为何为.NET DataSet的XML Schema添加maxOccurs后会失效？

问题现象 #

在基于.NET Framework v4.8的C#程序中，使用DataSet.ReadXml读取以下XML Schema时，会抛出**"Duplicated declaration 'foo'"**异常：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  <xs:element name="container" type="containerType"/>
  <xs:complexType name="containerType">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="A" type="AType" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
      <xs:element name="B" type="BType" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
  <xs:complexType name="AType">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="foo" type="xs:string" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
  <xs:complexType name="BType">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="foo" type="xs:string" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:schema>

但移除foo元素的maxOccurs属性（使用默认值1）后，该XML Schema可被正常读取：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  <xs:element name="container" type="containerType"/>
  <xs:complexType name="containerType">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="A" type="AType" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
      <xs:element name="B" type="BType" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
  <xs:complexType name="AType">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="foo" type="xs:string" minOccurs="0"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
  <xs:complexType name="BType">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="foo" type="xs:string" minOccurs="0"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>
</xs:schema>

疑问 #

已查阅微软官方文档未找到相关说明，尝试修改maxOccurs值仅默认值1时有效。重命名其中一个foo可解决问题，但想了解异常原因及其他可行方案。

附C#验证代码：

using System;
using System.Data;
using System.Windows.Forms;
static class Program
{
   static void Main()
   {
      OpenFileDialog ofd = new OpenFileDialog();
      if (ofd.ShowDialog() == DialogResult.OK)
      {
         var ds = new DataSet();
         try
         {
            // 传入第一个Schema文件时会抛出异常
            ds.ReadXml(ofd.FileName);
         }
         catch (Exception ex)
         {
            MessageBox.Show(ex.Message);
         }
      }
   }
}

异常原因 #

DataSet的XML Schema自动映射规则中：

• 当元素设置maxOccurs="unbounded"时，该元素会被映射为独立的DataTable；
• 当元素maxOccurs为默认值1（或显式设置为1）时，该元素会被映射为对应父DataTable中的DataColumn。

在第一个Schema中，AType和BType下的foo都设置了maxOccurs="unbounded"，DataSet会尝试为这两个foo创建同名的DataTable。但DataSet不允许内部存在同名的DataTable（即使它们属于不同的父类型），因此触发"重复声明"的异常。

而第二个Schema中，foo的maxOccurs为默认1，此时foo会被分别映射到A表和B表中的列，不同DataTable的列名允许重复，因此不会产生冲突。

可行解决方案 #

• 方案一：为同名 unbounded 元素指定唯一表名
  通过XML Schema的扩展注解msdata:TableName，给每个foo对应的DataTable指定唯一名称。需要先在schema根节点添加xmlns:msdata="urn:schemas-microsoft-com:xml-msdata"命名空间，示例：

  <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
  <xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:msdata="urn:schemas-microsoft-com:xml-msdata">
    <!-- 其他结构不变 -->
    <xs:complexType name="AType">
      <xs:sequence>
        <xs:element name="foo" type="xs:string" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
          <xs:annotation>
            <xs:appinfo>
              <msdata:TableName>AFoo</msdata:TableName>
            </xs:appinfo>
          </xs:annotation>
        </xs:element>
      </xs:sequence>
    </xs:complexType>
    <xs:complexType name="BType">
      <xs:sequence>
        <xs:element name="foo" type="xs:string" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
          <xs:annotation>
            <xs:appinfo>
              <msdata:TableName>BFoo</msdata:TableName>
            </xs:appinfo>
          </xs:annotation>
        </xs:element>
      </xs:sequence>
    </xs:complexType>
  </xs:schema>
  

• 方案二：调整Schema结构避免冲突
  比如将其中一个foo重命名，或者把重复的元素结构抽象为独立类型，再通过不同的元素名引用。

• 方案三：手动构建DataSet结构
  跳过ReadXml的自动Schema映射，手动创建DataTable、DataColumn和表间关系，再读取XML数据填充DataSet，完全控制结构命名。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者alexandre gravel