XML在许多应用中已经成为数据交换的标准。然而,XML数据的自描述特性和半结构化特性使得XML数据中存在大量的数据冗余,这使得人们在获得XML数据带来的灵活性的同时不得不忍受数据存储和数据交换的低效率。数据的XML表示格式经常比其它表示格式多占用5到10倍的空间。尽管国内外已有不少关于XML压缩方面的研究,但是尚没有一种压缩方法支持在压缩文档上直接执行包括Twig查询在内的各种复杂查询。为了提高XML数据存储和数据查询的效率,本文研究XML数据的压缩方法,以及在压缩XML数据上直接执行复杂查询的方法。本文的压缩方法在对文档进行压缩时保留了源文档的框架,这使得本文的查询算法可以在压缩文档上直接工作而无须解压文件,也使得许多XML处理工具只需经过少量修改就能在压缩文档上工作。本文的压缩方法减少了XML文档的存储空间,也加快了在查询时由文档到序列的转换速度。实验表明本文的压缩算法在支持查询情况下仍具有较低的压缩率和较快的压缩速度。本文的查询方法首先把XML文档和XML查询按一定规则转换为序列,然后在这两个序列上进行子序列匹配,子序列匹配的结果再经过结构约束检查以得到最终的查询结果。这种查询方法支持在本文的压缩方法上直接执行包括Twig查询在内的各种复杂查询。这一算法既可以工作在经本文的压缩方法压缩过的XML文档上,也可以工作在普通的未压缩的XML文档上。在整个查询过程中,序列匹配算法是关键。本文指出了现有的序列匹配算法的缺点并提出了新的序列匹配算法。理论分析和实验都表明本文的算法在执行时间上要大大优于现有算法。此外,本文还提出了为文档序列建立索引、文档序列的整数化、同时进行序列匹配与结构检查等优化策略以加快查询的执行。