Android手机软件开发设计说明书资料.docx
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Android手机软件开发设计说明书资料
设计说明书
游戏策划及准备工作..................................................12
系统的设计实现......................................................14
基于Android平台的快乐数独
引言
目前随着移动设备越来越普及以及移动设备的硬件的提升，移动设备的功能越来越完善，移动设备的系统平台也日渐火热起来。
目前国内最常见的移动开发平台有Symbian，iPhone，WindowsPhone以及当下正在逐步兴起的Android。
目前为止国内已经有很多Android系统的用户。
截止2010年第二季度Android系统的国内市场占有率已经过10%，在西欧以及北美智能手机市场占有率也在20%左右。
可见Android系统正在崛起之中。
但是对于Android系统的应用和开发在国内仍然属于起步和探索阶段。
急需要大量的相关技术和人员的投入。
下面首先介绍一下Android系统。
Android是基于Linux内核的软件平台和操作系统，是Google在2007年11月5日公布的手机系统平台，早期由Google开发，后由（OpenHandsetAlliance）开发。
它采用了软件堆层（Softwarestack，又名以软件叠层）的架构，主要分为三部分。
低层以Linux核心工作为基础，只提供基本功能；其他的应用软件则由各公司自行开发，以Java作为编写程式的一部分。
本文对目前应用的Symbian、WindowsMobile、MacOSX和RIM等平台的现状进行了分析与比较。
进而研究分析了Android平台的系统架构和组件模型，接着解析了Android中的重要API和应用构成，以Intent和生命周期的机制。
在此基础上，基于Android平台设计和开发校园资讯软件。
本系统界面友好、操作便捷，具有良好的可扩展性和可维护性;系统经过测试，可以稳定运行，能够满足手机用户的基本需求。
发展趋势
随着3G应用的不断开发推广，用户会越来越需要更加个性化、优质化的多媒体数据服务，用户希望能够随时、随地无缝利用3G网络进行办公、网上交易、游戏娱乐、欣赏影视节目、收听和下载音乐等。
根据观察，在不久的将来，移动手机终端将会在以下若干方面具有新的发展。
首先，提供智能提醒服务，手机能够与用户实现密切配合，并监控用户的个性化设置（保持在本地或者云端），当重要时间点或关键事物需要用户注意时，手机会向用户发出“提醒”服务，服务包括日程提醒、交通状况、最佳行车路线、最佳泊位、优惠活动、实时新闻、体育赛事、天气情况、股市行情、好友活动、亲友生日等。
其次，提供虚拟现实体验，手机可以借助传感器、周边设备了解到您的身边环境，并根据收集到的信息，智能的为您提供有用的信息，如在网络世界养的宠物，可以借助音频设备表达叫声，借助马达和位置传感器等传递其跳、跃等行为信息；也可以在用户购物时，提供相关的同类产品价格参考，提醒用户附近的那个卖场更物美价廉；根据实际场景，为用户及时提供正在操控的产品的使用方法提醒。
接着，发挥物联网的优势，借助无处不在的传感器，可以感知并分享到周围世界的海量信息，这些信息将在“云端”得到整合，帮助用户及时、准确的获得气息信息、交通路况。
另外借助物联网，用户间可以方便、快速的分享资源，协助和交互。
如进行端到端的多人游戏、照片分享、书籍分享、音乐分享等。
然后，作为经济工具，在交通或者信息不发达的情况下，帮助用户找到最佳的市场，获得有价值的帮助信息，帮助用户从事的经济活动的收益率。
最后，更加智能、安全的设备，随着智能手机的不断普及和更加智能，手机软件的更新、升级将会变得越发简单，并会为用户提供工具或信息，让用户有能力和权力决策那些内容可以浏览、下载或分享。
在安全性上也将更加出色，能够十分有效的帮助用户进行获取到的内容的管理，保护用户的个人隐私和基于手机的金融活动如电子钱包、在线支付、在线贸易等。
Android系统架构研究
Android是一个包含操作系统、中介架构层及应用程序所产生出来的软件堆栈架构。
由下而上，其核心为嵌入式Linux2.6作业系统，向上搭配Google为Android开发的类库及Android运行时，再配合应用程序架构，来开发各种不同的应用程序。
Android的功能特征
（l）应用程序架构:
在应用程序架构内已经具备多种不同的基础组件，在开发应用程序时，就可以直接调用这些组件来使用，可以节省开发应用程序的心力及时间。
（2）Dalvik虚拟机器:
在Android平台上所使用Java虚拟机，不是Sim公司的标准Java虚拟机，而是使用Google自主开发的代号为Dalvik的虚拟机，它在保证API方面的兼容的同时，针对移动手机进行了大幅优化，占用资源更小，运行效率更高。
（3）集成的浏览器:
集成的浏览器是Android内建的浏览器，是以WebKit的浏览引擎为基础所开发成的。
WedKit是一个开源浏览器网页排版引擎，目前使用WebKit引擎的浏览器主要有:
Safari，Midori，Epiphany等。
配合Android手机的功能，可以在浏览网页时，达到更好的效果，例如:
局部性的缩放网页上的资讯、触控式的操作等效果。
（4）优化的绘图能力:
在程序里可以用到的绘图功能分为2D与3D两个方面。
在2D方面，Android提供了一套特有的类库（SGL;而在3D方面则是使用OpenGLES1.0（openGLforEmbeddedsystems）规范的类库。
它们是一种非常快的图形引擎，并且支持硬件加速。
（5）SQLite数据库:
SQLite提供结构化的数据存取。
SQLite是一款轻型的数据库，它的设计目标是嵌入式的，目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用的资源非常低。
它能够支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合，比如php，Java等，还有ODBC接口，同样比起Mysql，PostgreSQL来讲，它的处理速度比它们都快。
它无需安装和管理配置，它是一个储存在单一磁盘文件中的完整数据库，体积小只有250KB但支持数据库大小至2TB。
它虽然很小巧，但是支持的SQL语句毫不逊色于其它开源数据库。
同时它还支持事务功能和并发处理等等。
SQLite也是一套开放性的关联式资料库，其特点在于轻量性方面的设计结构，更适合在手机上使用。
（6）多媒体的支持能力:
主要用于播放媒体文件。
这同时包括对音频（如播放MP3或其他音乐文件等）和视频（如播放从网上下载的视频）的支持，并支持“播放URI地址”（Note:
URI即是统一资源识别地址）模式—在网络上直接播放的流媒体。
另外支持各种通用的静态图像格式，例如:
JPG、PNG、GIF等格式。
（7）GSM技术:
GlobalSystemforMobileCommunications，即全球移动通讯系统，俗称”全球通”，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
GSM技术是属于手机硬件方面的展现，也是在开发Android应用程序时可以突出的特点之一。
（8）蓝牙、EDGE、3G及Wi-Fi:
蓝牙是一种新型、开放、低成本、短距离的无线连接技术，可取代短距离的电缆，实现话音和数据的无线传输。
EDGE（EnhancedDataRateforGSM，Evolution），即增强型数据速率GSM演进技术。
EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术，它主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法，即最先进的多时隙操作和SPSK调制技术。
由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技术的信号空间从2扩展到8，从而使每个符号所包含的信息是原来的4倍。
Wi-Fi（WirelessFidelity），即无线保真技术，与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。
该技术使用的是2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。
其目前可使用的标准有两个，分别是IEEE802.lla和IEEE802.11b。
这些通讯能力也是属于手机硬件方面的展现，也是在开发Android应用程序时可以突出的特点之一。
（9）GPS:
GlobalPositioningSystem，即全球定位系统，它是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。
这个系统可以保证在任意时刻和任何地点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。
这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人。
这个同样也是属于手机硬体方面的体现，也是在开发Android应用程序是可以突出的特点之一。
Android架构分析
在AndroidSDK中，定义了让开发者使用与核心应用程序相同API的权限应用程序框架是为了要简化组件的重新利用而设计的，应用程序可以发布功能为其它应用程序所使用。
但是，这要受限于应用程序架构的安全机制，使用者以用同样的机制来新增、置换组件。
目前所有的应用程序是由服务及系统来组成，包含有:
（l）一套强大和可扩展的视图系统:
用来建构一个应用程序的基本组件，包了在开发系统画面时，常用的列表、网格、文本框、按钮等控制项，甚至是内嵌的Web浏览器。
（2）内容提供者:
使应用程序可以访问另一个应用程序的数据（如联系人数库），或者共享它们自己的数据。
（3）资源管理器:
提供各种非程序代码的资源让应用程序去使用。
例如:
本字符串、图形文件或排版相关的布局文件。
（4）通知管理器:
提供应用程序在状态栏中显示应用程序自定义的提示信息。
（5）活动管理器:
管理所有应用程序的生命周期及提供常用的导航回退功能。
例如:
启动应用程序要用到的资源准备及关闭应用程序时释放内存及相关资源等工作。
（6）视窗管理器:
用来管理所有启动程序的视窗。
（7）位置管理器:
用来管理地图服务的相关功能。
（8）电话管理器:
用来管理用户拨打与接听电话的相关功能。
（9）包管理器:
管理所有安装在Android系统内的包。
类库
在Android中包含一些C/C++的类库，这些类库能被Android系统中不同的组件来使用。
开发者可以通过应用程序框架使用这些功能。
部分核心类库列表如下:
（1）surfaceManager:
主要的功能是让开发者可以去存取/显示系统及管理的功能，在[显示]与[存取操作]间的对应、互动以及实现无接缝的2D/3D多应用程序之间的整合。
例如:
在2D、2D显示上的合成、叠合动作。
（2）3Dlibraries:
主要是依openGLES1.0规范所定义的3D绘图引擎。
该库使用硬件加速（当硬件可用时），可以将硬件的3D功能做最佳化的处理显示。
（3）SGL:
主要是处理有关显示2D方面的绘图引擎。
（4）MediaFramework:
主要是以packetVideo公司的OpenCORE为基础所发展的多媒体类库，该库支持回放和录制大量流行的音视频格式和静态图片。
例如:
MPEG4、H.264、MP3、AAC、AMR、JPG、PNG、GIF等格式
（5）FreeType:
主要是用来显示点阵图和处理向量字形的。
（6）SSL:
（secureSocketsuyer），中文名为“安全套接层协议层”，它是网景公司提出的基于WEB应用的安全协议，当前版本为3.0。
SSL协议指定了一种在应用程序协议（如HTTP、Telenet、NMTP和FTP等）和TCP/IP协议之间提供数据安全性分层的机制，它为TCP/IP连接提供数据加密、服务器认证、消息完整性以及可选的客户机认证。
它已被广泛地用于Web浏览器与服务器之间的身份认证和加密数据传输。
SSL协议位于TCP胆协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。
SSL协议可分为两层:
SSL记录协议（SSLRecordProtocol）:
它建立在可靠的传输协议（如TCP）之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。
SSL握手协议（SSLHandshakeprotocol）:
它建立在SSL记录协议之上，用于在实际的数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。
SSL协议提供的服务主要有:
①认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器;②加密数据以防止数据中途被窃取;③维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变。
（7）SQLite:
SQLite是一套开放性的关联式资料库，能够被所有应用程序使用的轻量级的关系数据库引擎。
（8）webKit:
是一个先进的网页浏览器引擎，被用来构建Android浏览器和内嵌的web视图，也可以让开发者利用这个引擎来做不同的应用。
（9）libc:
就是一个BSD标准C类库。
但是，针对Linux嵌入式装置进行过最佳化的调整。
Android运行时组件
虽然Android是用Java语言来开发、撰写应用程序，但却不使用Java运行时组件来执行Java程序，而是使用了由Google自行研发的Android运行时组件来执行程序。
Android运行时组件包括两个重要的部分，一个是核心类库，另一个是Dalvik虚拟机。
2.3Android应用的构成和工作机制
对于一个Android应用程序来说，是由Activity、IntentReceiver、Service、ContentProvider四部分组成，但并不是每一个Android应用程序都必须由这四部分组成。
在应用程序中使用时，需要在配置文件AndroidManifest.xml中进行配置。
这个配置文件是每个Android应用程序所必需的，用于定义应用程序的组件、组件的功能以及必要条件等。
Android应用的构成和工作流程如图2-2:
图2-2Android的构成和工作流程
Android应用程序结构剖析
Android的API
AndroidAPI主要包含了以下几个部分:
（1）AndroidManifest.xml
AndroidManifest.xml是系统的控制文件，它告诉系统如何处理所创建的所有应用组件（尤其是活动（Activity），服务（Service），意图接收器（IntentReceiver）和内容提供者（ContentProvider））。
举例来说，控制文件就是把活动和要接收的意图（Intents）连接在一起的“胶水”。
（2）活动
活动就是一个有生命周期的对象。
一个活动就是完成某些工作的代码块，这部分工作还可能包括对用户UI界面的显示。
不过这不是必须的，有些活动从不显示UI界面。
（3）视图
视图可以将其自身绘制到屏幕上。
Android的用户界面由一系列的视图树构成。
接口都是由一组以树的形式出现的视图组成的。
开发者可以通过创建一个新的视图的方法来使用自定义的图形处理技术（比如开发游戏，或者是使用了不常用的用户图形窗口界面）。
（4）意图
意图是一个简单的消息对象，它表示程序想做某事的“意图”。
比如应用程序想要显示一个网页，那么它可以通过创建一个Intent实例并将其传递给系统来表示意图浏览这个URI。
系统将定位到能处理这一Intent的代码（在当前情况下就是浏览器），并运行之。
意图也可以用于广播系统范围内的有效事件（例如通知事件）。
（5）服务
服务是运行在后台的一段代码。
它可以运行在它自己的进程，也可以运行在其他应用程序的进程里，这取决于自身的需要.。
其它的组件可以绑定到一个服务上来，通过远程过程调用（RPC）来调用这个方法。
例如媒体播放器的服务，当用户退出媒体选择的界面时，仍然希望音乐依然可以继续播放，这时就可用服务来保证当用户界面关闭时音乐还继续播放着。
（6）通知
通知将以小图标的形式呈现在状态栏里，用户通过与图标的交互来接收消息。
最常见的通知包括短信息、通话记录和语音邮件，但是应用程序也可以创建它们自己的通知事件。
（7）内容提供者
内容提供者是用来提供对设备上数据进行访问。
典型的例子就是使用内容提供者来访问联系人列表。
应用程序也可以使用其它程序通过内容提供者提供的数据，同时也可以定义自己的内容提供者来向其它应用提供数据访问服务。
Android应用程序结构解析
通常由以下四个组件来构建一个完整的Android应用程序。
①活动
②意图接收器
③服务
④内容提供者
然而，并不是所有的Android应用程序都必须具备上面的四个组件，可以由上面的一个或几个来组建。
当决定使用以上哪些组件来构建Android应用程序时，需要将它们注册在AndroidManifest.xml文件中，这是一个XML配置文件，在这个文件中可以声明应用程序组件以及它们的特性和要求。
这个配置文件是每个Android应用程序所必需的。
活动
活动是以上四个组件中最常用的一个。
每个活动都是Activity的子类，并实现了一些独有的功能，如管理UI显示和UI的反馈事件。
一个活动就相当于应用程序的一个用户界面，由事件响应以及视图等组成。
大多数的应用程序通常包括多个界面。
例如:
一个文本聊天应用程序，至少应该包含一个联系人列表界面、一个聊天界面、一个设置界面、一个聊天记录查询界面等等。
每个界面其实都可看作是一个活动。
显示一个新界面就相当于生成一个对应的活动对象。
在一些情况下，活动能够返回给它的上级界面一个返回值，例如一个提供给用户选择照片的活动可以返回给它的调用者用户选择了哪个照片文件。
当一个新的活动出现时，前一个活动被中断并被放入到一个历史堆栈中。
用户可以使用返回键使前一个活动重现。
当一个活动不再需要时，可以将它们从历史堆栈中移除。
默认情况下，Android会为每个应用程序保留从主界面开始的历史堆栈。
Android通过一个被称作意图的特殊类，来实现界面与界面之间的跳转。
一个意图描述了一个应用程序想要做什么。
在意图的描述结构中，含有两个重要的数据结构:
动作和动作对应的数据。
典型的动作类型包括MAIN、VIEW、PICK、EDIT等等，而动作对应的数据则以URI的形式表示。
例如:
显示一个联系人信息的界面，可以创建一个意图，并将它的动作设置成VIEW，数据设置成表示这个人信息的URI。
除此之外，还有一个被称作意图过滤器（IntentFiher）的相关类。
当发生一个有效的目的请求时，意图过滤器用来描述一个活动能够处理什么意图。
如上例中所描述，想要正常显示一个联系人信息的界面，必须声明一个意图过滤器，它说明当有联系人数据要被在界面上显示时，知道如何处理它们。
通常意图过滤器要被注册在AndroidManifest.xml文件中。
从一个界面跳转到另一个界面是由解析各种意图实现的。
例如:
一个活动使用startActivity（myIntent）来调用其他活动时，系统会查找所有已经安装的应用程序的意图过滤器，并从中挑选出能够匹配myIntent意图的活动。
随后，这个新的活动接收到意图（myIntent）的通知并开始运行。
当startActivity方法被调用，解析意图的处理过程随之发生，这个机制有以下两个突出的优点:
活动可以通过一个以意图形式产生的请求来重用其他组件的功能。
活动可以在任何时候被一个具有等价意图过滤器的新活动所替代。
意图接收器
当想要编写代码来对外部事件做一些处理时，可以使用意图接收器。
意图接收器并不显示UI界面，它是通过NotificationManager来通知用户他们感兴趣的事件发生了。
意图接收器同样可以被注册在AndroidManifest.xml文件中，同时也可以在代码中使用Context.registerReceiver（）来注册自己的意图接收器。
当一个意图接收器被触发时，系统会根据需要来启动应用程序。
服务
服务是具有长生命周期并且没有用户界面的代码。
内容提供者
在Android中，每个应用程序都是有自己的userID及在自己的进程中执行。
这样做的好处是，可以保护系统及应用程序，避免被其他不正常的应用程序所影响。
可以把每个进程想像成是一个黑盒子，彼此不会互相影响，连内存的资料都无法共享。
如果应用程序之间想要共享数据，就需要使用用内容提供者。
一个内容提供者就是一个类，它实现了一个标准的方法集合。
其他的应用程序可以使用这些方法来保存和检索此内容提供者处理过的数据。
游戏功能背景介绍：
功能介绍：
益智类游戏是一种比较流行的游戏，其画面大都比较简单，很少有很复杂的游戏特效，但是通常用到人工智能的算法来控制游戏的难度。
本次游戏设计通过讲解捉猫猫游戏在Android平台上的设计与实现，本次游戏的思想来源于天猫上的“捉猫猫”活动。
随着3G移动网络应用的推广，手机游戏的规模、复杂程度日益增强；其技术手段、设计思想、系统体系结构都发生了深刻的变化。
手机操作系统正朝着高处理能力、多功能、智能化的方向发展。
近年来，网络文化市场发展很快，随着互联网的迅速普及、宽带的接入社区和家庭，我国网络游戏市场发展迅速并进入了一个高速增长期，并已经创造了较大的产值，带动了相关产业的发展。
功能简介
捉猫猫游戏的规则很简单，只需要在手机屏幕上出现小猫时，点中相应的猫得到相应的分数即可。
该游戏运行步骤如下：
1.启动游戏后首先进入的便是游戏主界面，在主界面中有“关于游戏、游戏帮助、开始游戏、退出游戏”四个栏目
2.在主界面单击“关于游戏”才当可进入“关于”界面，在"关于"界面中介绍了游戏的开发平台、开发日期等资料。
3.在菜单界面单击“游戏帮助”菜单可进入“帮助”界面，在“帮助”界面中介绍了游戏的基本规则。
4.在主界面单击“开始游戏”菜单可进入游戏界面。
5.在游戏过程中有“暂停、继续、离开”三个功能按钮，单击相应的按钮进入相应的功能状态，其中“离开”是指离开进入主界面。
6．当玩家进入游戏后，屏幕会出现不同的小猫，不同的小猫对应不同的分数，点中后也会得到不同的分数。
游戏设有不同的关卡，每一关卡设置时间为1分钟，而每一关需要相应的分数才能通关，通关后进入下一关，在进入下一关之前有三秒钟的提示，关卡等级越高，难度越大。
12.在主界面单击退出游戏便可退出游戏。
游戏策划及准备工作
游戏的策划：
人类如果经常动用大脑，便可让自身的逻辑和抽象思维能力得到增长，因此，玩数独游戏就是一个增长智慧的好办法，通过数独题米的解答，可以让头脑变得更聪明，用户可以吧她作为锻炼逻辑思维及策略绿的工具，在手机上的实现便可以时时刻刻的开发思维，锻炼头脑，
数独的推理性强，一些数学的思想、推理、假设、反正等都会用到，每个提米各不相同，不可能用一种方法解决所有问题，这也是数独的魅力所在。
开发这个游戏的目的是为读者在Android平台上进行游戏开发提供一个指导方案，二不是声场商业化的游戏，读者可以以此为范例开发出更好、更具玩性的数独游戏。
Android平台下游戏的准备工作
游戏的准备工作通常根据游戏的策划来制作游戏所有的图片、声音等。
因为本游戏并没有添加音效设置，所以只需要搜集或制作游戏过程中所有得到的图片资源即可，本游戏用到的图片文件资源。
游戏的架构
在正式开放代码之前，首先需要对该游戏的设计框架进行简要介绍，以帮助读者更好的理解游戏的开放过程，希望读者能够仔细阅读本节的内容，在整体上了解本游戏。
这会为之后的开发带来事半功倍的效果。
接下来将通过游戏的运行过程介绍各类在游戏中的作用，具体运行的步骤如下：
（1）启动游戏后，首先在KLSDActivity中初始化ZhuView,然后将用户界面切换到主动画ZhuView.
（2）而在ZhuView中会启动ZhuViewDrawThread与ZhuGoThread来刷新界面和生成主动画。
（3）当玩家单击”帮助”菜单式，会创建HelpView,是显示”帮助”界面。
（4）当玩家单
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