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《移动互联网技术》课程简介
《移动互联网技术》课程是软件工程、电子信息等专业的专业课，主要介绍移动互联网系统及应用开发技术。课程内容主要包括移动互联网概述、无线网络技术、无线定位技术、Android应用开发和移动应用项目实践等五个部分。移动互联网概述主要介绍移动互联网的概况和发展，以及移动计算的特点。无线网络技术部分主要介绍移动通信网络（包括2G/3G/4G/5G技术）、无线传感器网络、Ad hoc网络、各种移动通信协议，以及移动IP技术。无线定位技术部分主要介绍无线定位的基本原理、定位方法、定位业务、数据采集等相关技术。Android应用开发部分主要介绍移动应用的开发环境、应用开发框架和各种功能组件以及常用的开发工具。移动应用项目实践部分主要介绍移动应用开发过程、移动应用客户端开发、以及应用开发实例。
课程的教学培养目标如下：
1．培养学生综合运用多门课程知识以解决工程领域问题的能力，能够理解各种移动通信方法，完成移动定位算法的设计。
2．培养学生移动应用编程能力，能够编写Andorid应用的主要功能模块，并掌握移动应用的开发流程。
3. 培养工程实践能力和创新能力。
通过本课程的学习应达到以下目的：
1．掌握移动互联网的基本概念和原理；
2．掌握移动应用系统的设计原则；
3．掌握Android应用软件的基本编程方法；
4．能正确使用常用的移动应用开发工具和测试工具。
第四章 移动应用开发
本章小结：
1**、本单元学习目的**
掌握Android Studio开发环境的使用方法：建立工程，编写源程序，编译链接，安装模拟器，通过模拟器运行和调试程序。
2**、本单元学习要求**
(1) 掌握移动应用开发框架的结构；
(2) 熟练使用Android应用的开发工具。
3**、本单元学习方法**
结合教材以及Android Studio开发环境，在电脑上进行操作，熟悉教材中介绍的每一个步骤。
4**、本单元重点难点分析**
重点
(1)Android****应用工程的建立
创建第一个Android应用项目，首先设定项目的命名规范。将开发项目划分为个人项目和公司项目两类。个人项目又分为由个人完成和由团队完成两种。项目名称的第一个前缀用来区分个人还是团队，然后依次是团队和个人名称以及模块名称。接下来遵循项目命名规范，构建第一个移动应用工程项目。
打开Android Studio，选择文件（File）菜单的新建项目（New Project），然后输入应用的名称、公司的域名或个人的名称，以及项目存放的位置，如下图所示。单击“下一步（Next）”按钮，进入下一个设置窗口。
在窗口的“minimum SDK”选项中，选择应用支持的最低SDK版本，如下图所示。随后，一步步按照提示操作，创建自己的工程项目。
(2) Android Studio的环境配置和使用方法
接下来，需要设置移动应用开发所使用Android版本，也就是配置对应的SDK版本。点击文件File菜单下的Settings子菜单，打开配置窗口，搜索“SDK”，设置Android SDK在本地的存储路径，如下图所示；同时也可以选取使用特定的Andriod版本。
最后，需要配置调试和运行Android应用程序的模拟器（如果采用真机调试则不需要）。首先，选择工具（Tools）菜单下的Android子菜单，点击AVD Manager选项；然后，点击创建模拟器按钮（Create Virtual Device），打开创建窗口，选择Phone（也可以创建其他类型的移动设备，比如：可穿戴设备、平板等）创建手机模拟器。创建窗口中列出了各种类型的手机，选择一个类型，点击Next按钮，完成配置，如下图所示。
模拟器创建好以后，点击启动按钮，即可启动模拟器，如下图所示。
如果不采用Android Studio提供的模拟器，也可以使用第三方模拟器。通常有两种类型的模拟器：一类基于Bluestacks，另一类基于VirtualBox。Bluestacks把Android底层的API接口翻译成Windows API，它对计算机的硬件本身没有要求，在硬件兼容性方面有一定的优势。Virtualbox是Oracle旗下的开源项目，它在Windows内核中直接插入驱动模块，创建一个完整的虚拟电脑环境运行安卓系统。第三方模拟器Genymotion就是基于VirtualBox，它的个人版是免费的。
难点
(1)移动应用开发框架
工程创建好以后，在Android Studio的左边窗口显示了整个工程项目的各种信息，如下图所示。在manifests文件夹下面，可以看到应用的全局配置文件“AndroidManifest.xml”文件。这个文件负责整个应用各个组件的配置。Java文件夹下面是项目的各个包目录。选取以项目名称命名的包（pers.cnzdy.tutorial），点击展开，可以看到Android Studio自动生成的MainActivity文件。另外，在开发过程中还经常要用到资源文件夹，也就是res目录，它主要用来存放应用的各种资源。
配置文件AndoridManifest会告诉Android系统，应用程序（APP）的各种配置信息，比如程序的运行环境、所需要的权限以及Andriod的各种组件（活动、服务，广播，内容提供商等等）。打开配置文件，首先看到应用程序的配置信息，包括应用的图标（icon），应用的名称（label），以及主题样式（theme）等等，如下图所示。
应用标签（）的下面是程序的界面——Activity（称为活动）。它是移动应用最重要的部分，是程序的四大组件之一。
工程项目中还有一个文件非常重要，它就是存放资源编码的R文件，如下图所示。通过R文件，在程序中可以引用各种资源，比如：字符串、图标、样式等等。每一个资源在R文件中都有唯一的编码（id号）。在程序中要引用资源的时候，都是通过这个id号进行访问。R文件不需要手工构造，它由Android Studio自动生成。
R文件中对应的资源都存放在res目录中，不同的资源又存放在不同的文件夹下面，例如：图片存放在drawable目录下面，布局存放在layout目录下面等等。这些文件夹的名称都是Andriod规定好的。
项目代码生成好以后，需要将源代码打包成可执行的形式，对于Android应用来说就是生成apk，然后安装到移动设备上运行。完成这一系列任务需要一个专门的工具，这通常由构建工具来处理。
构建工具是一个把源代码生成为可执行应用程序的过程自动化程序，其中包括编译、连接、代码打包、生成可执行文件等步骤。在Android Studio中，使用Gradle来构建项目。Gradle是一个开源的自动化构建工具，它不仅限于构建 Android 应用程序，还可用于其他应用程序的构建，比如用于Java或C++等多种项目。在Android Studio的项目窗口（project）中，可以看到一个名为build.gradle的文件。Android项目有两个gradle文件：一个是整个工程项目的gradle文件，另一个是模块的gradle文件，两个gradle文件分别存放在不同的文件夹下面。
首先打开项目构建文件可以看到，文件中主要包括两个部分：（1）应用的远程代码仓库，指定为jcenter；（2）工程项目的依赖库（dependencies）。项目构建文件如下图所示。
buil.gradle文件中，两个地方的repositories闭包都声明了jcenter。jcenter是一个代码托管仓库，很多Android开源项目都会将代码托管到jcenter上。Android应用可以通过访问远程代码仓库jcenter来获取各种插件，比如：在依赖项dependencies闭包中使用classpath声明一个Gradle插件：“com. Android.tools.build:gradle:2.3.3”（最后面的数字部分是插件的版本号），即可在依赖库中加入gradle插件，并在项目中使用，非常方便。
在一个Android项目中还可以包含多个模块，每个模块都有一个gradle文件，它存放在模块的文件夹下面，如下图所示。模块gradle文件包含的基本信息有：各种版本信息、自定义构建类型（BuildType）和依赖项。首先看到模块使用的 SDK 版本，比如：这里的24就代表支持 Andriod 7.0，最低的 SDK 版本：23 表示最低支持 Android 6.0。
在Gradle脚本里有一项是buildTypes。它默认包含debug和release这两种构建类型，并且还可以在其中设定应用是否需要混淆代码，以防止反编译。buildTypes的下面是依赖声明，可以声明本地依赖或者远程依赖。远程依赖的格式是先给出域名，比如：com.Android.support，然后是冒号，随后是组名appcompat-v7（appcompat_v7是Android的向下兼容包），其中24.2.1是版本号。Gradle在构建项目时会首先检查本地是否已经有这个库的缓存，如果没有就会自动联网下载，然后将它添加到项目的构建路径中。
日志工具主要用来显示程序运行中的各种信息，比如运行中某个变量的取值。通过查看这些信息可以了解程序的运行状态，便于发现问题和调试程序。在Java语言中，一种最简单的日志显示方式是采用System.out.println函数来输出各种信息。而在Android开发中，一般不使用这个方法，主要是因为println函数输出的日志信息不可控制，输出的时间无法确定，并且不能对各种不同的信息进行过滤，而且信息也没有按照程序问题的严重程度划分不同的级别。Android提供的替代方案是使用日志类Log（Android.util.Log）。
在Android Studio菜单View中选择Tool Windows选取显示Logcat窗口。在Logcat窗口中可以看到各种日志信息。
日志信息的级别由低到高，一共有五种类型的日志信息，分别是verbose、debug、info、warn和error。Log.v()函数用于打印最为琐碎、意义最小的日志信息。Log.d()函数用于打印调试信息，这些信息对调试程序和分析问题有帮助。Log.i()函数打印一些比较重要的数据，这些数据帮助开发人员分析用户行为。Log.w()函数打印警告信息，提示程序可能存在的潜在风险。这些出现警告的地方开发人员需要认真检查并加以修改。Log.e()函数用于打印程序中的错误信息，例如：程序中出现了异常。错误信息通常表明程序存在比较严重的问题，需要修复才能正常运行。Log函数有两个参数，第一个参数用来过滤掉那些不想查看的信息，第二个参数是显示在Logcat窗口上的信息。过滤器设置完成以后，运行程序，可以看到过滤后的信息，也可以在Logcat窗口中选取要查看日志的级别，这样能够对信息进行分类过滤。
除了通过日志工具查看各种信息以外，在Android中，还提供了另外一种运行时查看信息的方式——Toast。在程序中通过编写Toast代码，可以在Android应用的运行界面上弹出一个提示窗来显示信息。提示信息通常只显示一段时间，然后消失，它不会影响程序的运行。使用Toast时，首先通过调用Toast类的makeText()函数创建一个Toast对象，然后调用show()函数将信息显示在界面上。makeText函数有三个参数，第一个参数是提示信息显示的上下文环境（Context），例如：FirstActivity界面，由于活动本身就是一个Context对象，因此直接传入 FirstActivity.this；第二个参数是要显示的文本信息；最后一个参数有两个选项，一个是Length_short，另一个是Length_long，分别表示显示时间的长短。
(2)移动应用程序的权限管理
当Android应用要完成某种敏感的操作，比如：拨打电话、发送短信、使用摄像头等等，都需要向用户申请权限，这就确保了系统的安全。在早期的Android系统中，如果应用程序要使用某项需要权限的功能，就需要在全局配置文件（AndroidManifest）中进行设置，比如：要获取网络状态信息，需要在配置文件中进行声明：
在全局配置文件中申请权限，称为静态权限申请。采用静态权限的管理方式，在使用过程中会存在一些问题：如果通过全局配置文件请求权限，用户在安装应用的时候，就必须同意各种权限申请；如果用户不同意，应用就无法安装。这就使得很多应用程序在安装时就向用户请求过多的权限，而有的权限可能是应用程序完全不需要的。这样就会强迫用户在安装时必须同意对权限的请求。
针对这一问题，Google在Android 6.0以后加入了动态权限管理——运行时权限。对于一些敏感权限，在用户使用时进行动态申请。用户可以拒绝这些权限的申请，虽然不使用敏感性的操作，但同时又不影响其他功能的使用；而对于已经授予过的权限，用户也可以在系统设置中关闭授权。通过这种方式可以防止一些应用恶意访问用户数据，提高了系统的安全性。
Android 6.0将移动应用的所有权限分为两类：一类是普通权限，一类是危险权限。普通权限通常不会直接威胁到用户的安全和隐私。这类权限只需要通过静态注册的方式提出申请，用户在安装应用的时候进行确认；确认后，系统会对应用授权，以满足程序的运行需求。危险权限是那些可能会涉及用户隐私，或者对移动设备造成安全隐患的权限，比如：获取手机上联系人电话、定位手机的地理位置等等。这部分权限不能用静态方式注册，必须编写代码，在程序运行的时候，弹出权限请求窗口，然后由用户选择是否授权。如果用户不同意，程序就无法使用相应的功能。
危险权限一共有9组，共24个权限，分别是日历、摄像头、联系人、地理位置、麦克风、电话、传感器、短信以及存储，如下表所示。每个危险权限都属于一个权限组，比如存储权限组就包括读和写两个权限。在编写权限申请代码的时候，开发人员根据权限名申请授权。如果程序在运行过程中需要该权限，就弹出窗口，提示用户授权。如果用户同意，那么这个权限所在权限组中的所有其他权限也会被同时授权。
| Permission Group（权限分组） | Permissions（权限） |
| CALENDAR（日历） | READ_CALENDAR WRITE_CALENDAR |
| CAMERA（摄像头） | CAMERA |
| CONTACTS（联系人） | READ_CONTACTS WRITE_CONTACTS GET_ACCOUNTS |
| LOCATION（地理位置） | ACCESS_FINE_LOCATION ACCESS_COARSE_LOCATION |
| MICROPHONE（麦克风） | RECORD_AUDIO |
| PHONE（电话） | READ_PHONE_STATE CALL_PHONE READ_CALL_LOG WRITE_CALL_LOG ADD_VOICEMAIL USE_SIP PROCESS_OUTGOING_CALLS |
| SENSORS（传感器） | BODY_SENSORS |
| SMS（短信） | SEND_SMS RECEIVE_SMS READ_SMS RECEIVE_WAP_PUSH RECEIVE_MMS |
| STORAGE（存储） | READ_EXTERNAL_STORAGE WRITE_EXTERNAL_STORAGE |
每当需要申请一个权限时，可以先查询这张表格。如果是属于这张表中的权限，那么就需要编写代码，在运行时申请权限；如果申请权限不在这张表中，那么只需要在AndroidManifest.xml文件中添加权限声明就可以了。
下面以拨打电话权限（危险权限）为例，来编写权限申请代码。首先，应用程序在每次需要“拨打电话”时，都要判断应用目前是否有该项权限。在程序中通过调用ContextCompat.checkSelfPermission()函数进行判断，如果返回PackageManager.PERMISSION_GRANTED，表示已经授权；如果没有授权则需要调用 requestPermissions() 函数来请求授权。这时系统会弹出一个权限申请对话框，用户可以选择同意或拒绝权限申请。不论是哪种结果，最终都会回调onRequestPermissionsResult()函数返回授权结果。其中requestCode表示申请的编号，用来判断当前申请的是哪一个权限，授权的结果则会封装在grantResults参数当中。
在onRequestPermissionsResult()函数中，将根据用户的授权结果进行判断：如果用户同意，就调用call()函数来拨打电话；如果用户拒绝，只能放弃操作，并且弹出一条失败提示。示例代码如下：
@Override public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String[] permissions, int[] grantResults) { if (requestCode == 1) { if (grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) { calling(); } else { Toast.makeText(this, "权限被拒绝", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } } }
本章习题：
1、本单元考核点
Android Studio开发软件工程的建立。
Android工程项目的各个目录和文件，构建工具Gradle。
Android的权限管理。
2、本单元课后习题
1、简述R.java和AndroidManefiest.xml文件的用途。
答案：R.java文件是ADT自动生成的文件，包含对drawable、layout和values目录内的资源的引用指针，Android程序能够直接通过R类引用目录中的资源。AndroidManifest.xml是XML格式的Android程序声明文件，包含了Android系统运行Android程序前所必须掌握的重要信息，这些信息包括应用程序名称、图标、包名称、模块组成、授权和SDK最低版本等，而且每个Android程序必须在根目录下包含一个AndroidManifest.xml文件。
2、简述Android系统的四种基本组件Activity、Service、BroadcaseReceiver和ContentProvider的用途。
答案：Activity是Android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，用于提示用户程序已经正常启动。
Service一般用于没有用户界面，但需要长时间在后台运行的应用。
BroadcaseReceiver是用来接受并响应广播消息的组件。
ContentProvider是Android系统提供的一种标准的共享数据的机制，应用程序可以通过ContentProvider访问其他 应用程序的私有数据。
参考资源：
1、Android Studio 中文社区：http://www.android-studio.org
2、Google Developers：https://developers.google.cn
原创声明
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作者： [ libin9iOak ]
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