Android手機(jī)天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) - 全文

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　　Android 系統(tǒng)是Google 公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)源手機(jī)操作系統(tǒng)，它包括了操作系統(tǒng)、用戶(hù)界面和應(yīng)用程序，即智能手機(jī)工作所需的全部軟件。Android 的最大特點(diǎn)是它的開(kāi)放性體系架構(gòu)，不僅具有非常好的開(kāi)發(fā)、調(diào)試環(huán)境，而且還具有各種可擴(kuò)展的設(shè)施，包括豐富的圖形組件、多媒體支持功能和強(qiáng)大的瀏覽器，而且已有許多比較成熟的應(yīng)用案例。

　　本文提出了智能手機(jī)天氣實(shí)況預(yù)報(bào)系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，供開(kāi)發(fā)者參考。

　　1 Android應(yīng)用程序設(shè)計(jì)原理

　　一個(gè)Android 應(yīng)用程序，通常由AcTIvity、Intent Receiver、Service、CONtent Provider 四種功能組件構(gòu)成。但是，并不是每一個(gè)Android 應(yīng)用程序都需要用到這四種功能組件，而是只需上述四種功能組件的某些組合。

　　1.1 Activity

　　Activity 是最基本的Android 應(yīng)用程序組件。大多數(shù)應(yīng)用由多個(gè)屏幕組成，一個(gè)Activity 通常則是一個(gè)單獨(dú)的屏幕。每一個(gè)Activity 都被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)獨(dú)立的類(lèi)，并且從Activity 基類(lèi)中繼承而來(lái)。Activity 類(lèi)將會(huì)顯示由視圖控件組成的用戶(hù)接口，并對(duì)事件做出響應(yīng)。Android 使用Intent 這個(gè)特殊類(lèi)，實(shí)現(xiàn)在屏幕與屏幕之間移動(dòng)。通過(guò)解析各種Intent,從一個(gè)屏幕導(dǎo)航到另一個(gè)屏幕是很簡(jiǎn)單的。當(dāng)向前導(dǎo)航時(shí)，Activity 將會(huì)調(diào)用STartActivity(Intent myIntent)方法，然后，系統(tǒng)會(huì)在所有安裝的應(yīng)用程序中所定義的IntentFilter 中查找，找到最匹配myIntent的和Intent 對(duì)應(yīng)的Activity.新的Activity 接收到myIntent 的通知后，開(kāi)始運(yùn)行。當(dāng)startActivity 方法被調(diào)用時(shí)將觸發(fā)解析myIntent 的動(dòng)作。這個(gè)機(jī)制具有兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：一是能夠重復(fù)利用從其他組件中以Intent 形式產(chǎn)生的一個(gè)請(qǐng)求;二是Activity 可以在任何時(shí)候被一個(gè)具有相同IntentFilter 的新Activity 取代。

　　1.2 Intent Receiver

　　通過(guò)Intent Receiver 實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用能夠?qū)σ粋€(gè)外部的事件作出響應(yīng)。Intent Receiver 在AndroidManifest.xml 中注冊(cè)，也可以在代碼中使用Context.registerReceiver()進(jìn)行注冊(cè)。當(dāng)一個(gè)IntentReceiver 被觸發(fā)時(shí)，應(yīng)用不必對(duì)請(qǐng)求調(diào)用Intent Receiver,系統(tǒng)會(huì)在需要的時(shí)候啟動(dòng)應(yīng)用。各種應(yīng)用還可以通過(guò)使用Context.

　　brOAdcastIntent()將它們自己的Intent Receiver廣播給其他應(yīng)用程序。

　　1.3 Service

　　Service 是一段長(zhǎng)生命周期的、沒(méi)有用戶(hù)界面的程序。例如媒體播放器這個(gè)Activity 會(huì)使用Context.startService()來(lái)啟動(dòng)一個(gè)Service,從而可以在后臺(tái)播放音樂(lè)。同時(shí)，系統(tǒng)也將保持這個(gè)Service 一直執(zhí)行，直到Service 運(yùn)行結(jié)束。系統(tǒng)可通過(guò)使用Context.bindService()方法，連接到一個(gè)Service 上(如果這個(gè)Service 還沒(méi)有運(yùn)行將啟動(dòng)它)。當(dāng)連接到一個(gè)Service 之后，還可以利用Service 提供的接口與它通信。就媒體播放器來(lái)說(shuō)，還可以進(jìn)行暫停、重播等操作。

　　1.4 Content Provider

　　Android 應(yīng)用程序能夠?qū)⑺鼈兊臄?shù)據(jù)保存到文件、SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，甚至是任何有效的設(shè)備中。Content Provider 實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用數(shù)據(jù)與其他的應(yīng)用程序的共享。Content Provider 類(lèi)實(shí)現(xiàn)一組標(biāo)準(zhǔn)的方法，能夠讓其他應(yīng)用程序保存或讀取此ContentProvider處理的各種類(lèi)型數(shù)據(jù)。在Android 中，默認(rèn)使用SQLite 作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，但使用方法略有不同。Android 中每一個(gè)應(yīng)用程序都運(yùn)行在各自的進(jìn)程中，當(dāng)訪問(wèn)其他應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)時(shí)，需要在不同的虛擬機(jī)之間傳遞數(shù)據(jù)，這樣操作起來(lái)會(huì)有些困難(正常情況下，不能讀取其他應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫(kù)文件)。ContentProvider 正是解決不同的應(yīng)用包共享數(shù)據(jù)的工具。

　　2 天氣實(shí)況預(yù)報(bào)系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)

　　基于Android 平臺(tái)的智能手機(jī)訪問(wèn)服務(wù)器的主要技術(shù)是數(shù)據(jù)交互方法?；贏ndroid 操作系統(tǒng)的天氣實(shí)況預(yù)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是通過(guò)調(diào)用通信協(xié)議SOAP(Simple Object AccessProtocol)的接口，從Web Service 提供商中提取天氣預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)信息，為客戶(hù)端服務(wù)。其基本功能是當(dāng)用戶(hù)運(yùn)行天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)程序時(shí)，在手機(jī)屏幕上顯示出中國(guó)的城市名稱(chēng)，用戶(hù)單擊任意一個(gè)城市名，可獲得該城市的天氣實(shí)況預(yù)報(bào)信息。用戶(hù)也可以輸入城市名稱(chēng)，點(diǎn)擊查詢(xún)獲得天氣預(yù)報(bào)信息。CitiesWeather-Forecast 工程目錄結(jié)構(gòu)及其源代碼文件如圖1所示。

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　　2.1 Android平臺(tái)的用戶(hù)界面實(shí)現(xiàn)

　　Android 提供的可變化的用戶(hù)界面(UI)開(kāi)發(fā)模塊是基于XML 文件的。這些XML 文件放在工程/res/layout 下面。這個(gè)目錄可包含所有應(yīng)用程序所需的非碼部分，比如圖片、字符串、xml 文件。當(dāng)要使用到這些資源時(shí)，在代碼目錄中打開(kāi)R.java文件即可。在XML 文件里編輯界面的代碼，實(shí)現(xiàn)起來(lái)不僅方便，使用時(shí)也會(huì)更加靈活。

　　在Android 程序設(shè)計(jì)中要用到一些基本的Android UI 元素，通過(guò)使用Views、View Groups 和layouts 可為Activity 創(chuàng)建功能性的、富有直觀力的UI.通常是使用Android SDK 中提供的一些控件，進(jìn)行布局、擴(kuò)展和定制這些控件，并使用ViewGroups 去組合Views,創(chuàng)建由相互作用的子控件組成的原子的、重復(fù)利用的UI 元素。也可以創(chuàng)建自己的Views,來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)和與用戶(hù)交互的新途徑;或使用一些繼承自View Group 的Layout 管理器來(lái)組織Android UI中的單個(gè)元素到屏幕上。

　　在一個(gè)Android 應(yīng)用中，用戶(hù)界面由View 和View Group對(duì)象構(gòu)建。View 與View Group 有很多種類(lèi)，而它們都是View類(lèi)的子類(lèi)。View 對(duì)象是Android 平臺(tái)中用戶(hù)界面的基本單元。View 類(lèi)是widgets(工具)類(lèi)的父類(lèi)，它們提供了諸如文本輸入框和按鈕之類(lèi)的UI 對(duì)象的完整實(shí)現(xiàn)。View Group 類(lèi)是Layouts(布局)類(lèi)的父類(lèi)，它們提供了諸如流式布局、表格布局以及相對(duì)布局之類(lèi)的布局架構(gòu)。

　　View 對(duì)象是一個(gè)數(shù)據(jù)體，它的屬性存儲(chǔ)了用于屏幕上一塊矩形區(qū)域的布局參數(shù)及內(nèi)容。并負(fù)責(zé)它所轄的這個(gè)矩形區(qū)域之中所有測(cè)量、布局、焦點(diǎn)轉(zhuǎn)換、卷動(dòng)以及按鍵/觸摸手勢(shì)的處理。作為一個(gè)用戶(hù)界面對(duì)象，View 同時(shí)也擔(dān)任著用戶(hù)交互關(guān)鍵點(diǎn)以及交互事件接受者的角色。天氣實(shí)況預(yù)報(bào)系統(tǒng)程序功能比較單一，其UI 也相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只要有一個(gè)輸入框、一個(gè)查詢(xún)按鈕以及一個(gè)顯示所有中國(guó)城市信息的列表即可。為了建立Android 平臺(tái)的用戶(hù)界面，首先要在Package Explorer 窗口中展開(kāi)Layout 后新建。xml 文件，用來(lái)對(duì)窗口界面進(jìn)行布局，主要有系統(tǒng)運(yùn)行的主配置文件main.xml 和result.xml.

　　Layout 是一類(lèi)特殊的ViewGroup 控件，它們本身沒(méi)有任何可顯示內(nèi)容，存在的惟一原因就是其中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，能夠更好地?cái)[放它的子控件。比如Linearlayout,可將子控件按水平或垂直方向按順序排列下去;Tablelayout,可以將子控件按照表格的形式，一枚枚放置好;Relativelayout 更靈活，可以設(shè)定各個(gè)控件之間的對(duì)齊和排列關(guān)系，適合定制復(fù)雜的界面。有了Layout 的存在，控件和控件之間不再是割裂地存在，而是更有機(jī)地結(jié)合在一起，設(shè)定起來(lái)也更為方便。在本實(shí)例的main.xml 文件中主要是添加一些界面的布局設(shè)置，例如如下代碼：

　　android:orientation="horizontal"

　　android:layout_width="fill_parent"

　　android:layout_height="wrap_content"

　　>

　　android:layout_width="wrap_content"

　　android:layout_height="wrap_content"

　　android:text="@string/cityText"/>

　　android:layout_width="wrap_content"

　　android:layout_height="wrap_content"

　　android:text="@string/searchBtn"/>

　　上述代碼生成了一個(gè)Linearlayout,定義了一個(gè)EditText 和Button,并且設(shè)置了相關(guān)的參數(shù)。在Android 中，控件最重要的大小屬性是width/height,開(kāi)發(fā)者可以指明控件的大小，控件的寬、高以及在屏幕中的顯示位置等，可以設(shè)定成為fill_parent 和wrap_content.另外，還可以設(shè)置相應(yīng)的文本信息，并可通過(guò)android:text="@string/cityText"/>進(jìn)行引用(string 文件存放在工程的res/values 中)。按照這種方法，還可以依據(jù)需要定義相應(yīng)的布局控件，譬如定義用來(lái)呈現(xiàn)天氣實(shí)況信息的UI等。

　　2.2 創(chuàng)建中國(guó)城市列表數(shù)據(jù)

　　根據(jù)天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)功能需求分析，系統(tǒng)啟動(dòng)后，應(yīng)在主界面上呈現(xiàn)出中國(guó)國(guó)內(nèi)所有城市的列表數(shù)據(jù)，因此需要?jiǎng)?chuàng)建中國(guó)城市列表數(shù)據(jù)，包括獲取、解析城市列表數(shù)據(jù)，并在用戶(hù)界面上呈現(xiàn)出來(lái)。為此，需要解決的問(wèn)題是手機(jī)終端從Web 服務(wù)器獲取了所有類(lèi)型的數(shù)據(jù)之后，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步交給Android 手機(jī)終端View 組件[4],在手機(jī)界面上顯示給用戶(hù)。

　　⑴ 獲取城市列表數(shù)據(jù)

　　Android 沒(méi)有提供Web Service 的組件庫(kù)，但可以通過(guò)修改在PC 或J2ME 上使用的開(kāi)源Web Service Java 庫(kù)作為AndroidWeb Servic 庫(kù)使用。kSOAP2(http://ksoap2.sourceforge.net)是一個(gè)在智能手機(jī)上的SOAP Web Service 客戶(hù)端包，可用于資源受限制的Java 環(huán)境如Applets 或J2ME 應(yīng)用程序。在GoogleCode 上有一個(gè)項(xiàng)目ksoap2-android(http://code.google.com/p/ksoap2-android/)可用在Android 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)的SOAP 庫(kù)，即使用ksoap2-android 的API 來(lái)調(diào)用遠(yuǎn)端Web Service 的服務(wù)。

　　因此需要在CitiesWeatherForecast.java 的onCreate()中進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取的初始化工作。通過(guò)定義一個(gè)方法public ListgetAllCitiesNAMEs()可獲得中國(guó)城市名稱(chēng)列表。也就是說(shuō)，采用它提供的獲得全球各個(gè)國(guó)家城市的方法GetCitiesByCountry,通過(guò)http://www.webservicex.net/globalweather.asmx 上的WebService 可提供天氣預(yù)報(bào)服務(wù)。譬如，通過(guò)Constant.java 中的public class Constant{},設(shè)置SOAP Action 要調(diào)用的方法名、命名空間以及Web Service URL值，其源代碼為：

　　public static final String SOAP_ACTION=

　　"http://www.webserviceX.NET/GetCitiesByCountry";

　　public static final String METHOD_NAME=

　　"GetCitiesByCountry";

　　public static final String SOAP_ACTION2=

　　"http://www.webserviceX.NET/GetWeather";

　　public static final String METHOD_NAME2="GetWeather";

　　public static final String NAMESPACE=

　　"http://www.webserviceX.NET";

　　public static final String URL=

　　http://www.webservicex.net/globalweather.asmx;

　　然后在WebServiceCaller.java 中實(shí)例化一個(gè)SoapSerializationEnvelope對(duì)象，設(shè)置SoapObject 的命名空間、方法名、參數(shù)等;并通過(guò)實(shí)例化一個(gè)AndroidHttpTransport 對(duì)象來(lái)調(diào)用WebService,并獲得xml 字符串?dāng)?shù)據(jù)，其代碼段如下：

　　AndroidHttpTransport androidHttpTransport=

　　new AndroidHttpTransport (Constant.URL);

　　try {

　　androidHttpTransport.call(soapAction, envelope);

　　Object result=envelope.getResponse();

　　xmlStr=result.toString();

　　} catch(Exception e) {

　　e.printStackTrace();

　　}

　　⑵ 解析數(shù)據(jù)列表

　　Android 操作系統(tǒng)對(duì)xml 字符串?dāng)?shù)據(jù)的操作功能很強(qiáng)，提供了dom、sax 以及xmlpul 3 種方式。Android SDK 提供了android.sax 包以方便SAX Handler 的開(kāi)發(fā)，可用來(lái)解析xml 結(jié)果字符串。在本設(shè)計(jì)實(shí)例的CitiesWeatherForecast.java 文件中，解析xml 數(shù)據(jù)時(shí)，先通過(guò)RootElement root=new RootElement("NewDataSet")獲得xml 數(shù)據(jù)的根節(jié)點(diǎn);然后再尋找其子節(jié)點(diǎn)直到找到City 子節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置一個(gè)監(jiān)聽(tīng)器setEndTextElementListener()來(lái)獲得City 子節(jié)點(diǎn)的值;最后使用org.xml.sax 的SAXParser 來(lái)解析xml 數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)存入List并返回：

　　SAXParserFactory factory=SAXParserFactory.newInstance();

　　SAXParser parser=factory.newSAXParser();

　　XMLReader xmlreader=parser.getXMLReader();

　　xmlreader.setContentHandler(root.getContentHandler());

　　InputSource is=new InputSource

　　(new StringBufferInputStream(xmlStr));

　　xmlreader.parse(is);

　?、?在UI上呈現(xiàn)城市列表數(shù)據(jù)

　　當(dāng)獲得List類(lèi)型的數(shù)據(jù)之后，就可以把它綁定到main.xml 定義的ListView 組件上，然后使用ListActivity 呈現(xiàn)列表數(shù)據(jù)。在CitiesWeatherForecast.java 中的代碼段為：

　　List cityList=getAllCitiesNames();

　　setListAdapter(new ArrayAdapter(this,

　　android.R.layout.simple_list_item_1, cityList));

　　即使用方法setListAdapter()把一個(gè)ListActivity 填充進(jìn)去。

　　2.3 城市天氣實(shí)況預(yù)報(bào)系統(tǒng)的調(diào)試

　　城市天氣實(shí)況預(yù)報(bào)系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果如下。在Eclipse 的Package Explorer 窗口中用鼠標(biāo)右鍵選擇CitiesWeatherForecast工程名，在彈出的窗口中選擇"Run As"→"Android Application"安裝該應(yīng)用程序到Android 模擬器并啟動(dòng)它。然后單擊所要查詢(xún)的城市名稱(chēng)列表項(xiàng)，稍等片刻便會(huì)顯示出該城市的天氣實(shí)況信息。也可以在文本框中直接輸入所要查詢(xún)的城市名稱(chēng)，單擊"Search"同樣會(huì)獲得相應(yīng)城市的天氣預(yù)報(bào)信息。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　本文在介紹基于Android 平臺(tái)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，提出了Android 用戶(hù)界面設(shè)計(jì)、獲取并解析城市列表數(shù)據(jù)的一種方法，給出了在用戶(hù)界面上呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的原理與設(shè)計(jì)過(guò)程，最后通過(guò)模擬器進(jìn)行了應(yīng)用程序的調(diào)試。當(dāng)然，基于Android 平臺(tái)的開(kāi)發(fā)技術(shù)還需要進(jìn)一步完善，需要在日后的工作中不斷探索、研究，以建立實(shí)用的城市天氣實(shí)況預(yù)報(bào)系統(tǒng)。