基于XML及反射技術(shù)的多語言界面研究與實現(xiàn)
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工作。目前,國內(nèi)飛行員培訓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,它面向的客戶是訓練中心的教員、各航空公司的受訓飛行員和高 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;對界面文字的導入/導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??蓴U展標記語言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 界面文字信息的導出
對于大型的工程項目,窗體數(shù)目多、組件復雜,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入。
(3)若當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題欄文本等屬性,并標記處理過的窗體以防重復 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)束標志,完成界面文字信息的導出。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屬性值翻譯成目標語言,即可得到需要的語言包文件。
2.3 界面文字信息的導入
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題欄文本為區(qū)分標識。
(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。在界面語言導入導出時使用了.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
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