Android應用程序開發(fā) 課件 第1章 緒論

第1章緒論本章簡介本章將簡要介紹Android平臺的發(fā)展、特征和系統(tǒng)架構，重點講解如何搭建和配置Android應用開發(fā)環(huán)境，包括：安裝和配置JDK安裝AndroidStudio集成開發(fā)環(huán)境配置AndroidSDK和Android模擬器Android新項目的創(chuàng)建、運行方法本章目錄1.1Android簡介1.2Android的應用領域1.3Android應用的開發(fā)概況1.4Android開發(fā)環(huán)境搭建1.5AndroidStudio的基本配置1.6開發(fā)第一個Android應用——HelloWorld1.7小結1.8習題1.1Android簡介1.1.1智能手機操作系統(tǒng)1.1.2Android系統(tǒng)的起源1.1.3Android系統(tǒng)的發(fā)展1.1.4Android系統(tǒng)的特征1.1.5Android的系統(tǒng)架構1.1.1智能手機操作系統(tǒng)智能手機的操作系統(tǒng)有Android、IOS、WindowsMobile、WindowsPhone、BlackBerry、Symbian、PalmOS和Linux，2015、2022兩年各操作系統(tǒng)占據(jù)市場份額對比如圖所示。1.1.1智能手機操作系統(tǒng)Android：Android是Google公司發(fā)布的基于Linux內(nèi)核的專門為移動設備上開發(fā)的平臺，它包含了操作系統(tǒng)、中間價和核心應用等。Android是一個完全免費的手機平臺，它可以支持用戶的完全訂制。IOS：IOS的原始名稱是iPhoneOS，是蘋果公司開發(fā)的移動操作系統(tǒng)，主要應用在iPhone、iPad、iPodtouch以及AppleTV等產(chǎn)品上。IOS使用ObjectiveC和Swift作為應用程序開發(fā)語言，并且蘋果公司提供了SDK，為IOS應用程序開發(fā)、測試、運行和調(diào)試提供了一系列工具。WindowsPhone：WindowsPhone是微軟于2010年10月21日正式發(fā)布的一款手機操作系統(tǒng)，初始版本命名為WindowsPhone7.0。它基于WindowsCE內(nèi)核，采用了一種稱為Metro的用戶界面(UI)，并將微軟旗下的XboxLive游戲、XboxMusic音樂與獨特的視頻體驗集成其中。BlackBerry：BlackBerry（黑莓）操作系統(tǒng)是由加拿大RIM公司推出的與黑莓手機配套使用的操作系統(tǒng)。它提供了筆記本電腦、文字短信、互聯(lián)網(wǎng)傳真、網(wǎng)頁瀏覽以及其它無線信息服務功能。1.1.2Android系統(tǒng)的起源Android這一詞最先出現(xiàn)在法國作家利爾亞當在1886年發(fā)表的科幻小說《未來夏娃》中，作者將外表像人類的機器起名為Android。Android一詞的本義指“機器人”，Google公司將Android的標識設計為一個綠色機器人，標識Android系統(tǒng)符合環(huán)保的概念，是一個輕薄短小、功能強大的移動系統(tǒng)，是第一個為手機打造的開放性系統(tǒng)。Android操作系統(tǒng)最初由安迪·魯賓（AndyRubin）開發(fā)出來的，2005年被Google收購，Android系統(tǒng)也開始由谷歌接手研發(fā)，Android系統(tǒng)的負責人以及Android公司的CEO安迪·魯賓成為谷歌公司的工程部副總裁，繼續(xù)負責Android項目的研發(fā)工作。Google于2007年11月5日正式向外界展示了這款名為Android的操作系統(tǒng)。1.1.3Android系統(tǒng)的發(fā)展Google公司于2007年11月5日發(fā)布了Android1.0手機操作系統(tǒng)，這個版本并沒有贏得廣泛地市場支持。直到2009年4月30日，Google發(fā)布了Android1.5版本，它以非常漂亮地用戶界面和藍牙連接支持吸引了大量開發(fā)者的目光。之后幾年中，Android版本加快了更新速度，幾乎每半年就發(fā)布一個新的版本。1.1.3Android系統(tǒng)的發(fā)展迄今為止，在Android的發(fā)展過程中，已經(jīng)經(jīng)歷了10多個主要版本的迭代。從Android1.5開始，每個版本的代號都是以甜點來命名的，并且按照26個英文字母排序。Android已發(fā)布的主要版本及其發(fā)布時間見表所示。版本號別名發(fā)布時間1.5Cupcake（紙杯蛋糕）2009年4月30日1.6Donut（甜甜圈）2009年9月15日2.0éclair（閃電泡芙）2009年10月26日2.2Froyo（凍酸奶）2010年5月20日2.3Gingerbread（姜餅）2010年12月7日3.0Honeycomb（蜂巢）2011年2月2日4.0IceCreamSandwich（冰淇淋三明治）2011年10月19日4.1JellyBean（果凍豆）2012年6月28日4.4KitKat（奇巧）2013年11月1日5.0Lollipop（棒棒糖）2014年10月15日6.0Marshmallow（棉花糖）2015年9月30日7.0Nougat（牛軋?zhí)牵?016年8月22日8.0Oreo（奧利奧）2017年8月22日9.0Pie（餡餅）2018年8月7日10.0Android102019年9月3日11.0Android112020年9月8日12.0Android122021年10月5日13.0Android132022年2月11日1.1.4Android系統(tǒng)的特征作為一種開源的操作系統(tǒng)，Android在智能手機操作系統(tǒng)的市場占有率已經(jīng)超過了70%。使Android操作系統(tǒng)如此受歡迎的主要原因在于其具有如下特征：（1）開放性：開放性是Android系統(tǒng)最顯著的特征。開發(fā)的平臺允許任何移動終端廠商都能夠加入到Android聯(lián)盟中來，同時可以使其擁有更多的開發(fā)者。（2）豐富的硬件支持：得益于Android平臺的開放性，使得更多的移動設備廠商能夠根據(jù)自身需求推出豐富的硬件設備。雖然這些硬件設備存在功能和性能上的差異，但是并不影響Android系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的同步和應用軟件的兼容。（3）可以無縫結合Google應用：作為互聯(lián)網(wǎng)巨頭，Google公司提供了豐富的互聯(lián)網(wǎng)服務，例如，搜索引擎、地圖、郵件等已成為連接用戶和互聯(lián)網(wǎng)的重要紐帶?；贏ndroid平臺開發(fā)的應用程序能夠無縫地集成、使用這些優(yōu)秀地互聯(lián)網(wǎng)服務。1.1.5Android的系統(tǒng)架構Android系統(tǒng)采用分層架構，由高到低分為4層，依次是應用程序層(Applications)、應用程序框架層(ApplicationFramework)、核心類庫(Libraries)、和Linux內(nèi)核(LinuxKernel)，如圖所示。1.1.5Android的系統(tǒng)架構應用程序：Android會同一系列核心應用程序包一起發(fā)布，該應用程序包包括Email客戶端，SMS短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器，聯(lián)系人管理程序等。所有的應用程序都是使用JAVA語言編寫的。應用程序框架：開發(fā)人員也可以完全訪問核心應用程序所使用的API框架。該應用程序的架構設計簡化了組件的重用;任何一個應用程序都可以發(fā)布它的功能塊并且任何其它的應用程序都可以使用其所發(fā)布的功能塊(不過得遵循框架的安全性限制)。同樣，該應用程序重用機制也使用戶可以方便的替換程序組件。系統(tǒng)運行庫：（1）程序庫：Android包含一些C/C++庫，這些庫能被Android系統(tǒng)中不同的組件使用。它們通過Android應用程序框架為開發(fā)者提供服務。（2）Android運行庫：Android包括了一個核心庫，該核心庫提供了JAVA編程語言核心庫的大多數(shù)功能。每一個Android應用程序都在它自己的進程中運行，都擁有一個獨立的Dalvik虛擬機實例。Dalvik虛擬機依賴于linux內(nèi)核的一些功能，比如線程機制和底層內(nèi)存管理機制。Linux內(nèi)核：Android的核心系統(tǒng)服務依賴于Linux2.6內(nèi)核，如安全性，內(nèi)存管理，進程管理，網(wǎng)絡協(xié)議棧和驅動模型。Linux內(nèi)核也同時作為硬件和軟件棧之間的抽象層。1.2Android的應用領域Android作為移動設備的開發(fā)平臺，不僅可以作為手機的操作系統(tǒng)，而且還可以作為可穿戴設備和Android電視等的操作系統(tǒng)。1.2Android的應用領域1.Phones/Tablets（手機/平板電腦）如圖所示，Phones/Tablets是Google為智能手機/平板電腦打造的操作系統(tǒng)。它是一個完全免費的開放平臺，允許第三方廠商加入和定制。目前，采用Android平臺的手機廠商主要包括GoogleNexus、HTC、Samsung、LG、Sony、華為、聯(lián)想、小米和Oppo等。1.2Android的應用領域2.AndroidWear（智能手表）如圖所示，AndroidWear是Google為智能手表等可穿戴設備打造的智能平臺。與Android相同，AndroidWear也是一種開放平臺，它允許第三方廠商加入進來，生產(chǎn)各式各樣的AndroidWear兼容設備。1.2Android的應用領域3.AndroidTV（智能電視）如圖所示，AndroidTV是Google在I/O會議上宣布的一種名為谷歌電視的替代品。經(jīng)過Google精心優(yōu)化的AndroidTV支持GoogleNow語音輸入和D-Pad遙控，甚至可以連接和匹配游戲手柄。另外，AndroidTV完美繼承Google服務與一體，尤其是GooglePlay上的多媒體內(nèi)容。GooglePlay中成千上萬的電影、電視節(jié)目和音樂是AndroidTV的基礎內(nèi)容。1.2Android的應用領域4.AndroidAuto（智能車載）如圖所示，AndroidAuto是Google推出的專門為汽車所設計的Android系統(tǒng)，它需要連接Android手機使用。它的目的是取代汽車制造商的原生車載系統(tǒng)來執(zhí)行Android應用與服務，并用于訪問和存取Android手機內(nèi)容。1.3Android應用的開發(fā)概況目前，Android應用開發(fā)主要分成3類：為企業(yè)開發(fā)應用、開發(fā)通用應用（放到AndroidMarket或者其他AppMarket銷售）以及游戲開發(fā)（放到AndroidMarket或者其他AppMarket銷售）。第一類開發(fā)者一般是規(guī)模較大的公司，這些公司主要為自有品牌或者其他品牌設計手機或者平板電腦的總體方案。除了根據(jù)需求對系統(tǒng)進行定制外，更多的工作是為這些系統(tǒng)編寫定制的應用。第二類開發(fā)者，一般是創(chuàng)業(yè)型公司或者獨立開發(fā)者，他們的盈利方式主要是2種：為國外公司進行外包開發(fā)，或者通過Google的移動廣告（AdMob）通過廣告點擊分成。第三類開發(fā)者與第二類開發(fā)者重疊。收益于Android平臺對中、小型游戲開發(fā)的完善支持，有大量的創(chuàng)業(yè)型公司或者獨立開發(fā)者積極投身Android游戲開發(fā)。1.4Android開發(fā)環(huán)境搭建1.4.1系統(tǒng)要求1.4.2軟件開發(fā)工具1.4.3JDK的下載1.4.4JDK的安裝與配置1.4.5Android集成開發(fā)環(huán)境的下載1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝1.4.1系統(tǒng)要求要進行Android應用開發(fā)，需要有合適的系統(tǒng)環(huán)境。在Windows、MacOS和Linux操作系統(tǒng)上都能夠進行Android應用開發(fā)。表1-2給出了開發(fā)Android應用對操作系統(tǒng)版本和計算機硬件配置的最低要求。操作系統(tǒng)環(huán)境要求

Windows系統(tǒng)版本內(nèi)存屏幕分辨率Windows7/10（32或64位）最小4GB，推薦8GB1280×800MacOSMacOSX10.8.5或更高最小4GB，推薦8GB1280×800LiunxLiunxGNOME或KDE最小4GB，推薦8GB1280×8001.4.2軟件開發(fā)工具要進行Android應用開發(fā)，除了應滿足對系統(tǒng)環(huán)境的最低要求之外，還需要有相應的軟件開發(fā)工具。如圖，是Android應用開發(fā)所需的開發(fā)工具。其中：AndroidStudio是一個基于IntelliIDEA社區(qū)版本的Android的集成開發(fā)環(huán)境，它提供了開發(fā)和構建Android應用的所有工具。AndroidSDK是Google提供的Android開發(fā)工具包，當開發(fā)Android應用程序時，需要引入該工具包才能使用Android相關的API。JDK是Java語言的開發(fā)工具包，它包含了Java的運行環(huán)境、工具集合、基礎類庫等。自AndroidStudio2.2之后的版本需要使用JDK8.0以上的版本。1.4.3JDK的下載JDK原來是Sun公司的軟件產(chǎn)品，不過由于Sun公司已經(jīng)被Oracle公司收購，因此JDK需要到Oracle公司的官方網(wǎng)址（/cn/java/）下載，截至2024年4月份，JDK的最新版本是JDK22。下面將以JDK17為例，介紹JDK的下載方法。1.4.3JDK的下載1）打開Web瀏覽器，在地址欄輸入/cn/java/，回車打開Oracle的官方主頁。如圖所示，將鼠標移動到頁面右上角，點擊“下載Java”按鈕打開軟件下載頁面。1.4.3JDK的下載2）軟件下載頁面打開后，將羅列出所有可下載的JDK版本，點擊“JDK17”標簽，根據(jù)操作系統(tǒng)平臺，單擊相應的下載鏈接，可將JDK下載保存到本地計算機，如圖所示為適用于Windows系統(tǒng)的x64安裝包。1.4.4JDK的安裝與配置下載完選定版本的JDK之后，就可以對JDK進行安裝了。下面將以上文下載的JDK17為例，介紹JDK的安裝方法。1.4.4JDK的安裝與配置1）雙擊JDK安裝文件，彈出如圖所示的歡迎界面。1.4.4JDK的安裝與配置2）單擊“下一步”按鈕，彈出“定制安裝”提示界面，開始安裝JDK，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置3）單擊“下一步”按鈕，彈出“正在安裝”界面，在該對話框中可選擇需要安裝的功能組件和安裝路徑，這里保持默認配置不變，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置4）單擊“下一步”按鈕，安裝過程會彈出“安裝JRE”的界面，在該對話框中可選擇JRE的安裝路徑，這里保持默認配置不變，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置5）單擊“下一步”按鈕，安裝向導會繼續(xù)完成安裝過程。安裝完成后，將彈出如圖所示的對話框，單擊“關閉”按鈕即可完成JDK的安裝。1.4.4JDK的安裝與配置安裝完JDK之后，還需要在系統(tǒng)的環(huán)境變量中進行JDK配置，具體步驟如下：1）在計算機桌面的“此電腦”圖標上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”菜單項。在彈出的窗口中單擊“高級系統(tǒng)設置”選項卡，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置2）在彈出的“系統(tǒng)屬性”窗口中切換至“高級”選項卡，單擊“環(huán)境變量…”按鈕，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置3）在彈出的“環(huán)境變量”窗口，單擊當前計算機用戶下的“新建…”按鈕，創(chuàng)建新的變量，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置4）在彈出的“新建用戶變量”對話框，分別輸入變量名“JAVA_HOME”和變量值。其中，變量值是JDK的安裝路徑，需要根據(jù)實際的計算機環(huán)境進行修改，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置5）重復第三步，在彈出的“新建用戶變量”對話框，分別輸入變量名“classpath”和變量值。其中，在變量值輸入框中輸入JDK的工具包、鏈接庫和輔助工具軟件所在的路徑“.;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\bin”，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置6）在圖1-18的環(huán)境變量窗口，選中“Path”變量，然后單擊用戶變量下的“編輯…”按鈕，彈出“編輯環(huán)境變量”對話框。在環(huán)境變量編輯框中添加JDK輔助工具軟件所在的路徑，如圖所示。1.4.4JDK的安裝與配置7）JDK安裝成功后必須確認環(huán)境變量配置是否正確。打開Windows控制臺窗口，然后在命令提示符下輸入javac-version命令，并輸入回車鍵。如果輸出如圖所示的JDK編譯器信息，則說明JDK環(huán)境變量已配置成功；否則，返回前序步驟重新檢查環(huán)境變量是否配置正確。1.4.5Android集成開發(fā)環(huán)境的下載在Android發(fā)布初期，Google推薦使用的集成開發(fā)工具是Eclipse。2015年AndroidStudio正式版推出，標識著Google公司推薦的Android集成開發(fā)工具已從Eclipse變更為AndroidStudio。在Android的官方網(wǎng)站中，提供了集成Android開發(fā)環(huán)境的工具包。它不僅包含了集成開發(fā)工具AndroidStudio，還包括了最新版本的AndroidSDK。下載并安裝該工具包后，就可以成功地搭建好Android的開發(fā)環(huán)境。1.4.5Android集成開發(fā)環(huán)境的下載Android集成開發(fā)環(huán)境的下載步驟如下：1）打開Web瀏覽器，在地址欄輸入，進入AndroidStudio的官方主頁，如圖所示。1.4.5Android集成開發(fā)環(huán)境的下載2）點擊“下載AndroidStudio”按鈕，網(wǎng)站將自動切換至AndroidStudio下載頁面，滾動頁面將顯示內(nèi)容切換至“AndroidStudio”下載列表處，將按操作系統(tǒng)平臺列出所有AndroidStudio的安裝版本，截至2024年4月AndroidStudio的最新版本是204。點擊“android-studio-204-windows.exe”超鏈接，將下載適用于windows（64位）平臺下的軟件，如圖所示。1.4.5Android集成開發(fā)環(huán)境的下載3）在網(wǎng)站將自動彈出的版權確認窗口，勾選“我已閱讀并同意上述條款及條件”復選框，然后在下方點擊“下載”按鈕開始下載軟件，如圖所示。1.4.5Android集成開發(fā)環(huán)境的下載4）文件下載完成后，將得到一個名為“android-studio-204-windows”的安裝文件。1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝在安裝AndroidStudio之前，應先檢測電腦BIOS中的IntelVirtualizationTechnology選項是否啟用。如果沒有啟用，則需要提前啟用該選項。1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝AndroidStudio集成開發(fā)環(huán)境的安裝步驟如下：1）雙擊下載得到的安裝文件，將顯示的安裝文件的加載進度框，加載完成后，安裝向導將進入如圖所示的歡迎界面。1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝2）單擊“Next”按鈕，將進入選擇安裝組件對話框，保持默認選擇的配置不改變，如圖所示。1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝3）單擊“Next”按鈕，將進入到安裝路徑配置對話框，可在該對話框指定AndroidStudio的安裝路徑，如圖所示。1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝4）單擊“Next”按鈕，將進入到選擇是否創(chuàng)建開始菜單文件夾對話框，保持默認設置不變后，單擊“Install”按鈕后，將顯示如圖所示的安裝進度對話框。1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝5）安裝完成后，將顯示如圖所示的安裝完成對話框。單擊“Next”按鈕后，即可完成AndroidStudio的安裝。1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝6）啟動AndroidStudio，首先會顯示閃屏窗口，然后將彈出如圖所示的啟動對話框。該對話框用于指定是否從以前版本的AndroidStudio導入應用配置。默認選擇第二個單選按鈕，不導入以前的應用配置。1.4.6Android集成開發(fā)環(huán)境的安裝7）單擊“OK”按鈕，將彈出如圖所示的歡迎界面。該對話框表示AndroidStudio已經(jīng)安裝完畢，并且啟動成功。1.5AndroidStudio的基本配置AndroidStudio安裝完成后，需要對其進行一些列基本配置后，才能編譯、運行新開發(fā)的項目。1.5AndroidStudio的基本配置1.安裝、配置AndroidSDK1）在AndroidStudio的歡迎界面點擊“MoreActions”菜單，在彈出菜單項中選擇“SDKManager”菜單項，將彈出SDKManager設置界面，如圖所示。1.5AndroidStudio的基本配置2）點擊SDKManager界面下的“SDKPlatforms”選項卡，將列出所有AndroidSDK版本，已安裝的SDK版本及其支持的Android平臺將以“√”勾選提示，如圖所示。1.5AndroidStudio的基本配置3）根據(jù)應用開發(fā)的需要，勾選需安裝的SDK版本，然后點擊“Apply”按鈕，將彈出從Google網(wǎng)址下載、安裝相應SDK版本的窗口，安裝完成后如圖所示。1.5AndroidStudio的基本配置2.創(chuàng)建Android虛擬設備AVD1）在AndroidStudio的歡迎界面點擊“MoreActions”菜單，在彈出菜單項中選擇“VirtualDeviceManager”菜單項，將彈出DeviceManager設置界面，如圖所示。1.5AndroidStudio的基本配置2）點擊設置界面的“Createvirutaldevice”按鈕，將彈出如圖所示的窗口，從該窗口可依此選擇“Category”和預定義的屏幕分辨率，即可為Android模擬器選定硬件配置。1.5AndroidStudio的基本配置3）點擊“Next”按鈕，在彈出的窗口中為Android模擬器選擇運行的Android版本號，如圖所示。1.5AndroidStudio的基本配置4）點擊“Next”按鈕，在彈出的窗口中為Android模擬器設置名稱并確認，如圖所示。1.5AndroidStudio的基本配置5）點擊“Finish”按鈕，即可在VDManager窗口看到新創(chuàng)建的模擬器。點擊模擬器右邊綠色的運行按鈕以啟動Android模擬器。啟動成功后將顯示如圖所示的Android運行界面。1.6開發(fā)第一個Android應用——HelloWorld經(jīng)過對AndroidStudio的基本設置，就可以開發(fā)第一個Android應用程序了。該應用程序的功能是只在屏幕上輸出一行簡單的文字——“HelloWorld”。1.6開發(fā)第一個Android應用——HelloWorld開發(fā)流程如下：1）在AndroidStudio的歡迎界面點擊“Newproject”超鏈接，啟動創(chuàng)建新項目向導，如圖所示。1.6開發(fā)第一個Android應用——HelloWorld2）在彈出的向導對話框中，選擇需要新項目的運行設備類型及啟動界面的模板樣式，如圖所示。1.6開發(fā)第一個Andro