【正文】 droid SDK 的系統(tǒng)開發(fā)，基于 Android 應(yīng)用的開發(fā)等已逐漸倍受大家關(guān)注，而手機(jī)游戲開發(fā)歷來是移動(dòng)開發(fā)中分量最重的部分，面對(duì)如此火爆的 Android 市場(chǎng)自然也不甘示弱 ,由于 Android 的應(yīng)用層開發(fā)是基于 Java 的開發(fā)，所以必有其可以快速移植 J2ME開發(fā)的游戲的優(yōu)勢(shì) [11]，但是移植的游戲必定也不能發(fā)揮 Android 操作系統(tǒng)獨(dú)特的特性，所以目前基于 Android 游戲開發(fā)的市場(chǎng)還是不夠成熟的，面對(duì)這種情況，在了解 Android SDK 基礎(chǔ)上，我打算開發(fā)一款適應(yīng)于 Android 操作系統(tǒng)的逃生游戲。 論文主要內(nèi)容 本課題實(shí)在 android 平臺(tái)上開發(fā)一款逃生游戲，主要內(nèi)容如下： （ 1）用戶登錄界面的設(shè)定 :用戶界面上有進(jìn)入游戲，關(guān)卡選擇，積 分排名，退出游戲選項(xiàng)。選擇進(jìn)入游戲選項(xiàng)可以進(jìn)入游戲界面并進(jìn)行游戲，選卡選擇選項(xiàng)可以讓用戶選擇不同難度的關(guān)卡滿足用戶的需要，積分排名選項(xiàng)可以讓用戶查詢到自己的積分以及排名。 （ 2）游戲界面的設(shè)定：選定了英雄和怪物的模型以及障礙物和獎(jiǎng)勵(lì)的道具模型。游戲界面上還有暫停，恢復(fù)和返回選項(xiàng)。暫停選項(xiàng)能使游戲界面活動(dòng)停止，恢復(fù)選項(xiàng)則使游戲繼續(xù)，返回選項(xiàng)可以使界面回到登錄界面。 （ 3）音樂：背景音樂和游戲音效。 根據(jù)逃生游戲的主要功能模塊圖可以得到游戲的具體功能： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 3 頁 共 42 頁 前臺(tái)表示模塊，包括歡迎界面模塊和游戲界面模塊。主要 完成游戲的歡迎界面，以及游戲界面的繪制與控制。是與玩家最直接的接觸的部分，也是游戲可玩性的關(guān)鍵所在，其繪制機(jī)理是根據(jù)不同的游戲狀態(tài)繪制不同的內(nèi)容。 游戲?qū)嶓w模塊，包括英雄模塊、怪物模塊和運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫模塊。游戲的實(shí)體類英雄和怪物皆繼承自一個(gè)公共的實(shí)體類，英雄由玩家控制，怪物按特定的尋徑算法運(yùn)動(dòng)。 后臺(tái)邏輯模塊，包括英雄運(yùn)動(dòng)模塊和怪物運(yùn)動(dòng)模塊。主要功能為邏輯實(shí)現(xiàn)玩家通過觸摸手機(jī)屏幕控制英雄的移動(dòng)，包括移動(dòng)方向的改變以及移動(dòng)速度等，怪物按照特定的尋徑算法追蹤英雄。 游戲工具模塊，包括圖片管理模塊和常量管理模塊。工具模 塊是用來統(tǒng)一管理游戲中會(huì)用到的公共圖片資源生成以及繪制，和游戲中用到的所有常量。 在游戲的開發(fā)過程中，整體設(shè)計(jì)的主要原則是分散關(guān)注、松散結(jié)合、邏輯復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)定義。一個(gè)好的游戲結(jié)構(gòu)，可以使得開發(fā)人員的思路更明確。如果沒有一個(gè)好的封裝結(jié)構(gòu)，則彼此的依賴性過強(qiáng)，一旦出現(xiàn)不好的情況其帶來的負(fù)面影響很嚴(yán)重，而且代碼的利用率不高。一個(gè)好的封裝結(jié)構(gòu)，降低了層與層之間的依賴性，既可以良好的保證未來的可擴(kuò)展，又能復(fù)性使用和重復(fù)調(diào)用，即系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，又能復(fù)性使用和重復(fù)調(diào)用，即系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。在一定程度的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上，可替換 類與類之間的關(guān)聯(lián)必然保證了接口的標(biāo)準(zhǔn)化。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 4 頁 共 42 頁 2 開發(fā)環(huán)境及相關(guān)技術(shù)的介紹 Android 簡(jiǎn)介 Android 一詞的本義指“機(jī)器人”，同時(shí)也是 Google 于 2021 年 11 月 5 日宣布的基于 Linux平臺(tái)的開源手機(jī)操作系統(tǒng)的名稱，該平臺(tái)由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成。 Android 是一種基于 Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要使用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦，由 Google 公司和開放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開發(fā)。尚未有統(tǒng)一中文名稱，中國(guó)大陸地區(qū)較多人使用“安卓”或“安致 ”。 Android 操作系統(tǒng)最初由 Andy Rubin開發(fā)，主要支持手機(jī)。 2021 年 8 月由 Google 收購注資。 2021 年 11 月， Google 與 84 家硬件制造商、軟件開發(fā)商及電信營(yíng)運(yùn)商組建開放手機(jī)聯(lián)盟共同研發(fā)改良 Android 系統(tǒng)。隨后 Google以 Apache開源許可證的授權(quán)方式，發(fā)布了 Android的源代碼。第一部 Android智能手機(jī)發(fā)布于 2021 年 10 月。 Android 逐漸擴(kuò)展到平板電腦及其他領(lǐng)域上，如電視、數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)等。 APK 是安卓應(yīng)用的后綴，是 AndroidPackage 的縮寫，即 Android 安裝包 (apk)。 APK是類似 Symbian Sis 或 Sisx 的文件格式。通過將 APK 文件直接傳到 Android 模擬器或Android 手機(jī)中執(zhí)行即可安裝。 apk文件和 sis 一樣，把 android sdk編譯的工程打包成一個(gè)安裝程序文件，格式為 apk。 APK 文件其實(shí)是 zip 格式，但后綴名被修改為 apk，通過 UnZip 解壓后，可以看到 Dex文件， Dex是 Dalvik VM executes 的全稱，即 Android Dalvik執(zhí)行程序，并非 Java ME 的字節(jié)碼而是 Dalvik字節(jié)碼。 一個(gè) APK 文件結(jié) 構(gòu)為： （ 1） METAINF\ （注： Jar 文件中?？梢钥吹剑? （ 2） res\ (注：存放資源文件的目錄 ) ； （ 3） (注：程序全局配置文件 ) ； （ 4） （注： Dalvik字節(jié)碼）； （ 5） (注：編譯后的二進(jìn)制資源文件 )。 總結(jié)下我們發(fā)現(xiàn) Android 在運(yùn)行一個(gè)程序時(shí)首先需要 UnZip，然后類似 Symbian那樣直接執(zhí)行安裝，和 Windows Mobile 中的 PE 文件有區(qū)別，這樣做對(duì)于程序的保密性和 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 5 頁 共 42 頁 可靠性不是很 高，通過 dexdump 命令可以反編譯，但這樣做符合發(fā)展規(guī)律，微軟的 Windows Gadgets 或者說 WPF 也采用了這種構(gòu)架方式。 在 Android 平臺(tái)中 dalvik vm 的執(zhí)行文件被打包為 apk 格式，最終運(yùn)行時(shí)加載器會(huì)解壓然后獲取編譯后 文件中的 permission 分支相關(guān)的安全訪問，但仍然存在很多安全限制，如果你將 apk文件傳到 /system/app 文件夾下會(huì)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行是不受限制的。 最終我們平時(shí)安裝的文件可能不是這個(gè)文件夾，而在 android rom 中系統(tǒng)的 apk 文件默認(rèn)會(huì)放入這個(gè)文件夾，它們擁有著 root 權(quán)限。 Android 開發(fā)環(huán)境介紹及優(yōu)勢(shì) Android 的上層應(yīng)用程序是用 Java 語言開發(fā)，所以 Google 公司推薦使用主流的 Java繼承開發(fā)環(huán)境 Eclipse。只有 Eclipse 還不夠，因?yàn)槭褂?Java 語言開發(fā)，還應(yīng)該有 SUN公司提供的 JAVA SDK。此外， Android 的應(yīng)用開發(fā)和 Java 開發(fā)有較大的區(qū)別，所以還需要有 Google 提供的 Android SDK。同時(shí)，還需要在 Eclipse 安裝 ADT，為 Android 開發(fā)提供開發(fā)發(fā)工具的升級(jí)或者變更，是 Eclipse 下開發(fā)工具的升級(jí)下載的工具。簡(jiǎn)而言之，需要以下的軟件，才能搭建 Android 開發(fā)環(huán)境，從而驚醒 Android 應(yīng)用程序的開發(fā)：Java SDK,Eclipse,Android SDK,ADT。 Android 平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)： （ 1） 開放性。在優(yōu)勢(shì)方面， Android 平臺(tái)首先就是其開發(fā)性，開發(fā)的平臺(tái)允許任何移動(dòng)終端廠商加入到 Android 聯(lián)盟中來。顯著的開放性可以使其擁有更多的開發(fā)者，隨著用戶和應(yīng)用的日益豐富，一個(gè)嶄新的平臺(tái)也將很快走向成熟。 開發(fā)性對(duì)于 Android 的發(fā)展而言，有利于積累人氣，這里的人 氣包括消費(fèi)者和廠商，而對(duì)于消費(fèi)者來講，最大的受益正是豐富的軟件資源。開放的平臺(tái)也會(huì)帶來更大競(jìng)爭(zhēng)，如此一來，消費(fèi)者將可以用更低的價(jià)位購得心儀的手機(jī)。 （ 2） 不受束縛。在過去很長(zhǎng)的一段時(shí)間，特別是在歐美地區(qū)，手機(jī)應(yīng)用往往受到運(yùn)營(yíng)商制約，使用什么功能接入什么網(wǎng)絡(luò)，幾乎都受到運(yùn)營(yíng)商的控制。自從 2021年 iPhone上市后，用戶可以更加方便地連接網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營(yíng)商的制約減少。隨著 EDGE、 HSDPA 這些 2G 至 3G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的逐步過渡和提升，手機(jī)隨意接入網(wǎng)絡(luò)已不是運(yùn)營(yíng)商口中的笑談。 （ 3） 豐富的硬件。這一點(diǎn)還是與 Android 平臺(tái)的開放性相關(guān)，由于 Android 的開放 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 共 42 頁 性，眾多的廠商會(huì)推出千奇百怪，功能特色各具的多種產(chǎn)品。功能上的差異和特色，卻不會(huì)影響到數(shù)據(jù)同步、甚至軟件的兼容，如同從諾基亞 Symbian風(fēng)格手機(jī)一下改用蘋果iPhone，同時(shí)還可將 Symbian中優(yōu)秀的軟件帶到 iPhone 上使用、聯(lián)系人等資料更是可以方便地轉(zhuǎn)移。 （ 4） 方便開發(fā)。 Android 平臺(tái)提供給第三方開發(fā)商一個(gè)十分寬泛、自由的環(huán)境，不會(huì)受到各種條條框框的阻擾，可想而知，會(huì)有多少新穎別致的軟件會(huì)誕生。但也有其兩面性，血腥、暴力、情色方面的程序和游戲如何控制正 是留給 Android 難題之一。 Android 開發(fā)平臺(tái)搭建步驟 （ 1） Eclipse 安裝 下載回來的 Ecplise()直接解壓即可。 （ 2） JDK 安裝 運(yùn)行下載回來的 JDK 安裝包一路”下一步”即可。 裝好之后，配置環(huán)境變量： 打開環(huán)境變量窗口方法：右鍵【我的電腦】 單擊【屬性】 單擊【高級(jí)】 單擊【環(huán)境變量】。 變量名： JAVA_HOME 變量值： C:\Java\ 如圖 所示： 圖 JAVA_HOME 變量名： PATH 變量值： %JAVA_HOME%/bin 如圖 所示： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁 共 42 頁 圖 PATH 變量名： CLASSPATH 變量值： .。%JAVA_HOME%/lib/。%JAVA_HOME%/lib/ 如圖 所示： 圖 CLASSPATH （ 3） Android SDK 安裝 重啟完 Ecplise 后 ,點(diǎn)擊菜單” Window” ” Preference” ,打開了配置窗口 ,在左邊選中 Android,在右邊輸入 Android SDK 的路徑 ,點(diǎn)擊” OK” ,至此環(huán)境配置完畢。 如圖 所示： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁 共 42 頁 圖 SDK 安裝 （ 4） ADT 安裝 啟動(dòng)安裝完 (解壓 )后的 Ecplise 目錄下的 ；點(diǎn)擊菜單” Help” ” Software Updates” ,在打開的窗口中切換到選項(xiàng)頁” Availabe Software”；點(diǎn)擊” Add site?” ,加入以下地址 : 然后點(diǎn)擊” OK”；剛才加入的地址 ,點(diǎn)擊” Install?”進(jìn) 行 ADT(Android Development Tools)的安裝工作； Ecplise 此時(shí)會(huì)從加入的地址中自動(dòng)下載跟安裝 ADT,稍等一會(huì) ,安裝完畢后 ,提示需要重啟 Ecplise,點(diǎn)擊” OK”重啟 Ecplise。 如圖 所示： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁 共 42 頁 圖 ADT 安裝 （ 5） 創(chuàng)建 AVD 創(chuàng)建、刪除和瀏覽 AVD 之前，通常應(yīng)該先為 Android SDK 在用戶變量中新建一個(gè)環(huán)境變量：變量名： ANDROID_SDK_HOME 變量值： E:\Android\AndroidSDK。而設(shè)置了環(huán)境變量【 ANDROID_SDK_HOME】之后，開發(fā)者創(chuàng)建的虛擬設(shè)備則會(huì)被保存在 %ANDROID_SDK_HOME%/.android 路徑下。即【 ANDROID_SDK_HOME】所設(shè)置的路徑下。 然后打開 window，點(diǎn)擊 AVD Manager，進(jìn)入一個(gè)界面，如圖 所示： 圖 AVD Manager 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁 共 42 頁 點(diǎn)擊 new，可以新建一個(gè) AVD,如圖 所示： 圖 NEW AVD 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 11 頁 共 42 頁 選中一個(gè) AVD，點(diǎn)擊 start，再點(diǎn)擊 Lunch，會(huì)進(jìn)入安卓虛擬模擬器界面。如圖 所示 圖 虛擬器 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 12 頁 共 42 頁 3 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)需求分析 功能性需求分析 此次程序程序設(shè)計(jì)是基于 Android 平臺(tái)下的逃生游戲，游戲界面良好，由于針對(duì)的是 Android 智能手機(jī)用戶，所以游戲的操作也非常簡(jiǎn)單。 該游戲準(zhǔn)備以追殺游戲?yàn)橹黝}材，內(nèi)容為英雄躲避怪物的追殺，難度越高怪物越多，通關(guān)越多，積分也會(huì)越高，通關(guān)后會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)命（或血），玩家觸碰到怪物而且沒有命（或血）時(shí)即定位游戲失敗?；竟δ苡校? （ 1）登錄功能：設(shè)計(jì)自己的同戶名登錄到游戲中。 （ 2）關(guān)卡選擇功能：不同的關(guān)卡不同的難度供用戶選擇。 （ 3）音樂功能：游戲音樂和音效，增強(qiáng)游戲的 效果和可玩性。 （ 4）積分排名功能：玩過游戲的玩家會(huì)在游戲上有自己的排名 。 安全性需求分析 該游戲不涉及到用戶的真