《Android手机开发》教学内容探讨

【摘　要】Android手机、平板设备在近几年得以迅速普及，从而Android应用开发人材也变得供不应求起来。本文在我们教学实践的基础上，介绍了手机应用开发人材培养中教学内容的设置，这些设置既注重了基础能力的培养，又为学生进一步的能力提升奠定了基础。

【关键词】Android；手机开发；教学内容

０　引言

Android是Google推出的一款基于Linux的便携设备操作系统，近几年来Android因其开放性的优势和丰富的硬件选择得以迅速地普及。据IDC公布的数据，截至2012年11月份， 也就是Android发布5周年之际, 其市场份额已占全球智能机75%[1]。在应用软件需求不断增长的形势下， Android手机应用开发人才就变得供不应求[2]。很多大学和企业在教学和人才培训方面都引入了Android开发课程，作为培养专业软件开发人才的软件学院，我院在2010年开始为JAVA课程体系的大三本科生开设Android手机开发课程，受到了学生们的欢迎。由于Android涉及Linux系统、JAVA、XML技术、数据库技术、网络协议等相关知识，我们在一学期的课程中设置的主要内容是手机应用程序开发。

Android是一个相对比较新的平台，而且是运行在智能手机、平板电脑等手持设备上，跟电脑平台和互联网应用开发有所不同，这给进入这一领域的开发人员设置了一个并不低的门槛。好在Google为开发者提供了一个开放性的系统架构，该系统架构从下到上分为四层[3,4]：第一层为Linux内核层，包括Linux操系统和驱动程序，提供系统的安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型等核心系统服务。第二层为Android运行时环境、核心类库。运行时环境由Andoid核心库和Dalvik虚拟机组成，核心类库包括系统C库、多媒体库、3D处理、浏览器引擎LibWebCore、和轻量级数据库SQLite等。第三层为应用框架层，包含了大量的API供开发者调用。第四层为应用层，主要是通过调用底层类库，使用Java开发的应用程序，这些应用程序包括电子邮件客户端、SMS程序、日历、地图、浏览器等，Android程序员开发的应用也位于此层。Android的这个系统架构采用软件叠层的方式构建，降低了层与层之间的耦合，从而保证了层与层之间相互分离，各层的分工明确。

作为各种资源受限的嵌入式系统，Android应用程序的构成方式与电脑平台上的应用程序有很大的不同。Android应用程序主要由4部分组成，也称为四大组件： Activity、ContentProvider、Service和BroadcastReceiver。Activity是Android应用中负责与用户交互的组件，包括用户界面和事件响应；ContentProvider是不同应用程序之间共享数据的标准API；Service是没有界面、在后台运行的程序，比如下载文件、播放音乐等；Broadcast Receiver是一个全局事件监听器，用来监听系统广播的消息。多数Android应用还离不开多媒体处理和网络应用。因此，在内容设置上，我们以四大应用组件为基础，以多媒体应用开发和网络应用为扩展。

1　四大应用组件

Android应用程序开发的一项重要内容就是用户界面的开发，一个好的应用程序首先要提供友好的图形用户界面（GUI），才能最终吸引到用户。Android四大组件中最重要的是Activity，它负责系统与用户的交互，也是大多数应用程序的入口。Activity作为视图的管理者，管理窗口(PhoneWindow)和各个UI组件。Android提供了大量的UI组件，使得开发者可以像搭积木一样组合出优秀的用户界面。这些UI组件都是从View类中派生出来的，View类还派生了一个ViewGroup类，提供了GUI上所有组件的布局方式。在界面开发方式上，Android还提供了在XML布局文件中控制组件属性的方式，大大提高了开发的效率和程序的灵活扩展性。为了让UI组件响应用户的按键、触摸等动作，Android也提供了事件响应机制，方便实现用户的交互操作。Android还提供了一些特殊的Activity，比如ListActivity、TabActivity、ExpandableListActivity、PreferenceActivity等，它们都是从Activity类中派生出来的，用来提供专门扩展的功能。

ContentProvider是Android中不同应用程序之间共享数据的标准API。当一个应用程序需要把自己的数据暴露给其它应用程序时，该应用程序就可通过ContentProvider来实现；其它应用程序就可通过ContentResolver来操作ContentProvider暴露出来的数据。一旦应用程序通过ContentProvider暴露了自己的数据操作接口，则不管该应用是否启动，其它应用程序都可通过该接口对它的内部数据进行增、删、改、查等操作。通过ContentProvider，开发者可以很方便地访问图像、视频、音乐、通讯录、短信等系统数据。

为了节约电量， 当前Activity不可见时，它运行的程序也进入休眠状态。为了兼顾比如音乐播放、数据下载等耗时较长的应用，Android系统提供了Service组件。Service组件与Activity相类似，也代表着可执行程序。不过它没有用户界面，一直在后台运行。开发者可以使用Activity做前台界面，调用Service实现相关功能，Activity还可以与Service绑定，并与之通信。

BroadcastReceiver是一个全局的监听器，通过它可以方便地实现系统中不同应用程序之间的通信。这些应用程序包括用户开发的程序和系统内建的程序，因此，BroadcastReceiver可以响应系统发生的改变，比如电池电量变化、系统时间日期改变、开关机等。特别地，通过BroadcastReceiver可以实现应用程序随系统自动启动。

以上四大应用组件的共同特点是，它们都需要在AndroidManifest.xml文件中进行配置。除这四大应用组件外，Android还有一个重要的组件：Intent。Intent是上述四大应用组件之间信息沟通的桥梁。通过Intent，各组件能够以统一规范的方式进行数据交换。

在数据存储方面，除了四大应用组件之一的ContentProvider，Android还有三种方式[5]。第一种称为Shared Preferences，它采取的处理方式是键值对，适合于用作程序和系统中的信息配置文件。第二种是文件存储，特别是SD卡上文件的读写。Android系统大部分操作与JAVA的I/O流类似，只要设置相应的权限并获取SD卡的路径即可。Android还内置了一个轻量级的数据库SQLite，可以调用SQL语句实现对数据的增、删、改、查操作，对小规模的数据存储具有较高的效率。

２　多媒体处理

Android提供了ImageView控件显示普通静态图片，也提供了AnimationDrawable来开发逐帧动画，还可通过Animation对普通图片使用补间动画。图形、图像不仅对Android系统的应用界面开发非常重要，而且Android系统上益智游戏、2D游戏都需要大量的图形、图像处理。所谓游戏，本质就是提供更逼真的、能模拟某种环境的用户界面，并根据某种规则来响应用户操作。为了提供更逼真的用户界面，需要借助于图形处理。

Android还提供了常见音频、视频的编码、解码机制，比如常用的MediaPlayer类，Android支持的音频格式有MP3、WAV、3GP等，支持的视频格式有MP4、3GP等。借助于这些媒体支持类，我们可以很方便地在手机应用中播放音频、视频等，这些多媒体数据既可以来自于Android应用的资源文件，也可以是来自外部存储器上的文件，甚至是来自于网络的文件流。不仅如此，Android也提供了对摄像头、麦克风的支持，因此也可以十分方便地从外部采集照片、音频、视频等多媒体信息。

3　网络应用

手机本身是作为客户端来使用的，它的计算能力和存储能力都是有限的。它的主要优势是携带方便，可以随时打开，而且手机通常总处于联网状态。因此网络支持对于手机应用的重要性是不言而喻的。

在Android中，除了Java中使用的访问网络的方式，还可以通过两种方式使用HTTP进行网络通信：一种是使用HttpURLConnection实现，创建一HttpURLConnection对象就可以发送HTTP请求，默认采用的是GET方式，也可以调用setRequestMethod（）方法指定使用POST请求方式。另一种是使用HttpClient实现，HttpClient实现了对Java中访问网络方法的封装，有HttpGet类代表发送GET请求，HttpPost类代表POST请求，HttpResponse类代表处理响应。

4　结论

通过对本课程的学习，学生可以掌握Android手机客户端应用程序开发的基础知识，能够熟练进行应用程序界面开发和美化，能够进行简单的单机游戏的开发，能够通过JSP页面跟服务器进行交互。在此基础上，学生可以通过实训等方式，进一步提升自身的实力，能够参与完成某些大型应用程序开发，在娱乐、餐饮、导航、沟通、资讯、办公等方面为便携设备用户提供便捷服务。

【参考文献】

［１］IDC: Android has a heady 59 percent of world smartphone share, iPhone still on the way up[OL]. /2012/05/24/idc-q1-2012-world-smartphone-share/, /story/tech/2012/11/02/android-on-75-percent-of-smartphones/1678429/．

［２］邹兴，张磊.3G 智能终端软件开发实验教学改革的思考[J].实验科学与技术，2012，6，10(3):84-86．

［３］李刚.疯狂Android讲义．2版[M]. 北京：电子工业出版社，2013，2.

［４］杨凤年,何文德,周景,刘华富.手持设备应用软件开发课程教学方法研究[J].中国教育技术装备，2008，246：33-35.

［５］林永军.Android课程实验教学系统的研究与设计[D]北京邮电大学，2012，2．

［责任编辑：王静］

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