随着计算机网络技术的飞速发展，互联网已经成为获取和发布信息的重要渠道，越来越多的信息通过网络进行交换和共享。作为一种跨平台的可扩展标记语言，XML得到了广泛的应用，已经成为互联网上数据描述与交换的事实标准。为了标准化XML数据查询和处理，国际万维网（W3C）发布了XML数据查询语言的标准XQuery语言。如何高效地实现XQuery语言已经成为研究的热点。不同于关系数据，XML是一种半结构化的数据。针对XML数据的查询请求中包含了多种结构约束关系。这些结构关系往往互相关联，形成一个树型的查询模式。这种树型的查询模式广泛地出现在XPath和XQuery语言所描述的XML查询请求之中，称为XML树模式查询（Tree Pattern Query，TPQ），或者叫做小枝查询（Twig Query）。TPQ是XML查询的核心操作，也是XML查询相关研究的热点。将XQuery语言描述的查询要求尽可能多地包含在XML树模式查询中，有助于提高XQuery程序的执行效率。提出一种描述能力更强的扩展树模式GTP++，支持强弱绑定，谓词以及与、或、非逻辑运算。同时，提出了一种有效的XML树模式识别算法，能够从XQuery程序的for/let子句和return子句中嵌套的FLWOR表达式中收集各种结构约束，并将这些结构约束合并成单个XML树模式，与现有的识别算法比，更多的结构约束可以包含在单个XML树模式中。这种方法减少了XQuery程序查询过程中TPQ的执行次数以及对XML文档的遍历。此外，还提出了一种面向GTP++模式的树模式查询算法。