基于XML及反射技術(shù)的多語言界面研究與實現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
為保證飛行安全、降低事故發(fā)生率，國內(nèi)外民航系統(tǒng)普遍重視飛行員的培訓(xùn)工作。目前，國內(nèi)飛行員培訓(xùn)中心對飛行員操作水平的評估一般都是采用教練員觀 察和打分的方式，不夠客觀和全面。飛行員飛行品質(zhì)評估系統(tǒng)是一個能夠實現(xiàn)自動規(guī)范評分的軟件，它面向的客戶是訓(xùn)練中心的教員、各航空公司的受訓(xùn)飛行員和高 層管理者等，因此，要求軟件能夠針對不同國家的用戶，提供不同語言版本的界面，以便于用戶能夠更快地接受和使用該產(chǎn)品。
多語言界面軟件的設(shè)計，通常采取應(yīng)用程序和界面文字顯示相分離的技術(shù)[1]：程序代碼獨立編寫，語言資源從核心代碼中分離出來儲存到文件，運行時根據(jù)用 戶需求選擇相應(yīng)的語言資源文件并顯示。常用的方法有：（1）將系統(tǒng)支持的語言資源生成一個多語言的可執(zhí)行文件或獨立的資源文件[2]。這種方法比較常用， 但是資源更新時需要重新編譯，擴展性差；（2）將支持的語言資源存放在外部語言包中，通過替換語言包達到切換語種的目的[3-4]。這種方法不需要重新編 譯程序，外部語言包保持獨立，可以動態(tài)修改。
基于軟件開發(fā)過程中提出的對源程序進行最少的修改，達到盡可能高的效率、可靠性和擴展性的要求，本文利用XML外部語言包實現(xiàn)多語言界面，并且在系統(tǒng)運 行的同時生成語言包文件，便于擴展；對界面文字的導(dǎo)入/導(dǎo)出功能進行了封裝處理，避免了代碼的冗余，對源程序修改代價最小，后期維護方便；在語言包處理過 程中運用了.NET的反射技術(shù)以提取和組裝界面提示文字信息，增加了程序的靈活性和直觀性。
1 XML語言文件包格式
實現(xiàn)多語言界面的一個重要步驟是設(shè)計外部語言包文件。可擴展標(biāo)記語言XML具有自解釋性和靈活的結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)跨平臺交互，表述任意復(fù)雜程度的數(shù)據(jù)格式和無限量的自定義格式描述符，適合作為語言包的格式。
用戶從軟件獲取的信息都顯示在用戶界面上，用戶界面由控件對象組成，而語言信息都是由文本控件對象的屬性值來體現(xiàn)的。建立XML語言包文件的基本思想， 就是從用戶界面中獲取所有文本控件的標(biāo)識和屬性值，按照結(jié)構(gòu)類別存放到XML文檔中，這樣語言包文件即可通過控件的標(biāo)識映射到用戶界面。應(yīng)用程序的用戶界 面通常包含的文本組件如圖1所示。
用戶界面要處理的文本控件對象主要有以下部分：
（1）Framework：菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄等顯示文本信息的窗體框架，其文字信息包括各欄框架Bar的Text屬性、各欄菜單項baritem 的Caption屬性（顯示文字）和Hint屬性（提示文字）。基于美化界面和方便使用的要求，本文中使用BarManager控件來組裝 Framework，在程序中分別遍歷其Bar和Items成員即可獲取框架和菜單項的信息。
（2）TextControl：只具有（需要）顯示文字功能的控件，如標(biāo)簽控件Label等。
（3）PromptMsg：人機交互過程中顯示的提示信息。提示信息是解決方案中所有窗體共用的，因此，將其以公共靜態(tài)變量的形式存放在一個全局靜態(tài)類中。軟件運行時，利用C#的反射技術(shù)動態(tài)獲取該類的信息，或創(chuàng)建類的實例并調(diào)用和訪問這些實例。
（4）UIText：在程序中需要處理而在界面上沒有顯示（或需要經(jīng)過處理后顯示）的文字信息，如表格控件GridView的表頭等。
為確保切換語言時能夠置換所有的界面文字信息，所有的文本控件對象都必須在XML語言包中有唯一的節(jié)點與之對應(yīng)。本文中設(shè)定的XML語言包文件的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
根據(jù)文本控件在軟件界面中的關(guān)系，采用樹形結(jié)構(gòu)來描述語言環(huán)境，以解決方案為根節(jié)點；所有的窗體都是解決方案的子節(jié)點，其子節(jié)點是窗體中各種結(jié)構(gòu)類別的文本控件；解決方案根節(jié)點的子節(jié)點還包括全局提示信息，其子節(jié)點是所有的全局提示信息。
2 多語言界面的實現(xiàn)
2.1 軟件模塊與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
程序設(shè)計中采用獨立界面獨立模塊的模式，每個模塊均由一個獨立界面提供相應(yīng)功能。.NET中定義Form類為所有窗體類的基類，項目中窗體間的關(guān)系如圖3所示。
程序運行前選擇需要的語言包文件。運行后每個窗體被打開時，首先在構(gòu)造函數(shù)中完成必要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)填充，繼而在加載基類時實現(xiàn)語言信息的導(dǎo)出與載入，最后 加載窗體。只要每個派生的Form類填充了相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即可以利用基類中的語言信息導(dǎo)出與載入功能，實現(xiàn)整個軟件所有窗體的語言替換。
2.2 界面文字信息的導(dǎo)出
對于大型的工程項目，窗體數(shù)目多、組件復(fù)雜，手動建立XML語言包文檔不僅耗費大量時間，而且容易出錯。因此，本文在程序運行時生成XML文檔，每打開 一個窗體都將其界面文字信息導(dǎo)入到XML語言包文檔。反射是.NET中的重要機制，它使得.NET中的類型（包括類、結(jié)構(gòu)、委托和枚舉等）可以通過名稱動 態(tài)檢索成員信息，并且允許在運行的程序中操作這些信息。本文運用反射技術(shù)動態(tài)地提取界面提示文字信息，具體的實現(xiàn)方法如下：
（1）程序啟動時，創(chuàng)建XML文檔，寫入解決方案根節(jié)點。
（2）打開一個窗體，在窗體的構(gòu)造函數(shù)中完成該窗體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)填充，加載時完成文字信息的導(dǎo)入。
（3）若當(dāng)前處理的窗體未被處理過，在XML文檔根節(jié)點下創(chuàng)建一個新的Form子節(jié)點，寫入窗體的名稱和標(biāo)題欄文本等屬性，并標(biāo)記處理過的窗體以防重復(fù) 處理。對于窗體的Framework控件，在Form節(jié)點下創(chuàng)建bars節(jié)點和baritem節(jié)點，將所有的框架和菜單項的名稱和文本以item節(jié)點的形 式分別添加到這兩個節(jié)點下；對于TextControl類控件，在Form節(jié)點下創(chuàng)建textcontrol節(jié)點，將所有該類控件的名稱和文本以item 節(jié)點的形式添加到textcontrol節(jié)點下；對于UIText類組件，在Form節(jié)點下創(chuàng)建uitext節(jié)點，將該類組件的名稱和文本以item節(jié)點 的形式添加到uitext節(jié)點下。
（4）全部窗體處理結(jié)束（即退出程序時），在根節(jié)點下創(chuàng)建globalpromptmsg子節(jié)點，利用反射機制獲取全局靜態(tài)類 Globalpromptmsg聲明的所有字段信息，將所有字段的名稱和文本寫到globalpromptmsg節(jié)點下item節(jié)點的name屬性和 text屬性。全部字段處理結(jié)束后向XML文檔中寫入結(jié)束標(biāo)志，完成界面文字信息的導(dǎo)出。其程序如下：
Type type = Globalpromptmsg.GetType（）；
FieldInfo[] currfiledinfos=type.GetFields（BindingFlags.Public|BindingFlags.Static|BindingFlags.Instance）；
foreach （FieldInfo filedinfo in currfiledinfos）
{
XmlWriter.WriteStartElement（item）；
XmlWriter.WriteAttributeString（name，filedinfo.Name）；
XmlWriter.WriteAttributeString（text，filedinfo.GetValue（filedinfo）.ToString（））；
XmlWriter.WriteEndElement（）；
}
字段是在類中定義的變量，字段信息從元數(shù)據(jù)中獲取，F(xiàn)ieldInfo類發(fā)現(xiàn)字段屬性并提供對字段元數(shù)據(jù)的訪問權(quán)。FieldInfo類沒有公共構(gòu)造函 數(shù)，故先用GetType方法獲取全局靜態(tài)類的Type對象（關(guān)于類型聲明的信息），然后調(diào)用Type對象的GetFields方法來獲取 FieldInfo對象。FieldInfo對象通過GetValue方法返回給定字段的值。
系統(tǒng)支持的語言擴展時，只要將生成的語言包文檔中各文本控件節(jié)點的text屬性值翻譯成目標(biāo)語言，即可得到需要的語言包文件。
2.3 界面文字信息的導(dǎo)入
在創(chuàng)建了語言包文件的基礎(chǔ)上，如何將程序和語言包文件結(jié)合起來，成為實現(xiàn)多語言界面的最后一個難題。本文在程序啟動時讀取選擇的XML語言包文件，將數(shù)據(jù)記錄到內(nèi)存，窗體加載時進行數(shù)據(jù)填充，替換默認的界面文字。導(dǎo)入的過程中也使用了反射技術(shù)，其方法如下：
（1）程序啟動時，打開要讀取的外部XML語言包文件。
（2）按深度遍歷方法讀取XML文件。提取所有Form節(jié)點的名稱和標(biāo)題欄文本屬性值，存入內(nèi)存。每個Form創(chuàng)建一個窗體信息對象，存放Framework、TextControl以及UIText組件的文本信息，多個窗體信息對象之間以標(biāo)題欄文本為區(qū)分標(biāo)識。
（3）所有窗體處理完畢后，替換全局提示信息文本：創(chuàng)建Globalpromptmsg類的一個實例，獲取它的類型信息，搜索該實例中與 globalpromptmsg節(jié)點下提示信息節(jié)點同名的公開字段，利用反射機制將對應(yīng)字段的值替換為對應(yīng)節(jié)點的text屬性值。其程序如下：
Globalpromptmsg gmp=new Globalpromptmsg （）；
Type type=gmp.GetType（）；
FieldInfo currfieldinfo = null；
foreach（XmlNode msgnode in formnode.ChildNodes）
{
currfieldinfo=type.GetField（msgnode.Attributes[name].Value）；
if （currfieldinfo != null）
currfieldinfo.SetValue（currfieldinfo， msgnode.
Attributes[text].Value）；
}
通過調(diào)用Type對象的GetField方法來搜索具有指定名稱的公開字段，并將其存入FieldInfo對象；然后調(diào)用FieldInfo對象的SetValue方法對給定字段值進行修改。
（4）窗體加載時，從第2步獲取的數(shù)據(jù)中查找對應(yīng)控件的各項文本屬性信息，替換掉組件默認的文本，從而實現(xiàn)界面語言的導(dǎo)入。
2.4 實際界面顯示
以登錄界面為例，提取出一個簡單的語言為英文的xml文件如圖6所示。
圖中，Solution節(jié)點代表解決方案，Native-lan節(jié)點代表顯示的語言種類，F(xiàn)orm節(jié)點代表窗體，F(xiàn)orm的子節(jié)點 textcontrol和uitext分別對應(yīng)窗體需顯示文本的控件和隱含在程序中的文字信息。提示信息存放在globalpromptmsg節(jié)點下。每 個item節(jié)點都指明了組件的名稱和顯示文本，擴展支持語言時只需修改節(jié)點的Text值。
本設(shè)計中默認語言是中文簡體，默認的登錄界面如圖7所示。選擇英文語言包文件時，程序運行得到的登錄界面如圖8所示。
本文采用擴展外部XML語言包的方法，在對源程序修改代價最小的情況下實現(xiàn)了對軟件的多語言支持，語言增加或界面變化時無需重新編譯源程序，動態(tài)增加或 修改語言包文件即可，實現(xiàn)簡單、擴展性強、維護成本小，是一個設(shè)計良好的多語言資源實現(xiàn)模型。在界面語言導(dǎo)入導(dǎo)出時使用了.NET反射技術(shù)、動態(tài)調(diào)用需要 的方法和屬性信息，其程序靈活直觀。本文方法在飛行員飛行品質(zhì)評估系統(tǒng)中得到了成功應(yīng)用。
參考文獻
[1] 陳傳波，洪慧芳.基于XML的本地化技術(shù)研究[J].計算機工程與科學(xué)，2006，28（10）：95-97.
[2] 司國東. .NET環(huán)境下的一種多語言界面解決方案[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2007（2）：35-36.
[3] 唐勇，李秀龍.多語言用戶界面的研究與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用研究，2002（4）：112-113.
[4] 王鋒，魏曉麗，江開耀，等.基于XML的C#多語言界面實現(xiàn)[J].計算機工程與設(shè)計，2008，29（15）：4073-4078.
評論