/DATA1/予約”に更新される。また、<予約>は反復するタグではないので、dの値を1増やして2とした後に、ステップST2に戻る。
次に読み込まれるタグ<姓/>は空要素タグであり、path”/DATA1/予約/人名/姓”と配列要素名data[3][i][1]の対が対応テーブルに追加される。また、index[3]の値を1増やして2に更新する。次のタグ<名/>についても同様に、path”/DATA1/予約/人名/名”と配列要素名data[3][i][2]の対を対応テーブルに追加する。
次に読み込まれるタグ</予約>は終了タグなので、同様にpathを”/DATA1”に更新し、index[2]の値を1減らし、dを1に更新する。
次のタグ</DATA1>も終了タグであり、同様にpathを””(空文字列)、dを0に更新する。読み込み処理生成部102は、次に読み込めるタグが存在しないため処理を完了する。以上の動作により、対応テーブルが生成される。図11は、上述の処理によって生成された末端要素のパスと配列要素名との対応テーブルを示す図である。
まず、変数を初期化する(ステップST121)。初期化される変数は、パスを保持するためのpathであり、空文字列が設定される。
次に、変換前データのタグあるいは要素の内容(データ値)を1つ読み込む(ステップST122)。
次に、読み込んだタグあるいはデータ値の種類に応じた処理を行う(ステップST123)。開始タグを読み込んだ場合にはpathの末尾に”/タグ名”を追加し(ステップST124)、ステップST122に戻って次のタグ或いはデータ値を読み込む。終了タグを読み込んだ場合には、pathの末尾から”タグ名”と”/”を取り除く(ステップST125)。データ値を読み込んだ場合には、その要素のpathに対応する配列要素名を対応テーブルから取得し(ステップST126)、対応する配列要素にデータ値を代入する(ステップST128)。対応テーブルに対応する配列要素名が存在しない場合には、ステップST122に戻る。
以上の処理により、変換前データの末端要素の値がデータ格納用配列に代入される。
変換処理生成部104は、データ格納用の配列を読み込んで変換後データを生成する処理のプログラムを生成する。以下、その変換処理プログラムの処理内容を説明する。
まず、変換前データ構造パタン指定記憶部101から変換前データ構造パタンが与えられると、読み込み処理生成部102と同様に、図10に示す処理により、図11に示す変換前データの末端要素のパスと配列要素名との対応テーブルを作成する。
次に、変換命令記憶部103から変換命令を読み込み、末端要素の値を表す変換前データに対するパス以外の部分を単に文字列として出力し、変換前データに対するパスの部分は、対応テーブルを参照して配列要素名に置き換え、変数参照により値を出力する。
図14は、変換処理生成部104によって生成されたプログラムの一部の例を示す図である。なお、図14はJava(登録商標)による記述であるがC++など他のプログラミング言語を用いてもよい。
読み込み処理実行部105は、読み込み処理関数を呼び出すことにより、変換前データの読み込みを行う。また、変換処理実行部106は、変換処理関数を呼び出すことにより、変換前データの変換を実行する。例えば、前述のように生成された読み込み処理プログラムを読み込み処理実行部105が実行することにより、図2に示す変換前データが配列data[x][y][z]に格納される。
図15は、読み込み処理実行部105において読み込み処理プログラムを実行した後の配列要素それぞれの値を示す図である。
次に、図13に示す変換処理プログラムを変換処理実行部106が実行することにより、図3に示す変換後データが生成される。
図16は、実施の形態2によるデータ変換装置200の構成を示すブロック図である。図1と同一の符号は同一の構成要素を表している。
実施の形態2では、データ変換装置200は、変換前データ構造パタン指定記憶部101を備えず、構造パタン判別部201を備えている。
構造パタン判別部201は、変換前データを解析して変換前データ構造パタン指定を生成する。以下、図2に示す変換前データから図7に示す変換前データ構造パタン指定を生成する動作の一例として、DOMを用いた方法について説明する。
まず、構造パタン判別部201は、ルートノード「DATA1」を引数として処理を呼び出す(ステップST181)。引数として与えられたノード「DATA1」は、図17に示すように、子ノードに要素ノードを持つ(ステップST182、ステップST183)。また、全ての子ノードのタグ名が異なるため(ステップST184)、それぞれの子ノードを引数として再帰的に処理を呼び出す(ステップST185)。そして、子ノードに対する処理の戻り値をリストとし、その先頭に記号”S”を追加したリストを戻り値とする(ステップST186)。
一方、引数ノードが「予約」の場合、子ノードは要素ノードを2つ持つが(ステップST182、ステップST183)、タグ名が同一である(ステップST184)。従って、1つの子ノードのみを引数として再帰的に処理を呼び出す(ステップST187)。そして、子ノードに対する戻り値をリストとし、その先頭に記号”R”を追加したリストを戻り値として返す(ステップST188)。
図20は、構造パタン判別部201によるタグ構造解析処理のフローチャートである。
まず、構造パタン判別部201は、ルートノード「DATA1」を引数として処理を呼び出す(ステップST201)。引数で与えられたノード「DATA1」は子ノードに要素ノードを持つ(ステップST202、ステップST203)。また、全ての子ノードのタグ名が異なるため(ステップST204)、それぞれの子ノードを引数として再帰的に当処理を呼び出す(ステップST205)。子ノードに対する処理の戻り値を連結した文字列を生成し(ステップST206)、その先頭に文字列”<DATA1>”を、末尾に文字列”</DATA1>”追加して戻り値とする(ステップST207)。
一方、引数ノードが「予約」での呼び出しの場合、子ノードは要素ノードを2つ持つが(ステップST202、ステップST203)、タグ名が同一である(ステップST204)。従って、1つの子ノードのみを引数として再帰的に処理を呼び出す(ステップST208)。子ノードに対する戻り値の先頭に”<予約>”を末尾に”</予約>”を追加した文字列を戻り値とする(ステップST209)。また、「予約」が繰り返し要素であることを記録しておく。
以上の処理により、ルートノードを引数として図20の処理を呼び出した結果として、図21に示す文字列が得られる。
図22は、実施の形態3によるデータ変換装置300の構成を示すブロック図である。図1または図16と同一の符号は同一の構成要素を表している。実施の形態3では、データ変換装置300は、変換前データスキーマ記憶部301を備えている。
変換前データスキーマ記憶部301には、変換前データの構造を規定するためのスキーマ記述が記憶されている。図23は、図2に示す変換前データに対するスキーマ記述の例を示す図である。このスキーマ記述はDTD(Document Type Definition)と呼ばれるもので、標準化団体であるW3C(World Wide Web Consortium)によって規定されており、XML文書のスキーマ記述として最も一般的に用いられているものである。
図中、「<!ELEMENT DATA1 (月,日,予約)>」のように、「<!ELEMENT」で始まり「>」で終わる記述は要素型宣言と呼ばれる。「DATA1」の部分を要素名、「(月,日,予約)」の部分を内容モデルと呼ぶ。内容モデルにより、要素「DATA1」が「月」「日」「予約」の3つの子要素を持つこと、すなわちタグの入れ子構造が規定されている。「人名」の後ろに指定された「*」は、「人名」要素が任意の回数出現することを意味する。要素「月」「日」「姓」「名」の内容は「(#PCDATA)」によって文字列であることが規定されている。すなわち、これらは子要素を持たない末端要素である。また、開始行の「<!DOCTYPE DATA1」により、開始要素が「DATA1」であることが規定されている。
以下、図23に示すスキーマ記述に基づいて、図7の変換前データ構造パタン指定を生成する例について説明する。処理は大きく分けて、スキーマ記述から変換前データのタグ構造を表すDOM木を生成する工程と、得られたDOM木を解析して変換前データ構造パタン指定を生成する工程に分けられる。
図24は、前者の処理のフローチャートである。また、後者の処理は実施の形態2と同様であるため説明を省略する。なお、図24に示す例は、DTDの内容モデルに対する処理のみで、それ以外の内容モデルに対する処理を含んでいない。しかし、それらを追加することは容易であり、また図23のスキーマ記述から図7の変換前データ構造パタン指定の生成処理の説明を主眼とするため、必要な処理のみについて述べる。
次に、引数で与えられたノードのタグ名は「DATA1」であるので、対応する要素型宣言をスキーマ記述から参照し、内容モデルとして「(月,日,予約)」を取得する(ステップST242)。
次に、内容モデルの「月」に対して処理を行う。「月」は要素であるので、タグ名が「月」であるノードを新たに生成してルートノードの子ノードとして登録する(ステップST243〜ステップST245)。次に、新たに生成したノードを引数として図24の処理を再帰的に呼び出す(ステップST246)。
次に、内容モデルの「予約」に対して新たにノードを生成してルートノードの子ノードとして登録し、生成したノードを引数として図24の処理を再帰的に呼び出す。
データ変換装置300は、構造パタン判別部201によって生成された変換前データ構造パタン指定を用いて、変換前データの読み込み処理及び変換処理を行う。読み込み処理及び変換処理については、実施の形態1と同様なので説明を省略する。
図26は、実施の形態4によるデータ変換装置400の構成を示すブロック図である。図1と同一の符号は同一の構成要素を表している。実施の形態4では、データ変換装置400は、変換命令生成部401、変換後データスキーマ記憶部402、末端要素変換命令記憶部403を備えている。
末端要素変換命令記憶部403には、末端要素変換命令が記憶されている。末端要素変換命令は、変換後データの末端要素のタグ名と、末端要素の値として用いる変換前データを指し示すパスの対応表である。図27は、末端要素変換命令の一例を示す図である。例えば、変換後データの末端要素「日付」には、変換前データに対するパス「/DATA1/月」および「/DATA1/日」によって指定される値を用いることを意味する。
変換処理生成部104は、変換命令生成部401によって生成された変換命令を用いて変換処理プログラムを生成する。変換処理プログラムの内容と読み込み処理については、実施の形態1と同様なので説明を省略する。また、変換前データ構造パタン指定は、実施の形態2あるいは実施の形態3と同様に構造パタン判別部201によって生成するようにしてもよい。
また、スキーマを変更することで、末端要素の対応関係は保ったまま、変換後データの構造を任意に変更できるという効果が得られる。
図30は、実施の形態5によるデータ変換装置500の構成を示すブロック図である。図1と同一の符号は同一の構成要素を表している。
実施の形態5では、データ変換装置500は、処理選択部501、処理記憶部502、処理生成起動部503、構造パタン・変換命令記憶部504を備えている。
構造パタン・変換命令記憶部504には、実施の形態1による変換前データ構造パタン指定記憶部101が記憶している変換前データ構造パタン指定と、変換命令記憶部103が記憶している変換命令の組(以後、読み込み・変換指定と称す。)が複数記憶されている。図31にその一例を示す。読み込み・変換指定は、要素<TRANS>の子要素<RULE>に変換前データ構造パタン指定と変換命令の組が記述されている。図31に示す読み込み・変換指定には、<RULE>要素が2つ含まれており、1つ目の<RULE>要素は図7に示す変換前データ構造パタン指定と図13に示す変換命令の組が記述されている。
読み込み処理生成部102は、実施の形態1と同様の動作で読み込み処理プログラムを生成し、生成した読み込み処理プログラムを処理生成起動部503へ返す。
また、変換処理生成部104も実施の形態1と同様の動作で変換処理プログラムを生成し、生成した変換処理プログラムを処理生成起動部503へ返す。
処理生成起動部503は、読み込み処理プログラムと変換処理プログラムの組を、読み込み・変換指定に付与して処理記憶部502に出力する。
この時、図31に示す読み込み・変換指定中の一番目の<RULE>要素に含まれる変換前データ構造パタン指定に対する読み込み処理プログラムがparser1という名前のファイルに格納され、変換命令に対する変換処理プログラムがtranslator1という名前のファイルに格納されたとする。また、図31の二番目の<RULE>要素に含まれる変換前データ構造パタン指定に対する読み込み処理プログラムがparser2という名前のファイルに格納され、変換命令に対する変換処理プログラムがtranslator2という名前のファイルに格納されたとする。この場合、処理生成起動部503は、図32に示すように、<RULE>要素のparser属性およびtranslator属性で、生成された処理プログラムが格納されたファイル名を指定して処理記憶部502に出力する。
処理記憶部502は、処理生成起動部503によってファイル名が追加された読み込み・変換指定と、読み込み処理プログラム及び変換処理プログラムのファイルを記憶する。
なお、処理選択部501に入力される変換前データ構造パタン指定は、実施の形態1のように変換前データ構造パタン指定記憶部101から供給してもよいし、実施の形態2あるいは実施の形態3と同様に構造パタン判別部201によって生成するようにしてもよい。
Claims (5)
- 構造化文書を、異なるデータ構造に変換するデータ変換装置であって、
変換前データの構造を基本構造パタンの組み合わせとして表現した構造パタンと、上記変換前データのタグの親子関係を表すタグ構造と、上記変換前データの要素が反復することを示す反復情報とを含む変換前データ構造パタン指定を記憶する変換前データ構造パタン指定記憶部と、
上記変換前データ構造パタン指定に基づいて、上記変換前データの末端要素データ値を格納するデータ格納用配列の次元数を、上記変換前データ構造パタン指定に含まれる上記構造パタンの組み合わせ数に等しい次元に決定し、上記変換前データ構造パタン指定に含まれるタグ構造に基づいて作成された上記末端要素と配列要素名との対応テーブルを用いて、上記末端要素のデータ値を上記データ格納用配列に格納する読み込み処理実行部と、
上記変換前データを上記異なるデータ構造に変換するための変換規則を記述した変換命令を記憶する変換命令記憶部と、
上記変換前データ構造パタン指定に基づいて決定された次元を有する上記データ格納用配列に格納された上記変換前データの末端要素のデータ値を上記変換命令に記載された形式に対して代入することにより作成したデータを、変換後データとして出力する変換処理実行部を備えたデータ変換装置。 - 変換前データを解析し、その変換前データ構造パタン指定を生成する構造パタン判別部を備えたことを特徴とする請求項1記載のデータ変換装置。
- 構造パタン判別部は、変換前データのスキーマ情報に基づいて変換前データ構造パタン指定を生成することを特徴とする請求項2記載のデータ変換装置。
- 変換前データと変換後データの間での末端要素の対応関係を記憶する末端要素変換命令記憶部と、
上記変換後データのスキーマ情報を記憶する変換後データスキーマ記憶部と、
上記末端要素の対応関係と上記変換後データのスキーマ情報に基づいて、変換命令を生成する変換命令生成部を備えたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のデータ変換装置。 - 変換前データ構造パタン指定に基づいて、変換前データの末端要素データ値を格納するデータ格納用配列の次元数を決定し、末端要素のデータ値をデータ格納用配列に格納するための、読み込み処理プログラムを生成する読み込み処理生成部と、
上記変換前データ構造パタン指定に基づいて、上記データ格納用配列に格納された上記変換前データの末端要素のデータ値を変換命令に従って処理し、変換後データとして出力するための、変換処理プログラムを生成する変換処理生成部と、
上記変換前データ構想パタン指定と上記変換命令の組を複数記憶する構造パタン・変換命令記憶部と、
上記構造パタン・変換命令記憶部から、上記変換前データ構造パタン指定を取得して上記読み込み処理生成部へ供給し、上記変換命令を取得して上記変換処理生成部へ供給し、上記読み込み処理生成部から取得した読み込み処理プログラムと上記変換処理生成部から取得した変換処理プログラムを、上記構造パタン・変換命令記憶部から取得した変換前データ構造パタン指定と変換命令の組に付加して出力する処理生成起動部と、
上記処理生成起動部の出力結果を記憶する処理記憶部と、
上記処理記憶部を参照し、変換処理時に指定された変換前データ構造パタン指定に対応する読み込み処理プログラムと変換処理プログラムを上記処理記憶部から取得し、それぞれ読み込み処理実行部と変換処理実行部に供給する処理選択部を備え、
上記読み込み処理実行部と上記変換処理実行部は、上記処理選択部から供給された読み込み処理プログラム及び変換処理プログラムを実行することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のデータ変換装置。
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