课程要求

1、上课考勤 6 次，课堂作业 3 次。
2、上机实验 4 次：实验报告格式规范，内容充实。
3、期末课程设计：程序 + 大作业。

Ⅰ、Android 简介

• 1.1 手机操作系统

1、早期的手机内部是没有智能操作系统的，所有的软件都是由手机生产商在设计时所定制，因此基本没有扩展功能。
2、后期的手机使用了专为移动设备开发的操作系统，使用者可以根据需要安装不同类型的软件。
3、操作系统对于手机的硬件配置要求较高，硬件成本、操作系统成本使手机的售价明显高于不使用操作系统的手机。
4、操作系统包括: Android、 iPhoneOS、Windows mobile、 Windows Phone7、 Symbian、黑莓、 Palmos、Linux

• 1.2 Android 特征

1、界面设计上，提供丰富的界面控件。
加快了用户界面的开发速度，保证了程序界面的一致性。
将界面设计与程序逻辑分离，使用XML文件对界面布局进行描述，有利于界面的修改和维护。
2、提供轻量级的进程间通讯机制 Intent，实现了跨进程组件通信和系统级广播消息的发送。
3、提供了Service作为无用户界面、长时间后台运行的组件。
Service无需用户干预，可以长时间稳定的运行，可为应用程序提供特定的后台功能。
4、支持高效快速的数据存储方式：Shared Preferences、文件存储、轻量级数据库 SQLite。
5、提供了 Content Provider（通用的共享数据接口），实现了跨进程共享数据。
可以无需了解数据源、路径的情况下，对共享数据进行查询、添加、删除、更新。
6、支持位置服务和地图应用。
可以通过SDK提供的API直接获取当前位置，追踪设备的移动路线，或设定敏感区域。
可以将Google地图嵌入到应用程序中，实现地理信息可视化开发。
7、支持Widget插件，开发桌面应用，实现常见的一些小工具，或在主屏上显示重要信息。
8、Android NDK 支持使用本地代码（C或C++）开发应用程序的部分核心模块。

• 1.3 Android 体系结构

一、应用程序层
提供一系列的核心应用程序，包括：电子邮件、客户端、浏览器、通讯录、日历等
二、程序框架层
提供平台基本的管理功能和组件重用机制
Content Provider：共享私有数据，实现跨进程的数据访问
Package Manager:管理安装在系统内的应用程序
三、中间件层
Android 运行时含核心库和 ART 虚拟机
1、核心库：提供Android系统的特有函数功能和Java语言函数功能
2、ART虚拟机：采用预编译技术，在安装应用程序时把程序代码转换成机器语言，启动、运行更快，耗电更少
四、Linux 内核
Linux 3.0内核，它是硬件和其他软件堆层之间的一个抽象隔离层
提供安全机制、内存管理、进程管理、网络协议堆栈、驱动程序等

• 1.4 MVC 概述

一、MVC 模式
MVC 模式译为 “模型-视图-控制器” ，是软件工程中的一种软件架构
”Model-View-Controller“ 模式将交互式应用程序分成3个组件
① 模型：业务逻辑层，包含核心功能和数据并实现核心业务逻辑
② 视图：表示层，向用户显示信息
③ 控制器：控制层，处理用户输入，并实现模型层跟视图层的协同工作
二、MVC应用领域
① 具有灵活人- 机界面的交互式应用程序
② 针对不同的用户角色，提供不同的用户界面
三、变更-传播机制
① 一个模型对应多个视图
② 维护数据的一致性
1、M（Model）模型层
com.sharpandroid.domain：实体模型层，存放在程序中调用到的实体类。
com.sharpandroid.servier：业务模型层，存放在程序中调用到的业务逻辑。
数据库、网络、业务计算的操作都在该层处理。
2、V（View）显示层
Android 很好地将显示层抽离，放入"res/"目录中以XML的形式体现。
虽然对于控件属性可以通过Java代码修改，但还是推荐在XML中设置，遇到动态修改再用硬编码的方式。这样增加了程序的可读性，有利于软件后期的维护。
main.xml、shownews.xmlao：布局文件。
strings.xml：存放常量。
drawable：存放使用的图片文件。
3、C（Controller）控制层
Control 是 Acticity 的天职，你只用告诉Acticity做什么，而至于怎么做那是模型层的事。
所以不要在Acitivity中写代码，要通过 Activity 交割 Model 业务逻辑层处理。
Android中Acitivity的响应时间是5s，如果耗时的操作放在这里，程序就很容易被回收掉。

• 1.5 Android 程序结构

一、HelloAndroid程序的结构
1、在建立程序的过程中，ADT会自动建立一些目录和文件；并且以工程名称HelloAndroid作为根目录，将所有自动生成的和非自动生成的文件都保存在这个根目录下。
2、这些目录和文件有其固定的作用，有的允许修改，有的不能修改。
二、子目录、库、工程文件
5个子目录：src、gen、assets、bin、res
1个库：android.jar
3个工程文件：Androidmanifest.xml、project.properties、proguard.cfg
1、 src 目录
源代码目录，保存所有允许修改的 java 文件和用户自己添加的 java 文件。
工程建立初期，ADT根据工程向导中的"Create Activity"选项，自动建立HelloAndroidActivity.java文件，该文件可以修改。

为了显示图形界面，需要在 HelloAndroidActivity.java 中继承Activity类，并在 onCreate() 函数中声明需要显示的内容。
代码第3、4行，引入 Activity 和 Bundle 两个重要的包，用于子类继承和信息传递
代码第6行，声明 HelloAndroid 类继承于 Activity 类
代码第8行，表明需要重写 onCreate() 函数
代码第9行，onCreate() 会在 Activity 首次启动时被调用，当作程序的主入口函数
代码第10行，调用父类的 onCreate() 函数，并将 Activity 的状态信息传递给父类
代码第11行，XML语言描述的用户界面，保存在res/layout/main.xml资源文件中
2、 assets 目录
用来存放原始格式的文件（音频、视频等二进制格式文件），缺省为空目录。
此目录的资源不能被 R.java 文件索引，因此只能以字节流的形式进行读取。
3、 bin 目录
保存了编译过程中所产生的文件，以及最终的 apk 文件。
4、 res 目录
a.子目录 drawable-hdpi、drawable-mdpi、drawable-ldpi 用来保存针对不同屏幕尺寸需要显示的图像大小。上述目录中自动引入了不同尺寸的图标文件 icon.png，系统会根据屏幕分辨率为程序加载。
b.子目录 layout 用来保存与用户界面相关的布局文件（main.xml），使用XML语言描述。

代码第6行，使用 TextView 控件（用来显示字符串文本）
代码第9行，显示的字符串，@string/hello是资源引用（strings.xml 文件中name属性为hello的string元素）
c.子目录 values 用来保存颜色、风格、主题、字符串等。
目录自动生成了strings.xml文件，程序名称和界面显示都保存在这个文件中。

代码第3行，表明显示的字符串应是”Hello World，HelloAndroidActivity！"
5、gen 目录
① 用于保存ADT自动生成的 java 文件，例如 R.java、AIDL文件，这个目录中的文件不建议用户进行任何修改。
R.java 包含对 drawable、layout、values 目录内资源的引用指针，程序能够直接通过R类引用目录中的资源。

② R类内部定义的子类，对应资源类型；如：drawable类对应图像资源类型，layout 类对应布局资源类型。
子类内部定义的静态变量表示资源名称，对应资源的文件名（或XML文件的name属性）；
如：layout类的内部变量main对应src/layout/main.xml文件，string类的内部变量hello对应values/strings.xml文件中name属性为hello的资源。
③ 引用资源
a.代码中引用，引用格式：R.资源类型.资源名称（或XML文件的name属性），如：R.layout.main
b.资源中引用，引用格式：@包名称/资源类型/资源名称（或XML文件的name属性），如：@string/hello
6、android.jar 库
函数库文件，Android 系统所支持的 API 都包含在这个文件中。
7、工程文件
① proguard.cfg：供 ProGuard 工具进行代码优化、代码混淆的配置文件。
② project.properties：记录工程的相关设置，如：编译目标、apk设置等。
可以通过右键点击工程名称，选择 "Properties" 进行修改。
③ Androidmanifest.xml：程序声明文件，包含运行应用程序前所必须掌握的信息。
如：应用名称、图标、包名称、模块组成、授权、SDK最低版本等。

a）根元素 manifest 定义了4个属性
xmlns:android 属性定义了 Android 的命名空间
package 属性定义了应用程序的包名称
b）元素 application 声明了4个子元素（重要）
Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider
c）元素 intent-filter 声明了2个子元素
action、category，其作用是将 HelloAndroidActivity 作为默认的启动模块

• 1.6 命令行创建 AVD

1、使用 CMD 并进入<Android SDK>\tools 目录
2、通过 android list targets 命令搜索有效的Android系统
有2个可以选择的编译目标：4.0 Android系统（id为1）支持 Google API 的 4.0 Android系统（id为2）
3、使用 android create avd -n android 4.0 -t 1 命令（-n 表明AVD的名称，-t 表明系统的id值）
根据需要确定是否定制模拟器支持的硬件清单（Do you wish to create a custom hardware profile）

• 1.7 命令行创建程序

1、使用 CMD 并进入<Android SDK>\tools 目录
2、使用 android list targets 命令搜索有效的Android系统
3、使用 android create project -n HelloCommandline -k edu.hrbeu.HelloCommandline -a HelloCommandline -t 1 -p (目录) 命令建立工程目录和基本文件

android.bat 可以建立和更新Android工程，还可以管理AVD。

Ⅱ、Android 生命周期与组件通信

• 2.1 Android 生命周期

程序的生命周期指在Android系统中进程从启动到终止的所有阶段。

1、前台进程
前台进程是最重要的进程，是与用户交互的进程。包含以下4种情况：
① 进程中的Activity正在与用户进行交互。
② 进程服务被Activity调用，而且这个Activity正在与用户进行交互。
③ 进程服务正在执行声明周期中的回调函数，如 onCreate()、onStart()、onDestroy0。
④ 进程的 BroadcastReceiver 正在执行 onReceive() 函数。
在多个前台进程同时运行时，可能出现资源不足的情况，此时会清除部分前台进程，保证用户界面能够及时响应。
2、可见进程
可见进程指部分界面能被用户看见，却不在前台与用户交互，不响应界面的进程。
如果一个进程包含服务，且这个服务正在被用户可见的Activity调用，此进程同样被视为可见进程。
一般只存在少量的可见进程，只有在特殊的情况下，才会清除可见进程保证前台进程的资源。
3、服务进程
服务进程指包含已启动服务的进程。没有用户界面，在后台长期运行。
除非不能保证前台进程或可视进程所必要的资源，否则不强行清除服务进程。
4、后台进程
后台进程指不包含任何已启动的服务，而且没有任何用户可见的Activity的进程。
一般存在数量较多的后台进程，在系统资源紧张时，将优先清除用户较长时间没有见到的后台进程。
5、空进程
空进程指不包含任何活跃组件的进程。
空进程在系统资源紧张时会被首先清除。但为了提高应用程序的启动速度，会将空进程保存在系统内存用，在重新启动该程序时，空进程会被重新使用。

• 2.2 Activity 组件

一、Android 组件简介
组件是可以调用的基本功能模块，应用程序就是由组件组成的。
Android系统有四个重要的组件：Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider。
1、Activity
Activity是程序的呈现层，显示可视化的用户界面，并接收与用户交互所产生的界面事件。
应用程序可以包含一个或多个Activity，在程序启动后会呈现一个Activity，用于提示正常启动。
2、Service
Service用于没有用户界面，但需要长时间在后台运行的应用。
3、BroadcastReceiver
BroadcastReceiver是用来接受并响应广播消息的组件。
可以通过Activity或Notification通知用户收到重要信息。
Notification能够通过多种方法提示用户，包括闪动背景灯、震动设备、发出声音等。
4、ContentProvider
ContentProvider是一种共享数据机制，应用程序通过它访问其他程序的私有数据。
私有数据可以是存储在文件系统中的文件，也可以是SQLite中的数据库。
二、Task 与 Activity栈
1、一个Task是用户可以完成一个特定目标的一组Activity，与Activity属于哪个Application无关。例如，从联系人列表开始，选择一个邮箱地址，然后附加一个图片。联系人列表、邮箱、图片都存在于不同的Activity中，但却属于同一个Task。
2、启动Task的Activity被称作根Activity。通常Task是从应用管理器、主屏（长按HOME键）开始的。用户可以通过点击根Activity的图标回到Task里去。使用BACK键可以回到这个Task的前一个Activity里，Activity栈可以由一个或多个Task组成。
3、Task的一个重要的特性就是，用户可以中断当前任务，去进行另一个Task，又可以返回到这个Task。目的是为了用户可以同时运行多个任务，并且可以在这些任务间切换。
4、当用户在Application中，从一个Activity跳到另一个时Activity，会保存用户访问的线性导航历史，这就是Activity栈。当用户按BACK键的时候，栈中的上一个Activity就会被展示出来。用户可以一直按BACK键，直到返回主屏Activity。

三、Activity 基本状态
Activity的四种基本状态：
1、活动态（Active）：Activity在用户界面中处于最上层，完全能被用户看到，能够与用户进行交互。
2、暂停态（Paused）：Activity界面上被部分遮挡，不再处于界面的最上层，且不能与用户进行交互。
3、停止状态（Stopped）：Activity在界面上完全不能被用户看到，也就是说被其他 Activity 全部遮挡。
4、非活动态（Killed）：又称为死亡态，是指不在上面三种状态之内的Activity状态。

根据这几种状态，Activity栈遵循“后进先出”的规则。

四、Activity 生命周期
1、举例：建立一个新的Android工程
工程名称：NewActivity
包名称：edu.neu.androidlab
Activity名称：NewActivity

代码第8行，一个Activity就是一个Java类，而且必须继承自Activity基类。
代码第13行，复写了基类的 onCreate() 方法。
代码第14行，调用了父类的 onCreate() 方法。这在创建Activity时是必须的，类似于其它面向对象语言中的构造函数。
代码第15行，采用setContentView() 方法设置布局文件。
代码第16和17行，findViewByld() 方法功能是通过控件ID获得所需的控件对象。此方法返回控件基类View，通过强制类型转换成所需的控件对象。
代码第18行和19行，完成相应控件显示文本的设置。
2、AndroidManifest.xml文件中声明Activity的代码如下：

代码第2行，属性android:name定义了Activity类的名称。
代码第3行，属性android:label定义了Activity的标签名称。
3、可以按照需要布局界面控件，如上面的Activity添加了一个按钮(Button)和一个文本框(TextView)。其声明代码如下所示：

事件回调函数在生命周期中起重要作用，在这些函数中添加相应的代码可以实现相应的功能。

1、完整生存期
函数的调用顺序：onCreate() → onStart()→ onResume() → onPause()→ onStop()→ onDestroy()
调用onCreate()函数分配资源
调用onStart()将Activity显示在屏幕上
调用onResume()获取屏幕焦点
调用onPause()、onStop()、onDestroy()，释放资源并销毁进。
2、可视生存期
可视生存期是指从调用onStart()到调用onStop()之间的周期阶段。
3、活动生存期
活动生存期是指从调用onResume()到调用onPause()之间的周期阶段。

• 2.3 Intent 意图

一、Intent基本构成
二、 Intent形式
三、Intent Filter
四、Activity信息传递
五、获取Activity返回值