移动互联网开发-课程设计报告

移动互联网开发

课程设计报告

学生姓名：学号：

专业：计算机科学与技术班级：

设计题目：拼图游戏

学年学期：2016 年秋季学期指导教师：

目录

一、设计题目 (3)

二、设计目的 (3)

三、设计原理及方案 (4)

1Android的系统架构 (4)

2使用的软件工具和环境 (6)

3需求分析与概要设计 (6)

4详细设计和关键问题 (8)

四、实现效果 (16)

五、设计体会 (18)

参考文献 (19)

一、设计题目

拼图游戏

二、设计目的

Android 智能手机功能非常强大，具有很高的性价比，非常深受人们的喜爱，可能正式因为如此，在2016年中，Android 智能手机在全世界占据着81.5%很夸张的市场份额，一举成为使用的人数最多，市场份额占据最大的智能手机系统。而Android 智能手机游戏的出现正是为了娱乐心神，并且随着智能移动终端和全球移动通信网络的不断进步，Android 智能手机游戏也正在经历从简单到复杂的进化过程。从全球来看，智能移动终端的娱乐服务一直被认为是带动移动数据业务加速并快速发展的重要力量。也是作为手机娱乐服务的重要内容之一。近年来，一直伴随着全球移动网络和移动终端性能不断的提高和完善。由于近几年来，Android智能手机游戏的快速发展，游戏的分类也变得越来越丰富，目前手机游戏按内容可分为：角色扮演类（RPG）、冒险类（AVG）、格斗类（FTG）、棋牌类、电影改版类、益智类、体育竞技类、模拟类。手机游戏种类目前已成为人类线上娱乐生活的不可或缺的最主流的载体而存在，现代人对于移动终端的休闲娱乐功能所需求越来越强大，移动终端上的游戏或已以成为了现代人们娱乐生活中不可或缺的一部分了。

基于Android的游戏开发，国内国外的水平差距很大。在市场上成名的手机游戏基本上都是国外游戏公司开发的，而且很容易辨认。因为学习的关系，本人接触了很多Android开发者的游戏，发现国内开发者开发的Android手机游戏，不仅界面粗糙，而且设计简单，同质化严重，相同的创意往往被反复抄袭很多次。而国外开发者开发的游戏不同，大型游戏内容丰富，情节完整；小型游戏而从用户体验和创意上远胜国内的开发者。

智能手机是指像电脑一样可以通过下载、安装软件来拓展基本功能的手机，一般具有智能手机操作系统。相较于非智能手机，它功能更强，处理速度更快。基于Linux的Android手机操作系统，由于具有开源、免费的特性，迅速得到广大爱好者及厂商的支持。目前，移动应用软件中的手机游戏开发是一项非常热门的技术。

Android系统对第三方软件是开放的，这促进了第三方软件的发展。Android系统以Linux 2.6为核心，其安全机制比较完善，增强了手机使用的安全性。Android平台已经形成由 Google 牵头，OHA组织参与，系统支持商和服务供应商完善搭配的运作机制，为Android平台的快速发展提供了坚实的基础。

由于Android构建在开源代码的框架之上，并且提供了强大的SDK库和开放的理念，所以它为广大的没有任何移动应用程序开发经验的新手开辟了一条开发完美移动应用程序的康庄大道。而富有经验的移动开发人员现在也可以方便地扩展到Android平台上来，利用它独特的功能来改进现有产品或者开发其他新颖产品。

Android软件在一两年的时间内已经迅速发展，在各类型应用系统中都有令用户满意的成

果。此次课程设计的初衷就是想设计出一个能够在任何环境任何时间都能够放松心情和娱乐心身的单机游戏，只要通过简单和易操作的Android游戏帮助手机用户来打发他们闲暇的时间，并娱乐心身和放松心情。通过该游戏的设计，将自己学到的Java，Android方面的理论知识应用于实践，提高自己的动手能力。在设计的过程中，不断的修补知识方面的漏洞，加深自己对程序设计的理解，为将来从事软件开发事业打下基础。

三、设计原理及方案

1Android的系统架构

Android的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。从图2.1中可以看出，Android 分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux核心层。

图3-1 Android系统架构图

(1)应用程序

Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括Email客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。

(2)应用程序框架

开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。该应用程序的架构设计简化了

组件的重用；任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块（不过得遵循框架的安全性限制）。同样，该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。

隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统, 其中包括；

丰富而又可扩展的视图（Views）：可以用来构建应用程序，它包括列表（lists），网格（grids），文本框（text boxes），按钮（buttons），甚至可嵌入的web浏览器。

内容提供器（Content Providers）：使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据（如联系人数据库），或者共享它们自己的数据。

资源管理器（Resource Manager）：提供非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件（layout files）。

通知管理器（Notification Manager）：使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。

活动管理器（Activity Manager）：用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。

(3)系统运行库

1) 程序库

Android包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。以下是一些核心库：

系统C库：一个从BSD继承来的标准C系统函数库（libc），它是专门为基于embedded linux 的设备定制的。

媒体库：基于PacketVideo OpenCORE，该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括MPEG4，H.264，MP3，AAC，AMR，JPG，PNG。

Surface Manager：对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提供了2D和3D图层的无缝融合。

LibWebCore：一个最新web浏览器引擎用，支持Android浏览器和一个可嵌入的web视图。

SGL：底层的2D图形引擎。

3D libraries：基于OpenGL ES 1.0 APIs实现；该库可以使用硬件3D加速（如果可用）或者使用高度优化的3D软加速。

FreeType：位图（bitmap）和矢量（vector）字体显示。

SQLite：一个对于所有应用程序可用，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。

2)Android 运行库

Android包括了一个核心库，该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。

每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行，都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。Dalvik虚拟机执行（.dex）的Dalvik可执行文件，该格式文件针对小内存使用做了优化。同时虚拟机是基于寄存器的，所有的类都经由JAVA编译器编译，然后通过SDK的"dx"工具转化成.dex格式由虚拟机执行。

Dalvik虚拟机依赖于Linux内核的一些功能，比如线程机制和底层内存管理机制。

(4)Linux内核

Android的核心系统服务依赖于Linux 2.6内核，如安全性，内存管理，进程管理，网络协议栈和驱动模型。Linux内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。

2使用的软件工具和环境

Android是Google公司开发的基于Linux内核的开源操作系统。它包括：操作系统、用户界面和应用程序，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍。

Android 系统提供了四大基本组件，包括：Activity、Contentprovide、Service、Intentreceiver，每个组件都是一个视图（view）。但上述四大组件对于一个Android应用程序来说，却并不是必须的，可能只需要其中的几种酒可以满足设计需求。Manifext.xml配置文件时Android应用程序不可或缺的一个XML配置文件，其中定义了程序所用到的组件、组件功能以及一些必要条件和权限。

Android的上层应用程序一般是由java语言开发，所以首先应该有由SUN公司提供的Java SDK(其中包括JRE：Java Runtime Environment)以及开发环境Android Studio。此外，还需要Android开发专用Google提供的Android SDK。

3需求分析与概要设计

(1)功能需求

1)将1-15的数字无序的显示到游戏界面，右下角为空格

2)实现重新开始功能

3)实现使用帮助功能

4)实现点击按钮的监听器，调用action()函数，实现点击按钮与空格的交换

5)实现判断是否赢得游戏的功能(check()函数)

6)实现向上、向下、向左、向右滑动事件的处理

(2)流程图

图3-2 onCreate()函数功能

图3-3 onFling()函数功能

(3)目录结构

由于本程序由小组完成，固目录结构中还有另外的代码，实现的是2048游戏的功能，拼图游戏的主要代码在ShifGame中。

图3-4 目录结构图

4详细设计和关键问题

onCreate函数的实现：

1)打乱nums数组中的数字，用bns[i].setText函数显示到游戏界面，完成游戏的初始化

工作。

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(https://www.360docs.net/doc/9c4532184.html,yout.activity_shift_game);

final Random rand = new Random();

detector = new GestureDetector(ShiftGame.this, this);

for (int i = 0; i < 15; i++) {//num[i]与随机产生的nums[j]交换，打乱nums数组保存的数字，nums[15]的值不参与交换，任然为0

int j = rand.nextInt(15);

int temp = nums[i];

nums[i] = nums[j];

nums[j] = temp;

}

bns[0] = (Button) findViewById(R.id.bn0);

bns[1] = (Button) findViewById(R.id.bn1);

bns[2] = (Button) findViewById(R.id.bn2);

bns[3] = (Button) findViewById(R.id.bn3);

bns[4] = (Button) findViewById(R.id.bn4);

bns[5] = (Button) findViewById(R.id.bn5);

bns[6] = (Button) findViewById(R.id.bn6);

bns[7] = (Button) findViewById(R.id.bn7);

bns[8] = (Button) findViewById(R.id.bn8);

bns[9] = (Button) findViewById(R.id.bn9);

bns[10] = (Button) findViewById(R.id.bn10);

bns[11] = (Button) findViewById(R.id.bn11);

bns[12] = (Button) findViewById(R.id.bn12);

bns[13] = (Button) findViewById(R.id.bn13);

bns[14] = (Button) findViewById(R.id.bn14);

bns[15] = (Button) findViewById(R.id.bn15);

freshData = (Button) findViewById(R.id.refresh);

askhelp = (Button) findViewById(R.id.askhelp);

for (int i = 0; i < 15; i++)//将打乱后的数字显示到界面上，nums[15]值为0，所以

bns无需设置

bns[i].setText(String.valueOf(nums[i]));

2)设置点击事件监听器：

bns[0].setOnClickListener(new OnClickListener() {

@Override

public void onClick(View arg0) {//调用action()函数和check()函数

action(0, 1, 4);

check();

}

});

3)重新开始功能的实现代码:

freshData.setOnClickListener(new OnClickListener() {

@Override

public void onClick(View v) {//点击重新开始

for (int i = 0; i < 15; i++) {

if (nums[i] == 0)//将原来为0的地方的背景设为blank_7

bns[i].setBackgroundResource(R.drawable.blank_7);

nums[i] = i + 1;

}

/*1 2 3 4

5 6 7 8

9 10(原来为0，设置blank_7) 11 12

13 14 15 14(循环到上一个位置即nums[14],此处值未被重新设置)*/

nums[15] = 0;//重新设置nums[15]为0

for (int i = 0; i < 15; i++) {//num[i]与随机产生的nums[j]交换，打乱nums 数组保存的数字

int j = rand.nextInt(15);

int temp = nums[i];

nums[i] = nums[j];

nums[j] = temp;

}

for (int i = 0; i < 15; i++)//显示到界面，nums[15]a为0，bns[15]不能不设置，应为此时bns[15]经过游戏运行，可能不在为空

bns[i].setText(String.valueOf(nums[i]));

bns[15].setText("");//设置bns[15]为空

bns[15].setBackgroundResource(R.drawable.blank_1);//设置背景，并没有什么用

helpTimes = 0;//重新开始后，使用帮助的次数清零

}

});

4)帮助功能的实现代码:

askhelp.setOnClickListener(new OnClickListener() {//点击使用帮助，实现交换任意两个数字的功能

@Override

public void onClick(View arg0) {

if (helpTimes == 0) {//为0，表示未使用过帮助

LayoutInflater inflater = LayoutInflater

.from(ShiftGame.this);

final View askHelpView = inflater.inflate(https://www.360docs.net/doc/9c4532184.html,yout.askhelp,

null);

new AlertDialog.Builder(ShiftGame.this)

.setTitle("交换数字")

.setView(askHelpView)

.setPositiveButton("交换",

new DialogInterface.OnClickListener() {

@Override

public void onClick(

DialogInterface dialog,

int which) {//获得输入的两个数字

int num1 = Integer

.valueOf(((EditText) (askHelpView

.findViewById(R.id.helpnum1)))

.getText()

.toString());

int num2 = Integer

.valueOf(((EditText) (askHelpView

.findViewById(R.id.helpnum2)))

.getText()

.toString());

if ((num1 > 0 && num1 < 16)

&& (num2 > 0 && num2 < 16)) {//两个数字应该都在1-15之内

int swap1 = 0, swap2 = 0;

for (int i = 0; i < 16; i++) {//找到要交换的数字在nums数组中的位置

if (nums[i] == num1)

swap1 = i;

if (nums[i] == num2)

swap2 = i;

}

//设置bns,使界面数字发生交换

bns[swap1].setText(String

.valueOf(num2));

bns[swap2].setText(String

.valueOf(num1));

//nums数组交换，使nums与bns对应

int temp = nums[swap1];

nums[swap1] = nums[swap2];

nums[swap2] = temp;

helpTimes++;//使用帮组次数加一，使本次游戏不能再使用帮助

}

}

}).setNegativeButton("取消", null).show();

} else {//提示本次游戏已使用过帮助

new AlertDialog.Builder(ShiftGame.this).setTitle("提示")

.setMessage("您已使用过一次帮助，不能再使用帮助")

.setPositiveButton("确定", null).show();

}

}

});

滑动事件处理实现代码:

// 向上滑动

boolean upCase(int where) {

if (where == 0 || where == 1 || where == 2 || where == 3)

return false;

else if (nums[where - 4] == 0) {//是空格，则交换数字

swap(where, where - 4);

return true;

} else

return false;

}

// 向下滑动

boolean downCase(int where) {

if (where == 12 || where == 13 || where == 14 || where == 15) return false;

else if (nums[where + 4] == 0) {

swap(where, where + 4);

return true;

} else

return false;

}

// 向左滑动

boolean leftCase(int where) {

if (where % 4 == 0)

return false;

else if (nums[where - 1] == 0) {

swap(where, where - 1);

return true;

} else

return false;

}

// 向右滑动

boolean rightCase(int where) {

if (where % 4 == 3)

return false;

else if (nums[where + 1] == 0) {

swap(where, where + 1);

return true;

} else

return false;

}

位置a的数字与位置b的空格交换

private void swap(int a, int b) {//数字与空格交换

//原数字变为空格

bns[a].setText("");

bns[a].setBackgroundResource(R.drawable.photo2048);

//空格变为数字

bns[b].setText(String.valueOf(nums[a]));

bns[b].setBackgroundResource(R.drawable.photo4096);

//保持nums与bns一致

int temp = nums[a];

nums[a] = nums[b];

nums[b] = temp;

}

点击事件监听器掉用的action()函数的实现代码，点击按钮的位置的不同要调用不同的action()函数

//点击按钮有两个相邻按钮时调用此函数

private void action(int a0, int a1, int a2) {

if (nums[a1] != 0 && nums[a2] != 0)

return;

else if (nums[a1] == 0)

swap(a0, a1);

else if (nums[a2] == 0)

swap(a0, a2);

}

//点击按钮有三个相邻按钮时调用此函数

private void action(int a0, int a1, int a2, int a3) {

if (nums[a1] != 0 && nums[a2] != 0 && nums[a3] != 0)

return;

else if (nums[a1] == 0)

swap(a0, a1);

else if (nums[a2] == 0)

swap(a0, a2);

else if (nums[a3] == 0)

swap(a0, a3);

}

//点击按钮有四个相邻按钮时调用此函数

private void action(int a0, int a1, int a2, int a3, int a4) {

if (nums[a1] != 0 && nums[a2] != 0 && nums[a3] != 0 && nums[a4] != 0) return;

else if (nums[a1] == 0)

swap(a0, a1);

else if (nums[a2] == 0)

swap(a0, a2);

else if (nums[a3] == 0)

swap(a0, a3);

else if (nums[a4] == 0)

swap(a0, a4);

}

除此之外，进行左滑、右滑、上滑、下滑等手势操作的时候，要用到onFling（MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX,float velocityY）函数，此函数是计算手势移动的速度和移动的范围大小，计算速度沿x和y轴提供像素每秒。

值得注意的是：

由于人的手指在滑动方向会有偏差，一般不会精准的向四个方向滑动，肯定会有偏差，所以要判断手指滑过方向的是水平方向还是垂直方向的意图，当水平方向的偏移量大于垂直方向的偏移量时，表明用户是水平滑动意图，当垂直方向的偏移量大于水平方向的偏移量，表明用户是垂直方向滑动的意图。

人的手指只有滑动一段距离才能表明用户的意图，不可能点一下屏幕或者稍微动一下就表示滑动意图，这显然不太符合现实情况，所以要定义偏移一定的距离才能判断用户的真正意图。

函数为：

public boolean onFling(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX, float

velocityY) {

// 滑动响应

if (e1.getX() - e2.getX() > flipLength) {

for (int i = 0; i < 16; i++) {

if (leftCase(i))

return true;

}

} else if (e2.getX() - e1.getX() > flipLength) {

for (int i = 0; i < 16; i++) {

if (rightCase(i))

return true;

}

} else if (e1.getY() - e2.getY() > flipLength - 25) {

for (int i = 0; i < 16; i++) {

if (upCase(i))

return true;

}

} else if (e2.getY() - e1.getY() > flipLength - 25) {

for (int i = 0; i < 16; i++) {

if (downCase(i))

return true;

}

} else

return false;

return false;

}

当游戏界面上的数字按照1-15顺序排列，且空格在右下角的时候，游戏结束，检查游戏是否结束的代码如下：

private void check() {

result = ((nums[0] == 1) && (nums[1] == 2) && nums[2] == 3 && (nums[3] == 4));

if (result)

result = (result && (nums[4] == 5) && (nums[5] == 6)

&& nums[6] == 7 && (nums[7] == 8));

else

return;

if (result)

result = (result && (nums[8] == 9) && (nums[9] == 10)

&& nums[10] == 11 && (nums[11] == 12));

else

return;

if (result)

result = (result && (nums[12] == 13) && (nums[13] == 14) && nums[14] == 15);

if (result) {

new AlertDialog.Builder(ShiftGame.this).setTitle("恭喜")

.setMessage("You Win！！！\n").setPositiveButton("确定", null)

.setIcon(getResources().getDrawable(R.drawable.bomb))

.show();

}

}

四、实现效果

图4-1 开始游戏

图4-2 点击重新开始

图4-3 点击使用帮助

图4-4 交换2和4

五、设计体会

经过了几个星期的研究终于把拼图游戏完成了，这个游戏的完成使我明白了，看似很简单的事情要真的动手实践起来确实有一定的难度，还好经过我不断的耐心学习和钻研，才把这个游戏的基本功能实现了。

俗话说，不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序中的很多方法我都是在书中和网上找了又找，试了又试，一遍又一遍，最终才把需要的方法融入到程序当中，实现了必要的功能模块。

我先在网上找到该游戏，了解游戏的玩法，自己熟悉之后才开始慢慢琢磨如何布局，如何分析，如何设计，如何实现默写模块功能，就用户在屏幕上滑动，获取用户意图这一模块来说，以前感觉很不可思议的事情，经过我不断耐心的学习，实验，最终也实现了，感觉挺棒的，通过这一点使我了解到我现在需要学习的内容还很多，今后我一定积极去学习需要学习的知识，做到融会贯通，多做项目使自己在实践中学习，为将来打好铺垫。最终因为本人能力有限，时间仓促，该游戏只是实现了基本功能，具体的美化、优化等等还没来得及做，虽然只做了这么一小部分，但是我还是学到了很多平时没有掌握到的知识，虽然不太完美，但是总体来看我还是比较满意，相信只要有实践就会有收获，只要肯努力就会有回报。成功的大门永远为那些追

逐目标而奋发图强的人而开。

参考文献

1 埃克尔，陈号鹏.Java编程思想中文.第4版.北京：机械工业出版社机械，2007

2 蔡翠平.Java程序设计.北京：北方交通大学出版社，清华大学出版社，2004

3 候国峰.面向对象程序设计导论. 北京：电子工业出版社，2002

4 叶核亚，陈立.Java2程序设计实用教程.北京：电子工业出版社, 2005

5 陈天河.Java数据库高级编程宝典.北京：电子工业出版社，2005

6 程峰，黄若波，章恒翀.Java 2核心技术.第6版.北京：机械工业出版社，2003

7 Vikram Vaswani，许小青译.MySQL完全手册.北京：电子工业出版社，2004

8 杜波依斯，杨涛.MySQL权威指南.第2版.北京：机械工业出版社，2004

9 王珊，萨师煊.数据库系统概论.第4版.北京：机械工业出版社，2006

10 郑人杰，殷人昆，陶永雷.实用软件工程.北京：清华大学出版社，1997