XForms

Definition

Die Beschreibungssprache XForms bietet eine deklarative Entwicklungsart für reichhaltige Webformulare, die XML als Transferformat akzeptieren und den Browser als Prozessknoten ausnutzen. Sie verspricht offensichtliche Schwächen der alten HTML-Formulargeneration zu beheben, ist nahtlos in gängige XML-Formate wie XHTML 1.0 oder SVG integrierbar und wird nativer Bestandteil von XHTML 2.0.

XForms wird im Rahmen des W3C-Konsortiums durch die Forms Working Group als Standard spezifiziert. Die aktuelle Version XForms 1.0 trägt den finalen Status einer W3C Empfehlung und greift massiv auf XPath für Adressierung und Berechnungen zurück.

Designziele

Bei XForms wurden aus den analysierten Schwächen von herkömmlichen HTML-Formularen einige Designziele abgeleitet:

• Eine einfachere, barrierefreie Interpretation auf heterogenen Geräten durch Absichts- statt Präsentationsorientierung.
• Eine strukturierte Entwicklungsform über die Trennung von Formulardaten und Präsentation nach dem MVC-Pattern.
• Ein reichhaltigeres Datenmodell für die Speicherung und den Transfer von Formulardaten durch typisiertes XML.
• Eine dynamischere, interaktive Bedienoberfläche ohne Scripting-Aufwand durch eventgekoppelte Aktions- und Widgetelemente.
• Eine Entlastung für Server und Netz, indem der Browser als Prozessknoten bei Validierung und Berechnungen mitarbeitet.

Formularstruktur nach MVC

Bei XForms werden die Formulardaten (Model) von den korrespondierenden Formularfeldern (View) separiert beschrieben - die Steuerlogik (Controller) realisiert ein XForms-Prozessor im Browser. Mit XHTML als Trägerformat kann folgende repräsentative Struktur befüllt werden:

     
         Beschreibung des XForms Model
     
     
         Beschreibung der XForms View
     
 

Anschauungsbeispiel

Als einführendes Beispiel wird nun für die Erklärung von Model- und View-Elementen eine primitive Preisauskunft für einen Produktkatalog konstruiert. Sie zeigt zu einer eingegebenen Produktnummer nach Betätigen des Formular-Buttons den Preis des Produktes an:

Model

Das XForms Model (<xf:model>) beschreibt Daten und Aktionen, die zur Erbringung der Grundfunktion nötig aber unabhängig von einer konkreten Darstellung sind. Beim Modell zur Preisauskunft sind folgende Elemente von zentraler Bedeutung:

<xf:model>
   <xf:instance xmlns="" id="transfer">
       <product num="1337">
           <price>99.99</price>
       </product>
   </xf:instance>
   <xf:bind id="num" nodeset="/product/@num" required="true()" />
   <xf:submission id="fetch" action="prices.xql" method="get"
       ref="instance('transfer')" replace="instance" instance="transfer" />
</xf:model>

• Instanzen (<xf:instance>): dienen als XML-Templates, die im Zuge der Formularbearbeitung gefüllt, dem Server zugeschickt oder von ihm empfangen und präsentiert werden. Der Server liest aus obigen Transferdaten später z.B. das gesetzte num-Attribut aus, befüllt entsprechend das price-Element und schickt alles zurück zum Formular.
• Übermittlungen (<xf:submission>): legen Transferaktionen fest, die im Laufe der Formularbearbeitung initiiert werden. Attribute konfigurieren die Übermittlung: angesprochene URI (action), verwendete HTTP-Methode (method), mitzusendende XML-Daten (ref), was durch die Serverantwort ersetzt wird (replace) und wie hier bei Instanzersetzung die Zielauswahl (instance).
• Bindings (<xf:bind>): erlauben es mittels XPath (nodeset) Knoten aus den Instanzen auszuwählen und über Attribute an Sonderleistungen zu knüpfen: Festlegen eines Identifizierers (id), Ausweisen als verbindlich (required), Ausweisen als schreibgeschützt (readonly), Zuweisen eines Datentyps zur Validierung (type) oder Berechnung des Knoteninhalts über XPath (calculate).

View

Die XForms View (<xf:view>) bedient sich am vorbereiteten Datenmodell und setzt es in Steuerelemente um. Für das Modell zur Preisauskunft könnten dies mit einem Input-Feld, einem Output-Feld und einem Submit-Button geschehen, mit einigen Besonderheiten:

<xf:group>
    <xf:label>Preisauskunft</xf:label>
    <xf:input bind="num">
        <xf:label>Produktnummer</xf:label>
    </xf:input>	
    <xf:output ref="/product/price">
        <xf:label>Produktpreis</xf:label>
    </xf:output>
    <submit submission="fetch">
         <xf:label>Abfrage</xf:label>
    </submit>
</xf:group>

• Visuelle Gruppierung (<xf:group>): Steuerelemente lassen sich einfach als Gruppe hervorheben.
• Labels (<xf:label>): Feldbezeichnungen sind in XForms verpflichtend und direkt den Feldern als Kindelement zugeordnet.
• Widgets: Referenzieren die Modelldaten entweder über XPath-Ausdrücke mit (ref bei <xf:output>) oder über im Modell vorgegebene Identifizierer (bind & submission bei <xf:input> und <xf:submit>). Die erste Variante ist weniger sauber, da damit die referenzierte Instanzstruktur bekannt sein muss (engere Kopplung).

Absichtsorientierte Formularelemente

XForms interpretiert alle Steuerelemente streng absichts- und nicht präsentationsorientiert, um möglichst viele heterogene Endgeräte barrierefrei zu erreichen. Das bedeutet, dass ein Endgerät über die tatsächliche Darstellung entscheidet und so ein input-Feld für einen Datumsknoten z.B. in Browsern einen Kalender anbietet oder in blindengerechten Systemen einen Audiodialog formuliert. Das appearance-Attribut steht in allen Feldern zur Verfügung, um die Darstellungsabsicht abstrakt zu präzisieren: Eine Einzelauswahl (select1) wird damit in Browsern z.B. mit dem Wert full als Radio-Buttons, mit compact als List-Box oder mit minimal als Drop-Down-List dargestellt. Alle weiteren Details im Erscheinungsbild sind per CSS-Formatierung zu regeln. Die verfügbaren primitiven Widgets umfassen:

• input: Eingabe von einzeiligem Text, Zahlen, Datum, ...
• secret: Eingabe von verdecktem Text wie Passwörter
• textarea: Eingabe von mehrzeiligem Text
• output: Ausgabe von Text, Zahlen, Datum, ...
• upload: Auswahlfeld für den Dateiupload
• range: Slider-Auswahl für einen Wertebereich
• trigger: Entspricht einem beliebigen Knopf
• submit: Entspricht einem Übermittlungsknopf
• select1: Liste zur Einzelauswahl
• select: Liste zur Mehrfachauswahl

Eventgetriebene Aktionen

Als Events kann XForms alle Ereignisse des Document Object Model (DOM) auswerten wie DOMActivate, das von der Auswahl eines Kontrollelements z.B. per Mouse-Click berichtet. XForms feuert auch eigene Ereignisse wie xforms-ready nach der Initialisierung, xforms-submit vor dem Ausführen einer Übermittlung oder xforms-value-changed vor dem Schreiben von Feldinhalten in das Datenmodell. Die Idee ist nun, dem Entwickler für solche Ereignisse Eingriffsmöglichkeiten als Aktions-Elemente bereitzustellen, wie z.B. <xf:message> zum Anzeigen einer Nachricht, <xf:setvalue> zum Setzen eines Instanzknotenwerts oder <xf:send> zum Starten einer Übermittlung. Mehrere Aktionen können in einer <xf:action> gruppiert und fortan wie eine Einzelaktion behandelt werden. Um eine Aktion an ein Event zu binden, setzt man schlicht ihr Attribut ev:event auf den Ereignissnamen. Eine Erweiterung zum Model der Preisauskunft setzt z.B. nach der Initialisierung Nummer und Preis auf 0 und zeigt einen modalen Dialog:

   <xf:model>
       ...
       <xf:action ev:event="xforms-ready">
           <xf:setvalue ref="/product/price" value="0.00" />
           <xf:setvalue bind="num">0</xf:setvalue>
           <xf:message level="modal">
               Tragen Sie bitte eine Produktnummer ein!
           </xf:message>
       </xf:action>
   </xf:model>

Mit einigen speziell entworfenen dynamischen Widgets wie einem Tab-Control-Mechanismus (<xf:switch>) lässt sich damit zusammen mit dem Einsatz von Aktionen, Events und XPath-Berechnungen der Scripting-Einsatz oft komplett vermeiden.

Standardisierungsgeschichte

• 10/2001: XML Events - W3C Working Draft
• 08/2002: XForms 1.0 - W3C Working Draft
• 11/2003: XForms 1.0 - W3C Recommendation
• 01/2004: XForms 1.1 - W3C Requirements
• 11/2004: XForms 1.1 - W3C Working Draft
• 10/2005: XForms 1.0 (2nd Edition) - W3C Proposed Recommendation
• 03/2006: XForms 1.0 (2nd Edition) - W3C Recommendation
• 10/2007: XForms 1.0 (3rd Edition) - W3C Recommendation

Quellen

• Dubinko, Micah (2003): XForms Essentials. O’Reilly Media Inc., ISBN 0596003692.
• W3C - XForms 1.0 (Third Edition)
• W3C - The Forms Working Group
• W3Schools.com - XForms Tutorial
• W3C - Document Object Model Activity Statement
• Wikipedia - XForms

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