設(shè)備故障監(jiān)測診斷平臺多語言技術(shù)研究

陳 京，陳容紅，江志農(nóng)

（1．北京化工大學(xué) 診斷與自愈工程研究中心，北京 100029；2．北京電子科技職業(yè)學(xué)院 自動化工程學(xué)院，北京 100176）

隨著時代進步、國際化接軌，軟件多語言版本的需求日益增強，設(shè)備故障監(jiān)測診斷平臺也同樣如此[1]。同時由于嵌入式環(huán)境的特殊性，各方面資源都受到一定限制，因此它對多語言技術(shù)具有一定的特殊需求。基于Json的多語言實現(xiàn)技術(shù)相對于傳統(tǒng)方案在速度、空間利用方面有所提高，同時利于拓展與修改，能滿足嵌入式多語言的需求，同時通過開發(fā)資源管理工具對多語言資源進行管理，釋放了開發(fā)人員的精力，使其能更集中于核心業(yè)務(wù)之中。目前該技術(shù)已應(yīng)用于大型故障監(jiān)測診斷平臺與手持式巡檢儀中。

1 多語言技術(shù)現(xiàn)狀及其缺陷

目前的程序多語言技術(shù)通過資源文件狀態(tài)大致可以分為以下3種：

1）資源內(nèi)嵌式多語言技術(shù)；

2）資源文件二進制化；

3）資源文件文本化。

傳統(tǒng)的多語言程序多使用內(nèi)嵌式多語言化技術(shù)。即將多種語言所需要使用的資源硬編碼到程序代碼中，程序啟動時通過某個參數(shù)來確定使用將哪一種資源展現(xiàn)給用戶。

內(nèi)嵌式多語言技術(shù)具有資源加載速度快，占用資源較少的優(yōu)點。但由于資源定義于程序當(dāng)中，一旦資源發(fā)生變動，便需要重新編譯整個項目文件。這會大幅降低軟件開發(fā)進程，無法滿足當(dāng)前日益增快的軟件迭代速度要求[2]。

基于這一點，較新的多語言實現(xiàn)技術(shù)將多語言資源從程序中提取出來，作為單獨的資源文件存在，即資源文件二進制化。這時的資源文件通常體現(xiàn)為Dll的形式。這種形式的資源文件同樣具有資源加載快、占用空間小的優(yōu)點，同時由于資源文件與主程序相分離，資源方面的改動不會影響到主程序。但這種多語言化技術(shù)的資源仍存在資源變動難的問題，資源每次更新后仍需開發(fā)人員進行編譯發(fā)布，這種多語言實現(xiàn)技術(shù)通常是通過定義VC的純資源Dll并提供相應(yīng)的管理接口來實現(xiàn)[3-4]。

目前最新的多語言技術(shù)則屬于資源文件文本化。即將資源文件完全與主程序剝離開來，以文本文件的形式存在，主程序通過中間的管理類來與資源文件進行交互，無法直接對資源文件進行讀取。這種方法相對于前兩種方法來說修改靈活，使用方便并且易于拓展和升級，但由于文本實現(xiàn)機制的不同，往往各種方式的性能、空間占用率等方面都存在很大差別。目前比較通用的是使用Xm l文件來對資源文件進行存儲。

Xm l（extensiblemarkup language）是一種用于標(biāo)記電子文件使其具有結(jié)構(gòu)性的標(biāo)記語言，可以用于標(biāo)記電子文件使其具有結(jié)構(gòu)性的標(biāo)記語言，可以用來標(biāo)記數(shù)據(jù)、定義數(shù)據(jù)類型，是一種允許用戶對自己的標(biāo)記語言進行定義的源語言。

基于Xml的實現(xiàn)方案將字符串與對應(yīng)的ID定義與Xml文件中，應(yīng)用程序通過解析Xm l文件中的信息來獲取相應(yīng)的字符串[5]。其大致思路與本文相同，但Xm l在效率上存在一定問題。Xml文件中存在很多用于解析的附加信息，而一般程序中的字符串量都很大。這些附加信息導(dǎo)致Xml資源文件變得臃腫，占用額外的空間并影響程序的解析速率。

2 Json多語言技術(shù)

2.1 Json交換格式

Json（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式。它基于JavaScript（Standard ECMA-262 3rd Edition-December 1999）的一個子集。 JSON采用完全獨立于語言的文本格式，但是也使用了類似于C語言家族的習(xí)慣（包括C，C++， C#，Java， JavaScript， Perl， Python 等）。 這些特 性 使Json成為理想的數(shù)據(jù)交換語言。易于人閱讀和編寫，同時也易于機器解析和生成。

Json中的對象通?？梢苑譃閮煞N類型：鍵/值對與值的有序列表。鍵/值對在Json中的表達方式為：{“Key”：Value}。相對于更加直觀的表達式Key=Value，這種表達方式占有更多的空間，但當(dāng)文件中存在很多鍵值對時，這種表達方式更易于理解，可讀性更強，而且相對與Xml來說，它可以用更小的空間來體現(xiàn)相當(dāng)?shù)暮x[6]。

2.2 多語言方案

Json多語言技術(shù)是屬于資源文件文本化的一種多語言技術(shù)。因此程序與文本化資源之間需要一個接口來對資源進行讀取、切換語種等操作。這個接口需要將資源的變化與主程序隔離開來。使得修改資源文件時，主程序不會受到影響。同時，這個接口還需要具有良好的拓展性，便于添加新的語種文件。

基于此，可以采用將可用語種與相關(guān)資源路徑都定義于Json配置文件中，而將存取接口定義與資源管理Dll中的方案。資源管理Dll中所必須的接口有：獲取默認語種，設(shè)置默認語種，獲取多語言資源，設(shè)置多語言資源等。程序獲取多語言資源時，只需要與資源管理Dll交互，而不用關(guān)心當(dāng)前的語種、資源文件的種類、路徑等信息。

而需要拓展時只需在配置文件中添加相關(guān)語種定義及對應(yīng)資源即可。程序中與語言種類相關(guān)的資源通常有字符串、圖片、語音等，因此，配置文件一般內(nèi)容如表1所示。

程序通過接口讀取配置文件中的默認語種種類，并尋找對應(yīng)資源路徑，來初始化程序的界面顯示。同時程序獲取所有可用語種，并向用戶提供相應(yīng)選項來達到實時切換語種的目的。

表1 配置字段Tab.1 Config fields

對于需要使用的資源，程序中定義的是資源的一個ID，程序通過這個ID與當(dāng)前語種的資源路徑名來獲取對應(yīng)的語種資源。相對與圖片、語音等資源，字符串的資源定義最為直接，他只需在Json文件中存儲與ID相對應(yīng)的字符串資源，主程序就能通過解析Json文件得到所需的字符串。字符串資源文件所需字段如下：

1）字符串ID：與主程序中定義的字符串ID相對應(yīng)。

2）字符串值：主程序所想要展現(xiàn)給用戶的最終字符串。不同語種統(tǒng)一ID對應(yīng)的值表達的意義應(yīng)相同。體現(xiàn)在Json文件中則是如下格式：

圖片資源與語音資源相對復(fù)雜，因為文本文件中無法直接存儲對應(yīng)的語種資源。本文采取的解決方案時鍵值所對應(yīng)的是資源所在的路徑。其資源定義字段為：

1）資源ID：和字符串類型一樣，與主程序中定義的ID保持一致。

2）資源路徑：主程序展現(xiàn)給用戶的最終圖片或語音文件的路徑。

體現(xiàn)在Json文件中，其格式如下：

2.3 資源庫維護程序

盡管Json文件定義清晰，利于理解，但仍然不是很貼切自然語言的使用方式，這對資源的維護帶來了一定的困難。

專門制作一款用于維護資源庫的輔助工具，按照預(yù)先定義好的協(xié)議將資源信息寫入Json文件中。這樣可以便利的添加與刪除資源，使非開發(fā)人員也能熟練的對資源文件進行操作，減小開發(fā)量。

輔助工具可以使用與主程序相同的接口庫對資源文件進行存取，而不必進行特意的開發(fā)。在界面展示上，輔助工具可以借助已有的表格工具，將Json內(nèi)容轉(zhuǎn)換為csv格式，通過Excel進行顯示，方便快捷。

3 對比與實現(xiàn)

3.1 方案比較

由于資源文件內(nèi)嵌式多語言技術(shù)與資源文件二進制化多語言技術(shù)均難以對需求的變更進行及時的響應(yīng)，同時其拓展性也有很大的限制，本文未將其進行對比。本文進行對比的是同為資源文本化的Xml多語言化技術(shù)。

在一個程序中多語言資源最主要的部分就是字符串，因此本文主要針對字符串存取的3個方面對其進行的測試比較。

測試字符串均為 “TestString”，測試結(jié)果分別如表2、表3、表 4所示。

表2 字符串讀取速度Tab.2 Reading tim e

表3 字符串寫入速度Tab.3 W riting tim e

表4 資源文件占用空間大小Tab.4 File size

由測試結(jié)果可知，在存取速度上，Json多語言技術(shù)是Xml多語言技術(shù)的2．3倍左右，而Json文件的大小則為Xm l文件的1/2左右。Json多語言技術(shù)相對于Xm l技術(shù)來說具有很明顯的優(yōu)勢，更符合嵌入式開發(fā)各種條件都受到限制的環(huán)境。

3.2 實現(xiàn)效果

通過實現(xiàn)WinCE系統(tǒng)下的手持式巡檢系統(tǒng)的多語言化，證明了該方案的可行性。

實現(xiàn)效果圖如圖1、圖2所示。

4 結(jié) 論

圖1 中文主界面Fig．1 Chinese interface

圖2 英文主界面Fig．2 English interface

國家交流日益頻繁，多語言技術(shù)發(fā)展難以避免。本文針對嵌入式軟件平臺的特殊性提出的基于Json的多語言實現(xiàn)技術(shù)。經(jīng)過與傳統(tǒng)方案的對比，具有切實的可行性與操作性。同時開發(fā)對資源文件進行維護的拓展工具的維護方法，可以減小開發(fā)人員任務(wù)量，使其能專注于核心業(yè)務(wù)，具有實用性。

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