基于XML及反射技术的多语言界面研究与实现

为保证飞行安全、降低事故发生率，国内外民航系统普遍重视飞行员的培训工作。目前，国内飞行员培训中心对飞行员操作水平的评估一般都是采用教练员观 察和打分的方式，不够客观和全面。飞行员飞行品质评估系统是一个能够实现自动规范评分的软件，它面向的客户是训练中心的教员、各航空公司的受训飞行员和高 层管理者等，因此，要求软件能够针对不同国家的用户，提供不同语言版本的界面，以便于用户能够更快地接受和使用该产品。
多语言界面软件的设计，通常采取应用程序和界面文字显示相分离的技术[1]：程序代码独立编写，语言资源从核心代码中分离出来储存到文件，运行时根据用 户需求选择相应的语言资源文件并显示。常用的方法有：（1）将系统支持的语言资源生成一个多语言的可执行文件或独立的资源文件[2]。这种方法比较常用， 但是资源更新时需要重新编译，扩展性差；（2）将支持的语言资源存放在外部语言包中，通过替换语言包达到切换语种的目的[3-4]。这种方法不需要重新编 译程序，外部语言包保持独立，可以动态修改。
基于软件开发过程中提出的对源程序进行最少的修改，达到尽可能高的效率、可靠性和扩展性的要求，本文利用XML外部语言包实现多语言界面，并且在系统运 行的同时生成语言包文件，便于扩展；对界面文字的导入/导出功能进行了封装处理，避免了代码的冗余，对源程序修改代价最小，后期维护方便；在语言包处理过 程中运用了.NET的反射技术以提取和组装界面提示文字信息，增加了程序的灵活性和直观性。
1 XML语言文件包格式
实现多语言界面的一个重要步骤是设计外部语言包文件。可扩展标记语言XML具有自解释性和灵活的结构，可实现跨平台交互，表述任意复杂程度的数据格式和无限量的自定义格式描述符，适合作为语言包的格式。
用户从软件获取的信息都显示在用户界面上，用户界面由控件对象组成，而语言信息都是由文本控件对象的属性值来体现的。建立XML语言包文件的基本思想， 就是从用户界面中获取所有文本控件的标识和属性值，按照结构类别存放到XML文档中，这样语言包文件即可通过控件的标识映射到用户界面。应用程序的用户界 面通常包含的文本组件如图1所示。

　用户界面要处理的文本控件对象主要有以下部分：
（1）Framework：菜单栏、工具栏、状态栏等显示文本信息的窗体框架，其文字信息包括各栏框架Bar的Text属性、各栏菜单项baritem 的Caption属性（显示文字）和Hint属性（提示文字）。基于美化界面和方便使用的要求，本文中使用BarManager控件来组装 Framework，在程序中分别遍历其Bar和Items成员即可获取框架和菜单项的信息。
（2）TextControl：只具有（需要）显示文字功能的控件，如标签控件Label等。
（3）PromptMsg：人机交互过程中显示的提示信息。提示信息是解决方案中所有窗体共用的，因此，将其以公共静态变量的形式存放在一个全局静态类中。软件运行时，利用C#的反射技术动态获取该类的信息，或创建类的实例并调用和访问这些实例。
（4）UIText：在程序中需要处理而在界面上没有显示（或需要经过处理后显示）的文字信息，如表格控件GridView的表头等。
为确保切换语言时能够置换所有的界面文字信息，所有的文本控件对象都必须在XML语言包中有唯一的节点与之对应。本文中设定的XML语言包文件的结构如图2所示。

根据文本控件在软件界面中的关系，采用树形结构来描述语言环境，以解决方案为根节点；所有的窗体都是解决方案的子节点，其子节点是窗体中各种结构类别的文本控件；解决方案根节点的子节点还包括全局提示信息，其子节点是所有的全局提示信息。
2 多语言界面的实现
2.1 软件模块与数据结构设计
程序设计中采用独立界面独立模块的模式，每个模块均由一个独立界面提供相应功能。.NET中定义Form类为所有窗体类的基类，项目中窗体间的关系如图3所示。

　程序运行前选择需要的语言包文件。运行后每个窗体被打开时，首先在构造函数中完成必要的数据结构填充，继而在加载基类时实现语言信息的导出与载入，最后 加载窗体。只要每个派生的Form类填充了相应的数据结构，即可以利用基类中的语言信息导出与载入功能，实现整个软件所有窗体的语言替换。
2.2 界面文字信息的导出
对于大型的工程项目，窗体数目多、组件复杂，手动建立XML语言包文档不仅耗费大量时间，而且容易出错。因此，本文在程序运行时生成XML文档，每打开 一个窗体都将其界面文字信息导入到XML语言包文档。反射是.NET中的重要机制，它使得.NET中的类型（包括类、结构、委托和枚举等）可以通过名称动 态检索成员信息，并且允许在运行的程序中操作这些信息。本文运用反射技术动态地提取界面提示文字信息，具体的实现方法如下：
（1）程序启动时，创建XML文档，写入解决方案根节点。
（2）打开一个窗体，在窗体的构造函数中完成该窗体的数据结构填充，加载时完成文字信息的导入。
（3）若当前处理的窗体未被处理过，在XML文档根节点下创建一个新的Form子节点，写入窗体的名称和标题栏文本等属性，并标记处理过的窗体以防重复 处理。对于窗体的Framework控件，在Form节点下创建bars节点和baritem节点，将所有的框架和菜单项的名称和文本以item节点的形 式分别添加到这两个节点下；对于TextControl类控件，在Form节点下创建textcontrol节点，将所有该类控件的名称和文本以item 节点的形式添加到textcontrol节点下；对于UIText类组件，在Form节点下创建uitext节点，将该类组件的名称和文本以item节点 的形式添加到uitext节点下。
（4）全部窗体处理结束（即退出程序时），在根节点下创建globalpromptmsg子节点，利用反射机制获取全局静态类 Globalpromptmsg声明的所有字段信息，将所有字段的名称和文本写到globalpromptmsg节点下item节点的name属性和 text属性。全部字段处理结束后向XML文档中写入结束标志，完成界面文字信息的导出。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（）；
     }
字段是在类中定义的变量，字段信息从元数据中获取，FieldInfo类发现字段属性并提供对字段元数据的访问权。FieldInfo类没有公共构造函 数，故先用GetType方法获取全局静态类的Type对象（关于类型声明的信息），然后调用Type对象的GetFields方法来获取 FieldInfo对象。FieldInfo对象通过GetValue方法返回给定字段的值。
系统支持的语言扩展时，只要将生成的语言包文档中各文本控件节点的text属性值翻译成目标语言，即可得到需要的语言包文件。
2.3 界面文字信息的导入
在创建了语言包文件的基础上，如何将程序和语言包文件结合起来，成为实现多语言界面的最后一个难题。本文在程序启动时读取选择的XML语言包文件，将数据记录到内存，窗体加载时进行数据填充，替换默认的界面文字。导入的过程中也使用了反射技术，其方法如下：
（1）程序启动时，打开要读取的外部XML语言包文件。
（2）按深度遍历方法读取XML文件。提取所有Form节点的名称和标题栏文本属性值，存入内存。每个Form创建一个窗体信息对象，存放Framework、TextControl以及UIText组件的文本信息，多个窗体信息对象之间以标题栏文本为区分标识。
（3）所有窗体处理完毕后，替换全局提示信息文本：创建Globalpromptmsg类的一个实例，获取它的类型信息，搜索该实例中与 globalpromptmsg节点下提示信息节点同名的公开字段，利用反射机制将对应字段的值替换为对应节点的text属性值。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）；
}
通过调用Type对象的GetField方法来搜索具有指定名称的公开字段，并将其存入FieldInfo对象；然后调用FieldInfo对象的SetValue方法对给定字段值进行修改。
（4）窗体加载时，从第2步获取的数据中查找对应控件的各项文本属性信息，替换掉组件默认的文本，从而实现界面语言的导入。
2.4 实际界面显示
以登录界面为例，提取出一个简单的语言为英文的xml文件如图6所示。

　图中，Solution节点代表解决方案，Native-lan节点代表显示的语言种类，Form节点代表窗体，Form的子节点 textcontrol和uitext分别对应窗体需显示文本的控件和隐含在程序中的文字信息。提示信息存放在globalpromptmsg节点下。每 个item节点都指明了组件的名称和显示文本，扩展支持语言时只需修改节点的Text值。
本设计中默认语言是中文简体，默认的登录界面如图7所示。选择英文语言包文件时，程序运行得到的登录界面如图8所示。

　本文采用扩展外部XML语言包的方法，在对源程序修改代价最小的情况下实现了对软件的多语言支持，语言增加或界面变化时无需重新编译源程序，动态增加或 修改语言包文件即可，实现简单、扩展性强、维护成本小，是一个设计良好的多语言资源实现模型。在界面语言导入导出时使用了.NET反射技术、动态调用需要 的方法和属性信息，其程序灵活直观。本文方法在飞行员飞行品质评估系统中得到了成功应用。
参考文献
[1] 陈传波，洪慧芳.基于XML的本地化技术研究[J].计算机工程与科学，2006，28（10）：95-97.
[2] 司国东. .NET环境下的一种多语言界面解决方案[J].农业网络信息，2007（2）：35-36.
[3] 唐勇，李秀龙.多语言用户界面的研究与实现[J].计算机应用研究，2002（4）：112-113.
[4] 王锋，魏晓丽，江开耀，等.基于XML的C#多语言界面实现[J].计算机工程与设计，2008，29（15）：4073-4078.