基于安卓系统的游戏开发与实现.docx

1、基于安卓系统的游戏开发与实现XX大学毕业设计（论文）院 系： 信息工程学院 专 业： 计算机科学与技术 班 级： XXXX 学生姓名： XX 学 号： XXXXXXX 导师姓名： XXXX 职称： 讲师 起止时间： 2014 年 3月 1 日至 2014年 5月31日XX大学本科毕业设计（论文）创作诚信承诺书1.本人郑重承诺：所提交的毕业设计（论文），题目 是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容； 2.毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源； 3. 毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正

2、当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况； 4.本人已被告知并清楚：学校对毕业设计（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果； 5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学校按有关规定给予的处理，并承担相应责任。 学生（签名）： 日期： 年 月 日目 录1.前言 11.1课题背景、目的与意义 11.2 国内外的发展现状 21.3 论文的主要内容以及章节结构 22

3、.Android平台开发概述 32.1 Android系统概述 32.2 Android系统架构 32.3 Android应用程序组件 43.系统需求分析 73.1 需求分析概述 73.2功能模块要求分析 83.3运行环境要求分析 94、总体设计 94.1系统设计 94.2游戏模块设计 114.3类功能的描述 124.4数独游戏所需的开发模式 134.5游戏体系框架设计 135、系统实现 145.1数独游戏流程框架 145.2数独算法的实现 145.3游戏初始化界面模块 165.4 游戏菜单模块 206、系统运行与调试 226.1游戏测试概述 226.2测试环境 237、总结与期望 26参考文

4、献： 27致 谢 28基于安卓系统的游戏开发与实现学生：XX（指导老师：XXX）（XX大学信息工程学院）摘要：当今世界，人类越来越离不开智能手机所提供的方便与快捷，它改变了人类传统单一的纸张化通信模式，单一的音频通话模式以及枯燥的娱乐活动。在Android系统诞生之前，智能手机，这个新鲜事物已经大大丰富了人们的业余生活，并得到了广大手机用户的青睐和认同。因此，各大手机厂商瞄准当下机遇，和巨大市场潜能，纷纷研发了各种智能手机操作系统，目的就是在于抢占这个市场的制高点。Android系统因此就是在这个风云际会的历史背景舞台下诞生的。当今手机行业蓬勃发展的快速发展，日益流行的Android系统使得越

5、来越多的手机用户开始转向Android系统，如地图、音乐、新闻等推出的Android应用程序的出现成为安卓开发软件市场的新型客源;开发者可以根据不同阶层不同年龄需求制定出个性化的手机应用游戏，因此深受年轻用户追捧，丰富青少年业余生活。由此可以看出，Android的游戏的发展前景是光明的。关键词：安卓 手机软件 游戏Based on the platform Android game development and designStudent: XX(Faculty Adviser：XXX)Abstract：Todays world, more and more inseparable from

6、 human convenience and fast smartphones offer, it has changed the traditional single sheet of human communication mode , single mode and audio calls boring entertainment. Before the birth of the Android system , smart phones, this new thing has been greatly enriched peoples leisure life , Therefore,

7、 the major mobile phone manufacturers targeting current opportunities and huge market potential , have developed a variety of smart phone operating system .The rapid development of todays booming mobile phone industry , the increasingly popular Android system makes more and more mobile phone users t

8、urning to the Android system , where there maps, music, news and other Android applications launched Android software development market has become a new source ; developers can develop according to the different needs of different age classes of personalized mobile application game, so sought after

9、 by young users . It can be seen that it will development prospects are bright.Key words: Android mobile software games1.前言1.1课题背景、目的与意义基于Linux的开源和自由的操作系统Android,它的主要作用是应用于移动设备，比如智能手机以及智能平板电脑，此系统由谷歌公司和开放手机联盟公司主导和开发。在此之前，此款系统尚未有一个统一的中文称呼，而在中国大陆，“安卓”或者“安致”被越来越多的人使用和熟知并接受。Andy Rubin，最初作为手机的主要开发支持Androi

10、d操作系统，2005年8月由谷歌收购注资。 两年后的2007年，谷歌公司与84家硬件制造商合作，并与软件开发商以及电信运营商共同形成开放手机联盟，联合开发Android系统。与此同时，谷歌通过以Apache开源许可证的授权方式，并同时发布了Android源代码。2008年10月，作为Android第一款智能手机面世，随后，Android系统平台扩展到其他领域，比如电视、平板电脑、游戏机、智能化管理平台等等。2011年第一季度，在独霸全球手机系统市场多年之久的Symbian Android的市场份额撼动其霸主地位，首次位居世界第一的市场份额。根据在2013年第四季度市场报告显示，手机的全球市场份

11、额中Android的平台已经达到了78.1%的占有率 。在2013年9月24日这一天，谷歌开发的Android操作系统迎来了五岁的生日，而如今，采用这一系统的全球智能设备的数量已经达到了十亿台。数独游戏，又称“九宫格”游戏，最早起源地是中国，它是一种中国古代的算术游戏，它通过运用纸和笔，进行一种逻辑演算。玩家在一个9*9的棋盘面上，根据现有已知的数字，推理出剩下的所有空格处得数字，使得每一行，每一列以及每一个3*3的小盘面上的数字均只能含有1-9中所有数字中的一个，而且在这这3*3小盘面中不能出现这九个数字的二次重复使用，所以答案是唯一的。由于这种游戏操作简单，而且可玩性极高，能锻炼人们的思维

12、能力，有助于挖掘大脑潜能，因此而风靡全球。如今，手机行业在21世纪蓬勃发展迅速，随着日益流行的Android系统的出现，越来越多的手机用户开始转向Android系统，它是基于开源的Linux为基础的操作系统，其特有的个性化，实用性和良好的扩展性，受到外界行业的较高评价和追捧支持。而数独游戏，由于其操作简单，无需特定语言的基础，同时也起到了人类大脑思维发展中的作用，正因如此，数独如此迅速风靡全球。在Android平台上运行的游戏深受大家的追捧。现如今，基于Android平台上的的游戏不仅可以运行在智能手机上，我们还可以将其放在平板电脑上运行。1.2 国内外的发展现状（1） 以专业化、大规模化方向

13、发展随着越来越多的平台和日益增加的显示芯片对Android的大力支持，硬件性能将不再成为制约专业游戏的开发的瓶颈。在越来越多的领域里，都有了Android的渗入，比如在PC，XBOX360，PSP等游戏平台上占据了都将迅速渗透进Android以及其他移动平台，这使得游戏发展往更加专业化的发展方向前进。（2） 以网络化方向发展随着各个平台对WIFI网络、无线通信网络、蓝牙网络都有了良好的支持，游戏将是一个更好的创新型和个性化的用户体验。在线网络游戏，多人游戏，与其他玩家联机对战，将进一步加强游戏的附着力水平，并且容易通过道具来控制生成的盈利模式。这将有助于网络的未来进一步升级，加快发展进程。（3

14、） 以时间片化、休闲化方向发展移动设备的便携性使得休闲游戏将会得到快速发展。移动设备可以把分散时间的合理利用是促进游戏可以向时间片化发展，也就是说，一个游戏可以在任何时候开始，而结束是可以在任何时间任何地点，以用户的时间片来运行分散的优势。即使在其他家用电子设备，休闲游戏，也可以为用户带来的以家庭为单位更多的乐趣。1.3 论文的主要内容以及章节结构整篇论文共分为六个部分，主要内容安排如下：第一章 前言。在这一章节里，主要介绍本篇论文的课题背景、包括目的以及意义。这其中包括了课题的背景资料简介、国内外目前的发展现状和未来发展趋势、深入系统地介绍了本次课题研究和编写的价值及意义所在。第二章 And

15、roid平台开发概述。这一部分是主要介绍了Android手机的发展历程，以及阐述现状、这其中包括详细介绍了Android的功能、Android系统和架构的独到之处以及Android的体系框架。第三章 系统需求分析，是对数独游戏的前期规划进行在功能，安全性，需求各方面的详细分析与探讨，以便制作出符合用户最好的系统。第四章 数独游戏的总体设计。是对该款数独游戏的相关模块，相关功能的策划以及系统架构的实现进行深入剖析和规划设计。第五章 数独游戏的详细设计（包括程序代码的实现）。这一部分主要是介绍了游戏的界面的绘制、游戏菜单的编写，键盘事件的建立，数独游戏的逻辑处理以及运行调试，检验，找出问题所在，及

16、时解决。第六章 系统调试与运行，这一环节，是针对数独游戏代码实现后进行后期模拟环境检验，在调试过程中检验代码的可靠性，安全性，是否达到预期效果以及实现既定要求。同时在发现问题的过程中，调整思路和改变代码，力求达到最佳运行效果。第七章 总结和展望。对该数独游戏的今后发展进行改进和优化调整，并对整篇课题论文进行深入总结和回顾，并对未来展望。2.Android平台开发概述2.1 Android系统概述Android是由Google谷歌公司研发的一款手机操作系统，它是基于Linux平台的智能手机操作系统，谷歌的目标是将其打造成为基于移动互联网终端的真正开放式的移动终端平台，不但要求可以使用移动手机所需

17、的各类工作软件，同时并在专利方面保证不侵犯他人的权利，以此促进移动互联网的进步和创新。谷歌公司开发的Android，和开放手机的联盟合作是由包括全球30余家手机移动应用开发龙头企业在内得以组成。谷歌公司和运营商不仅达成合作伙伴关系，并保持与设备制造商和开发商长期合作，目的是为了利用其优势互补从而建立成熟的移动软件平台，其最大特点是标准化，开放性的优势。 Android是谷歌的未来业务战略的一部分，其目的是为了能够在任何地点在任何时间提供有效信息 4 。结合相关书籍以及有关文献资料，我们对Android有了个初步的认识，并基本掌握了如何去搭建配置Android的有关环境和编写调试配置是否成功的H

18、elloWorld的测验程序。同时我们需要知道在基于Android平台的一个项目里，要清楚明白哪些文件夹和文件包含相应的作用。下一节，我们将从另一个深层次去分析Android的整体架构：2.2 Android系统架构要想了解Android系统构架的主要组成部分，可以通过下面这张示意图清楚掌握：图1 Android系统架构（来源：android sdk）可以很清楚地看到，Android的系统架构分为五个部分，依次是：Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications。下面将详细介绍这5个部分。2.3

19、Android应用程序组件现在我们根据组件的高低，依次来剖析各个部分。虽然SDK在这方面已经为我们设想到面面俱到，但是我们还是需要通过自己的深入研究，通过自己的见解，沿着自底向上分析各层架构，才有助于我们进一步了解Android。2.3.1、Linux Kernel（Linux内核）Android基于Linux 2.6提供核心系统服务，包括：内存管理、安全、网络堆栈、进程管理和驱动模型。Linux Kernel同样可以作为抽象层放置在硬件和软件之间，它通过隐藏相关具体硬件细节，与此同时，它也能为上层提供相应的统一服务。Android系统平台是建立在Linux内核之上，在人们狭义观念里，Andr

20、oid系统指的就是Linux内核及以上的各层，但是从运行这个角度来剖析，Android系统是对Linux的完全依赖，如果没有Linux的支撑，Android也就无法生存下去。Android基于Linux的最大价值是在于它强大的可移植性，Linux可以在任何系统中运行，就是因为其可以运行在各式各样的系统芯片构架和硬件中，与此同时，依附于它的Android系统，也得以遗传了它强大的可移植性的重要特性。对于计算机专业的同学来说，学过计算机网络这门专业课之后，我们都会对OSI/RM有所了解，大概了解分层的意义在于：它能使得下层提供服务而为上层提供服务的同时，它也能为上层提供统一的服务，与此同时，屏蔽本

21、层和下层的相关差异，若本层及以下层发生了相应变化，却不会将影响波及到上层。好比Linux是一座桥梁，它让行走在上面的Android得以实现与各级底层硬件连接起来，使得它们无需直接耦合，正因如此，降低了移植的复杂性和高难度。，各层都能提供固定的SAP（Service Access Point），用专业话来说可以是各层各司其职，从而达到高内聚、低耦合。当然本次毕业设计只是做简单的关于数独游戏的应用开发，所以对于Linux Kernel层，我们就不需要进行深入研究。2.3.2、Android Runtime（运行时）Android系统中的运行时（Runtime），目的就是为了实现Java在运行阶段的

22、二次编译提供支持。Android有一个集合，是关于核心库。它能为Java编程语言核心类库提供相关的可用性较高的功能。Java的虚拟机Dalvik和Java的核心类库共同构成了Android 的运行时。基于Android系统的每一个应用程序，在自己的进程中都是根据Dalvik虚拟机实例得以运行。Dalvik虚拟机设计成：多个虚拟机可以在一个设备中有效地运行。 Dalvik虚拟机可以执行的文件格式是。Dex格式。是一种压缩格式，专为Dalvik的设计，非常适合这类高速系统具有有限内存和处理器。 JVM是基于堆栈是一个众多虚拟机中的一个，而Dalvik的虚拟机是基于在寄存器的车道上。事实上，这两种架

23、构各有优缺点，相对一般，将需要更多的指令基于栈的机器，但机器基于寄存器的指令是更大的。 dx是一套Java工具。将java.class转换成 DEX格式。因为索引有时是必要的，以便优化处理，会使文件的大小将会增加至1-4倍，而且会以ODEX结尾。2.3.3、Libraries（核心类库）对于C/C+库的集合，这些是包含在Android里它能为Android系统中的各个组件提供帮助并可以使用。Android应用程序框架（application framework）将这些功能曝光于开发人员，是他们得以了解。下面列出一些核心库： 系统C库这是继承了标准C系统库（libc）的BSD衍生。是作为基于嵌入

24、式Linux系统设备而制定的库 媒体库基于PacketVideo的OpenCORE。该库可以支持目前当今时下常用的许多音频、视频格式的播放和录制，同时也支持包括了静态图像文件，例如：AMR、PG、MPEG4、MP3、AAC、J PNG、H.264 界面管理管理访问不同应用包括了2D和3D图形层的界面访问 LibWebCore这是一种Web浏览器引擎的新型模式，它可以来对Android 浏览器进行驱动，同时可以调用内嵌的web视图。 SGL是一种基本的可隐藏于2D相关图形引擎 3D库这个是基于OpenGL ES 1.0 APIs，目的是在于对该库中的硬件3D进行优化加速，这其中高度化的3D软件光

25、栅加速也包含在内。 FreeType位图和矢量字体的渲染绘制 SQLite是一个强大，轻量级的并且适用于所有应用程序的关系数据库引擎2.3.4、Application Framework（框架层）在Android系统平台中，最重要的核心部分非框架层莫属，Android系统的设计思想也涵盖其中，在此之前，很多平台的打造都是基于Linux内核而建立的。但是Android做到了超越以往任何一款移动平台并因此堪称成功典范。由多个系通服务（System Service）共同所组成的框架层,这其中涵盖了组件管理服务、通话管理服务、服务电源管理服务、窗口信息服务、地理信息等相关服务。通过系统核心进程（Sys

26、tem Core Process）将这些服务都是寄宿在其中。当程序运行时，每一个服务都会占据一个独立线程，发送消息以及传输数据是通过进程相互间的通信机制（Inter-Process Communication,IPC）这个桥梁渠道而得以实现。1开发人员将核心应用程序的框架的使用，是基于应用程序的体系结构的简化性，可以避免不必要的重复累赘。通过任何相关的应用程序都能发布它的相关功能，同时可以在其他任何应用程序使用这些功能（但是需要服从框架执行的相关安全限制）。所有的相关应用程序其实是一组服务以及系统，这其中包括： 视图（View）这是一种扩展性的视图集合，具有良好的丰富性。对于构建应用程序来说，

27、必不可少。列表、文本框、网格、按钮都包含在其中，同时还包括了内嵌的网页浏览器 内容的提供者（Content Providers）通过应用程序访问其他相关应用程序（比如备忘录）中的相关数据，同时也能进行数据共享。 资源管理器（Resource Manager）这其中包含了可以访问非代码的资源，比如本地化字符串以及布局文件或者是图形。 通知管理器（NotificationManager）这个管理器，可以在状态栏上以自定义式警告的模式对所有应用程序进行通知功能的自定义显示。 活动管理器（ActivityManager）这是用来对应用程序的生命周期进行有效管理和控制。2.3.5、Application

28、s（应用层）基于java语言来开发的Android的众多应用程序中，对于游戏，对大规模的运算分析和图像处理的需要是必不可少，正因如此，开源C/C+类库因此发挥其强大的作用。通过java语言编写的程序代码，或许会出现一些执行效率过低或者是移植成本过高的问题。所以，开发人员会根据C/C+来作为实现底层模块的基础，同时利用Android提供的交叉编译工具生成的类库将Java Native Interface(JNI)接口与上层Java实现进行交互的方式以此添加到应用中去。与此同时，开发人员将框架层进行规避，直接调用Android系统中的特定类库，由C/C+的一些接口构成的NDK，开发人员可以用它来实

29、现更高效率的特定调用功能的系统。13.系统需求分析3.1 需求分析概述软件开发完成的进度好坏以及该怎么去评判，这就是需求分析的重要关键之所在。现实情况却大相径庭，由于有些用户不了解计算机的相关专业知识，同时开发人员对部分相关业务的不了解，不精通，以及受到固定思维的影响，用户和开发人员往往对某一个相同问题有着不同的理解，这会对系统的相关功能的实现造成很大困扰。因此，开发者和需求用户之间应搭建沟通桥梁，建立有效的沟通渠道，最好将开发者置身于相关业务领域，了解客户真正需求，才能确保开发出的产品达到客户最佳预期效果和实际需要。3.1.1功能需求分析此次数独游戏程序设计一款小游戏，是基于Android平

30、台之下设计并与之实现的，最后将在Android模拟器中其进行调试运行。该游戏简单容易上手而且活跃性强，具有较强的益智性，可以锻炼人们的记忆能力，以及脑力开发，提高人类的数学思维能力和强大的运算能力，同时也有一定的娱乐性，让人愉悦身心的同时，通过益智游戏从而提高大脑的启发和锻炼。尤其对青少年思维，脑力，意志都有很好的锻炼，起到事半功倍的作用。使得智能手机与游戏软件对青少年未来教育有指南针似的帮助和指导性作用。针对Android手机，此款数独游戏在设计上具有以下几种功能：1、重来功能设置重来功能目的在于实现用户输入错误答案，并且因为意外差错无法解开此题而想要重新开始本题目。2、下一关功能设置下一关

31、功能目的在于是实现用户完成一关游戏后可以进入下一关游戏界面。3、解题功能设置解题功能主要实现用户解答不出此题时候系统提示答案。4、重出题功能设置重出题功能主要实现用户因为各方面原因不想解答本题或者实在解不开此题，想要切换到另一题目。5、难易程度选择功能设置难易程度选择功能目的在于实现用户根据自己的实际水平来选择适合自己难度的题目，便于提高用户的兴趣和积极性。这其中分为：简单，中等，困难三个难度。6、退出功能设置退出功能目的在于实现可以退出游戏界面，返回模拟器初始界面。3.1.2安全性需求分析由于此款游戏不涉及用户个人隐私以及任何注册要求，打开软件即可操作使用，不会涉及用户隐私泄漏等问题。用户主要是年轻的手机用户群，玩家只需要在操作手机界面进行点击安装运行就能够进行游戏的操作，能熟练上手，通俗易懂。不涉及任何暴力情节，或者不良信息，对玩家没有任何主观性的安全问题。数独游戏3.2功能模块要求分析退出模块关于