YAML

YAML()是一個可讀性高,用來表達資料序列化的格式。YAML參考了其他多種語言,包括:C語言、Python、Perl,並從XML、電子郵件的數據格式(RFC 2822)中獲得靈感。Clark Evans在2001年首次發表了這種語言,另外Ingy döt Net與Oren Ben-Kiki也是這語言的共同設計者。目前已經有數種程式語言或腳本語言支援(或者說解析)這種語言。

YAML是"YAML Ain't a Markup Language"(YAML不是一種标记語言)的遞迴縮寫。在開發的這種語言時,YAML的意思其實是:"Yet Another Markup Language"(仍是一種标记語言),但為了強調這種語言以數據為中心,而不是以标记語言為重點,而用反向缩略语重新命名。

功能
YAML的語法和其他高階語言類似,並且可以簡單表達清單、散列表,純量等資料形態。它使用空白符號縮排和大量依賴外觀的特色,特別適合用來表達或編輯資料結構、各種設定檔、傾印除錯內容、文件大綱(例如:許多電子郵件標題格式和YAML非常接近)。儘管它比較適合用來表達階層式(hierarchical model)的資料結構,不過也有精緻的語法可以表示關聯性(relational model)的資料。由於YAML使用空白字元和分行來分隔資料,使得它特別適合用grep/Python/Perl/Ruby操作。其讓人最容易上手的特色是巧妙避開各種封閉符號,如:引號、各種括號等,這些符號在巢狀結構時會變得複雜而難以辨認。

範例
簡單的文件
資料結構可以用類似大綱的縮排方式呈現


receipt: Oz-Ware Purchase Invoice
date: 2012-08-06
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
size: 8
price: 133.7
quantity: 1

bill-to: &id001
street: |
123 Tornado Alley
Suite 16
city: East Centerville
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,字串不一定要用雙引號標示。另外,在縮排中空白字元的數目並不是非常重要,只要相同階層的元素左側對齊就可以了(不過不能使用TAB字元)。這個文件的頂層由七個鍵值組成:其中一個鍵值"items",是兩個元素構成的陣列(或稱清單),這清單中的兩個元素同時也是包含了四個鍵值的雜湊表。文件中重複的部分用這個方法處理:使用錨點(&)和引用(**)標籤將"bill-to"雜湊表的內容複製到"ship-to"雜湊表。也可以在文件中加入選擇性的空行,以增加可讀性。在一個檔案中,可同時包含多個文件,並用"---"分隔。選擇性的符號"...*"可以用來表示檔案結尾(在利用串流的通訊中,這非常有用,可以在不關閉串流的情況下,發送結束訊號)。

語言的構成元素
YAML的基本元件
YAML提供縮排/區塊以及內置(inline)兩種格式,來表示清單和雜湊表。以下展示幾種YAML的基本元件。

清單(陣列)
習慣上清單比較常用區塊格式(block format)表示,也就是用短槓+空白字元作為起始。

--- # 最喜愛的電影

  • Casablanca
  • North by Northwest
  • Notorious

另外還有一種內置格式(inline format)可以選擇──用方括號圍住,並用逗號+空白區隔(類似JSON的語法)。

--- # 購物清單
[milk, pumpkin pie, eggs, juice]

關聯陣列
鍵值和資料由冒號及空白字元分開。區塊形式(常使用於YAML數據文檔中)使用縮進和換行符分隔key: value對。內置形式(常使用於YAML數據串流中)在大括號中使用逗號+空白字元分隔key: value對。

--- # 區塊形式
name: John Smith
age: 33
--- # 內置形式
{name: John Smith, age: 33}

區塊的字符
再次強調,字串不需要包在引號之內。

有兩種語法可以書寫多行文字(multi-line strings),一種為保留換行(使用|字元),另一種為摺疊換行(使用>字元)。兩種語法在其特殊字元之後都必須接著換行。

保留換行(Newlines preserved)
data: | # 譯者注:這是一首著名的五行民謠(limerick)
There once was a man from Darjeeling # 這裡曾有一個人來自大吉嶺
Who got on a bus bound for Ealing # 他搭上一班往伊靈的公車
It said on the door # 門上這麼說的
"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

根據預設,每行開頭的縮排(以首行為基準)和行末空白會被去除,而不同的縮排會保留差異。

不保留换行(Chomping Final Line Break)
使用保留換行時,作為最後一行結尾的換行(\n)會包含在文本之內,若希望使用此縮排方式,但不想要含有最後的換行,可以使用Chomping Final Line Break。

data: |- # 譯者注:這是一首著名的五行民謠(limerick)
There once was a man from Darjeeling # 這裡曾有一個人來自大吉嶺
Who got on a bus bound for Ealing # 他搭上一班往伊靈的公車
It said on the door # 門上這麼說的
"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

摺疊換行(Newlines folded)
data: >
Wrapped text # 摺疊的文字
will be folded # 將會被收
into a single # 進單一一個
paragraph # 段落

Blank lines denote # 空白的行代表
paragraph breaks # 段落之間的區隔

和保留換行不同的是,只有空白行才視為換行,原本的換行字元會被轉換成空白字元,而行首縮排會被去除。

階層化的元素
於清單中使用雜湊表

  • {name: John Smith, age: 33}
  • name: Mary Smith

age: 27

於雜湊表中使用清單
men: [John Smith, Bill Jones]
women:

  • Mary Smith
  • Susan Williams

YAML的進階元件
這部分算是一個後續的討論,在比較各種數資料列語言時,YAML最常被提到的特色有兩個:關係樹和資料形態。

樹狀結構之間的交互參照
資料合併和參考
為了維持文件的簡潔,並避免資料輸入的錯誤,YAML提供了節點參考(*)和雜湊合併(
#眼部雷射手術之標準程序
---

  • step: &id001 # 定義錨點標籤 &id001

instrument: Lasik 2000
pulseEnergy: 5.4
pulseDuration: 12
repetition: 1000
spotSize: 1mm

  • step:

# 加入其他鍵值
warn patient of
audible pop

資料形態
由於自動判定資料形態的功能,嚴格型態(也就是使用者有宣告的資料形態)很難在大部分的YAML文件中看到。資料型態可以被區分成三大類:原碼(core),定義(defined),使用者定義(user-defined)。原碼可以自動被解析器分析(例如:浮點數,整數,字串,清單,映射,...)。有一些進階的資料形態──例如位元資料──在YAML中有被「定義」,但不是每一種解析器都有支援。最後,YAML支援使用者自定的區域變數,包括:自訂的類別,結構或基本型態(例如:四倍精度的浮點數)。

強迫轉型
YAML的自動判定資料形態是哪一種實體。但有時使用者會想要將資料強迫轉型成自定的某種型態。最常見的狀況是字串,有時候可能看起來像數字或布林值,這種時候可以使用雙引號,或是使用嚴格型態標籤。


a: 123 # 整數
b: "123" # 字串(使用雙引號)
c: 123.0 # 浮點數
d: !!float 123 # 浮點數,使用!!表達的嚴格型態
e: !!str 123 # 字串,使用嚴格型態
f: !!str Yes # 字串,使用嚴格型態
g: Yes # 布林值"真"(yaml1.1)或字串"Yes"(yaml1.2)
h: Yes we have No bananas # 字串(包含"Yes"和"No")

其他特殊資料形態
除了一般的資料形態之外,使用者也可以使用一些較為進階的型態,但不保證可被每種解析器分析。使用時和強迫轉型類似,要在形態名稱之前加上兩個驚嘆號(!!)。有幾種重要的形態在本篇沒有討論,包括集合(sets),有序映照(ordered maps),時間戳記(timestamps)以及十六進位資料(hexadecimal)。下面這個範例則是位元資料(binary)


picture: !!binary |
R0lGODdhDQAIAIAAAAAAANn
Z2SwAAAAADQAIAAACF4SDGQ
ar3xxbJ9p0qa7R0YxwzaFME
1IAADs=

使用者自行擴充的資料形態
許多YAML的實現允許使用者自訂資料形態。在將一個物件序列化時,這個方法還頗方便的。某些區域資料形態可能不存在預設的資料形態中,不過這種型態在特定的YAML應用程式中是有定義的。這種區域資料形態用驚嘆號( ! )表示。


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

語法
在yaml.org(英文)可以找到輕巧而好用的小抄(亦是用YAML表示)及格式說明。下面的內容,是關於基本元件的摘要。

  • YAML使用可列印的Unicode字元,可使用UTF-8或UTF-16。
  • 使用空白字元為文件縮排來表示結構;不過不能使用跳格字元(TAB)。
  • 註解由井字號( # )開始,可以出現在一行中的任何位置,而且範圍只有一行(也就是一般所謂的單行註解)
  • 每個清單成員以單行表示,並用短槓+空白( -   )起始。或使用方括號( [ ] ),並用逗號+空白( ,   )分開成員。
  • 每個雜湊表的成員用冒號+空白( :   )分開鍵值和內容。或使用大括號( {   } ),並用逗號+空白( ,   )分開。

雜湊表的鍵值可以用問號 ( ? **)起始,用來明確的表示多個詞彙組成的鍵值。

  • 字串平常並不使用引號,但必要的時候可以用雙引號 ( " )或單引號 ( ' )框住。

使用雙引號表示字串時,可用倒斜線( \ **)開始的跳脫字元(這跟C語言類似)表示特殊字元。

  • 區塊的字串用縮排和修飾詞(非必要)來和其他資料分隔,有新行保留(preserve)(使用符號 | )或新行摺疊(flod)(使用符號 > )兩種方式。
  • 在單一檔案中,可用連續三個連字號(---)區分多個檔案。

另外,還有選擇性的連續三個點號( ... **)用來表示檔案結尾。

  • 重複的內容可使從參考標記星號 (* )複製到錨點標記( & **)。
  • 指定格式可以使用兩個驚嘆號 ( !! ),後面接上名稱。
  • 檔案中的單一文件可以使用指導指令,使用方法是百分號( % )。有兩個指導指令在YAML1.1版中被定義:

** %YAML 指導指令,用來識別文件的YAML版本。
** %TAG 指導指令,被用在URI的字首標記。這個方法在標記節點的型態時相當有用。
YAML在使用逗號及冒號時,後面都必須接一個空白字元,所以可以在字串或數值中自由加入分隔符號(例如:5,280或http://www.wikipedia.org)而不需要使用引號。

另外還有兩個特殊符號在YAML中被保留,有可能在未來的版本被使用--( @ )和( ` )。

與其他数据序列化格式比較
雖然YAML是參考JSON,XML和SDL等語言,不過跟這些語言比起來,YAML仍有自己的特色。

JSON
JSON的語法是YAML1.2版的子集,,同時非常接近 YAML1.0與1.1版的子集,因此大部分的JSON文件都可以被YAML的剖析器剖析。這是因為JSON的語法結構和YAML的內置格式相同。雖然大範圍的分層也可以使用類似JSON的內置格式,不過YAML標準並不建議這樣使用,除非這樣編寫能讓文件可讀性增加。YAML的許多擴展在JSON是找不到的,如:進階資料形態、關係錨點、字串不需要雙引號、映射資料形態會儲存鍵值的順序。

XML和SDL
XML和SDL標籤概念,在YAML中是找不到的。對於資料結構序列(儘管這是有爭議的),標籤屬性的特色就是可以將資料及複雜資料附加資訊分離,並將各種原生資料結構(如:雜湊表、陣列)用同一種語言表示。YAML則以資料的可擴展性作為替代。(包括為了模擬物件的類別型態)在YAML本身的規範中,並沒有類似XML的語言定義文件剛要(language-defined document schema descriptors)──例如驗證自己本身的結構是否正確的文件。不過,YAML綱要描述語言(YAML schema descriptor language)是存在的。另外還有YAXML──用XML描述YAML的結構──可以讓XML Schema與XSLT轉換程式應用在YAML之上。況且,在一般使用的情況下,YAML豐富的定義型態之語法已經提供了足夠的方式,來辨認YAML文件是否正確。

缩进劃界
由於YAML的運作主要依賴大綱式的缩进來決定結構,這有效解決了界定符衝突(Delimiter collision)的問題。YAML的資料形態不依賴引號之特點,使的YAML文件可以利用區塊,輕易的插入各種其他類型文件,如:XML、SDL、JSON,甚至插入另一篇YAML。


example: >
HTML goes into YAML without modification
message: |

"Three is always greater than two,
even for large values of two"

--Author Unknown

相反的,要將YAML置入XML或SDL中時,需要將所有空白字元和位勢符號(potential sigils,如:*&*)轉換成實體語法;要將YAML置入JSON中,需要用引號框住,並轉換內部的所有引號。

非階層式的資料模型
跟SDL、JSON等,每個子結點只能有單一一個父節點的階層式模型不同,YAML提供了一個簡單的關係體制,可以從樹狀結構的其他地方,重複相同的資料,而不必顯示那些冗餘的結構。這點和XML中的IDRef類似YAML剖析器在將YAML轉換成物件時,會自動將那些參考資料的結構展開,所以程式在使用時並不會查覺到哪些資料是解碼自這種結構。XML則不會將這種結構展開。這種表示法可以增加程式的可讀性,並且,在那種『大部分參數維持和上次相同,只有少數改變』的設定檔及通訊協定中,可以減少數據輸入錯誤。一個例子是:『送貨地點』和『購買地點』在發票的紀錄中幾乎都是相同的資料。

實際的考量
YAML是「行導向的」,因此,就算想由現有程序的混亂輸出,轉換成YAML格式,並保留大部分的原始文件之外觀,也非常簡單。因為他不需要平衡封閉的標籤、括弧及引號,可以從很簡單的利用程式,從報表產生YAML。同樣,空格分隔可讓使用行導向的命令如:grep、Awk、perl、ruby,和Python,來應急性的過濾YAML文件時更加方便。

特別是與標記語言不同的,連續的YAML區塊導向-{}-往往是格式良好的YAML文件本身。這使得很容易撰寫那種「在開始提取的具體記錄之前,不需要'讀取全部文件內容'」的解析器(通常需要平衡起始和關閉標籤、尋找引號和跳脫字符)。當處理一個單一靜態的,整個存在記憶體中的資料結構將很大,或為提取一個項目來重建的整個結構,代價相當昂貴的記錄檔,這種特性是相當方便的。

值得討論的是,儘管它的縮排方式似乎複雜化了深度很大的巢狀層次, YAML將縮排視為一個單一的空白,這可能會取得比其他標記語言更好的壓縮比。此外,極深的縮排可以完全避免的是: (1)使用“內置格式”(即簡稱類JSON格式)而無縮排;或 (2)使用關聯錨點展開階層以形成一個攤平的格式,使得YAML解析器能透明地重組成完整的數據結構。

安全性
YAML是純粹用來表達資料的語言,所以內部不會存代碼注射的可執行命令。這代表剖析器會相當(至少)安全的解析文件,而不用擔心潛在與執行命令相關的安全漏洞。舉例來說,JSON是JavaScript的子集,因此可能有人想使用JavaScript本身的剖析器直接eval,不過这样一来就造成許多代碼注射的漏洞。雖然在所有資料序列語言中,安全解析本質上是可能的,但可執行性卻正是這樣一個惡名昭彰的缺陷;而YAML缺乏相關的命令語言,可能是一個相對安全的利益。

資料處理和呈現
XML和YAML規範提供非常不同的邏輯模型來進行資料結點的展現、處理及儲存。

實作與函式庫
移植性
簡單的YAML檔案(例如:簡單的鍵值對)不需要完整的YAML剖析器,便可以被正則表達式解析。許多常用的程式語言──純用某個語言,讓函式庫具有可攜性──都有的YAML的產生器和剖析器。當效能比較重要時,也有許多和C語言綁定的函式庫可使用。

C語言函式庫
*libYAML 2007年6月時,這個YAML的函式庫漸趨穩定,並被YAML格式作者推薦。
*SYCK 這個實現支援大部分1.0版的格式,並且被廣泛的使用。它使用高階解釋型語言進行最佳化。在2005年之後,這個專案已經不再更新,不過仍可使用。

其他函式庫
下面幾種程式語言都有與YAML相關的函式庫:

*C++
**用C++將libYaml包裝
*Go
**go-yaml 借鉴 C 库 libyaml 设计的 Go 语言移植。
*Haskell
** Haskell Reference wrappers
*Java
**jvyaml 以Syck為基礎設計。
**JYaml 純Java的實現。
*JavaScript
**原生的JavaScript即可產生YAML,但不能解析。
**YAML JavaScript 同時支持產生和解析。
*Objective-C
**Cocoa-Syck
*OCaml
**OCaml-Syck
*Lua
**Lua-Syck
*Perl
**CPAN YAML 一個通用的介面,被數個YAML解析器使用。
**YAML::Tiny YAML簡化版的實現。擁有小巧輕快的優點──比完整功能的YAML實現快上許多,並用純Perl寫成。
**YAML::Syck 與SYCK函式庫綁定。提供快速、功能豐富(highly featured)的YAML解析器。
**YAML::XS 與LibYaml綁定。提供1.1版更好的相容性。
*PHP
**Spyc 純PHP的實現。
**PHP-Syck(與SYCK函式庫綁定)
**sfYaml 为symfony项目重写的Spyc, 可独立使用,可以產生和解析YAML文件。
*Python
**PyYaml 純Python,或可選用LibYAML的函式庫。
** PySyck 與SYCK綁定。
*Ruby(從1.8版開始,YAML解析器成為標準函式庫之一。以SYCK為基礎。)
**Ya2YAML 具有完全的UTF-8支持
*R
**CRAN YAML 以SYCK為基礎。
*.NET
** .NET Parser
** YamlDotNet
*Scala
**scala-yaml
*Tcl
**在Tcl 8.4中可用
*XML YAXML (當前仍在設計中)

常見錯誤與使用細節
*編輯器:
**建議使用能將跳格字元自動轉換成空白字元的編輯器,並且使用定寬度的字型。
**編輯器要能正確的處理UTF-8和UTF16編碼(或是使用純ASCII編碼──它同時是UTF-8的子集).
*字串:
**YAML的字串不需使用引號,這可以增加可讀性,並避免巢狀的跳脫字元。然而,這有時也會導致錯誤,例如,字串本身是一個曖昧的字眼(像數字或布林值);或在短句中意外的出現YAML的結構符號(常見的例子是由驚嘆號起始的句子,或是包含冒號-空白的句子:"!Caca de vaca!"、"Caution: lions ahead")。這在發布YAML檔案時並不造成困擾,但在製作小型指令碼和人工編輯檔案時,這問題卻會常常出現。比較好的方法是善用區塊符號("|" or ">")而不要使用單行字串,來避免這種曖昧的表示方法。
*預期實做的特性

參看
其他标记語言:
*JSON,可以說是YAML的子集。
*XML
*Simple Outline XML
*OGDL
*S-表达式
*Plist,由NEXTSTEP改寫成的資料序列語言。
*SDL

注釋
外部連結

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