【文章內(nèi)容簡介】 語言 來開發(fā)Android 應(yīng)用程序 ，因而受到眾多開發(fā)者的歡迎，成為真正意義上的開放式操作系統(tǒng)。 Android 本身是一個權(quán)限分立的操作系統(tǒng)。在這類操作系統(tǒng)中，每個應(yīng)用都以唯一的一個系統(tǒng)識別身份運(yùn)行（ Linux 用戶 ID 與群組 ID）。系統(tǒng)的各部分也分別使用各自獨(dú)立的識別方式。 Linux 就是這樣將應(yīng)用與應(yīng)用，應(yīng)用與系統(tǒng)隔離開。系統(tǒng)更多的安全功能通過權(quán)限機(jī)制提供。權(quán)限可以限制某個特定進(jìn)程的特定操作，也可以限制每個 URI 權(quán)限對特定數(shù)據(jù)段的訪問。 中國象棋簡介 南宋詩人劉克莊 長達(dá) 240 字的五言古詩《象弈》 中寫到“小藝雖難精，上智有未解。君看桔中戲，妙不出局外。屹然兩國立，限以大河界。三十二子者，一一俱變態(tài)。?? 遠(yuǎn)砲勿虛發(fā)，冗卒要精汰。??昆陽以象奔，陳濤以車敗。 匹馬郭令來，一士汲暗在。?? ”，這些語句都很形象生動地 描述了中國象棋 以及棋盤、棋子和著法。 中國象棋發(fā)展至今已有二千三、四百年的歷史，早在戰(zhàn)國時期就有正式的記載，堪稱中國的國粹。中國象棋體現(xiàn)的是一種策略，方寸之間包含天地玄機(jī)，人生哲理，使人越是細(xì)玩越覺其味悠然深遠(yuǎn)。簡單的棋規(guī)，便捷的載體 ，使得象棋成為雅俗共賞的競技項目。然而現(xiàn)在的社會環(huán)境下，人們高度依賴于網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò) 3 上的娛樂方式千變?nèi)f化，中國象棋在年輕人的心中已漸漸的失去魅力，因此培養(yǎng)人們對國粹中國象棋的興趣尤為重要。 局域網(wǎng)通訊簡介 接入局域網(wǎng)內(nèi)的終端都會獲得一個 IP，因此終端的通訊 就可以以 IP 為橋梁進(jìn)行傳輸 ，只需考慮應(yīng)用層上的實現(xiàn)，無需考慮底層硬件等?；?IP 的通訊最基本的就是 Socket 通訊方式， Socket 通訊又根據(jù)協(xié)議的不同分為 TCP 和 UDP兩種方式。 TCP 協(xié)議通訊需要維護(hù)客戶端與服務(wù)端之間的連接， UDP 協(xié)議則不需進(jìn)行客 戶端和服務(wù)端維護(hù)，并且不存在客戶端和服務(wù)端，通訊雙方處于對等的狀態(tài)。 NFC 近場通訊簡介 近場通訊（ Near Field Communication， NFC），又稱近距離無線通訊，是一種短距離的高頻無線通訊技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)資料傳輸，在十厘米（ 英吋）內(nèi)，交換資料。 NFC 采用主動和被動兩種讀取模式。NFC 的工作模式分為卡模式（完全模擬一張采用 RFID 技術(shù)的 IC 卡）和點(diǎn)對點(diǎn)模式（類似于紅外和藍(lán)牙實現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)對點(diǎn)傳輸）以及讀卡器模式（作為非接觸讀卡器使用，可讀取電子標(biāo)簽）。 研究意義 當(dāng)前 android 市場中的游戲多為單機(jī)版的小游戲或者是網(wǎng)絡(luò)游戲， 單機(jī)游戲缺乏互動性，而網(wǎng)絡(luò)游戲又因為消耗寶貴的上網(wǎng)流量而不太受大家的歡迎，難以推廣普及，而局域網(wǎng)對戰(zhàn)的游戲則剛好彌補(bǔ)了這兩者的不足，即可以和朋友互動娛樂，又不耗費(fèi)流量。本軟件采用兩種通訊方式，即基于 IP 的 Socket 通訊和 NFC近場通訊技術(shù)。傳統(tǒng)的 Socket 通訊技術(shù)為大家所熟知，也是作為主要的通訊方式進(jìn)行操作的。作為近場通訊的 NFC，是比較新穎的技術(shù)，其操作的便捷性也深的廣大用戶的喜愛，因此本軟件也部分采用 NFC，增加娛樂性 和便捷性的同時，也可以驗證 NFC 通訊技術(shù)在 android 手機(jī)上的應(yīng)用。 4 研究現(xiàn)狀 Android 系統(tǒng)現(xiàn)狀 Android 操作系統(tǒng)最初由 Andy Rubin 開發(fā)，最初主要支持 手機(jī) 。 20xx 年由Google 收購注資，并組建 開放手機(jī)聯(lián)盟 開發(fā)改良，逐漸擴(kuò)展到 平板電腦 及其他領(lǐng)域上。 20xx 年第一季度， Android 在全球的市場份額首次超過 塞班系統(tǒng) ，躍居全球第一。 20xx 年 2 月數(shù)據(jù)， Android 占據(jù) 全球 智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場 %的份額， 中國 市場占有率為 %。 Android 操作系 統(tǒng)也在不 斷 地 進(jìn)行更新，添加更多的 新技術(shù)支持的 功能，完善已有的功能， android 從開發(fā)至今已經(jīng)歷的版本如下： 紙杯蛋糕 （ Android ），甜甜圈 （ Android ）， 松餅 （ Android ）， 凍酸奶 （ Android ）， 姜餅 （ Android ）， 蜂巢 （ Android ）， 冰激凌三明治 （ Android ），而且新一代的 果凍豆（ Android ）也即將面世。 局域網(wǎng) Socket 通訊現(xiàn)狀 方便終端之間通訊而開發(fā)的 Socket 通信方 法目前發(fā)展的臻于完善，大部分的開發(fā)語言都能夠?qū)崿F(xiàn)。常用的 Socket 有兩種類型，流式 Socket（ SOCK_STREAM）和數(shù)據(jù)報式 Socket（ SOCK_DGRAM）。流式是一種面向連接的 Socket，針對于面向連接的 TCP 服務(wù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)報式 Socket 是一種無連接的 Socket，對應(yīng)于無連接的 UDP 服務(wù)應(yīng)用。 NFC 近場通訊技術(shù)現(xiàn)狀 NFC 近場通訊技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，從面市之初 就有了快速的發(fā)展，不過目前相對而言仍處于初級階段，大眾并不是很熟悉，不過越來越多的手機(jī)終端開發(fā)使用了支持 NFC 功 能的芯片和手機(jī)，使得這一技術(shù)可以很快的被大家應(yīng)用接受。 為了推動 NFC 的發(fā)展和普及，飛利浦、索尼和諾基亞創(chuàng)建了一個非贏利性的行業(yè)協(xié)會 ——NFC 論壇，促進(jìn) NFC 技術(shù)的實施和標(biāo)準(zhǔn)化，確保設(shè)備和服務(wù)之間協(xié)同合作。目前， NFC 論壇在全球擁有 70 多個成員，包括：萬事達(dá)卡國際組織、松下電子工業(yè)有限公司、 微軟公司 、摩托羅拉公司、 NEC 公司、瑞薩科技公司、 三星公司 、德州儀器制造公司和 Visa 國際組織。 NFC 具有成本低廉、方便易用和更富直觀性等特點(diǎn)，這讓它在某些領(lǐng)域顯得 5 更具潛力 ——NFC 通過一個芯片、一根天線和一些 軟件 的組合，能夠?qū)崿F(xiàn)各種設(shè)備在幾厘米范圍內(nèi)的通信，而費(fèi)用卻是相對比較低廉的。如果 NFC 技術(shù)能得到普及，它將在很大程度上 改變?nèi)藗兪褂迷S多電子設(shè)備的方式，甚至改變使用信用卡、鑰匙和現(xiàn)金的方式。但它的目標(biāo)并非是完全取代藍(lán)牙、 WiFi等其他無線技術(shù)，而是在不同的場合、不同的領(lǐng)域起到相互補(bǔ)充的作用。 論文結(jié)構(gòu) 本文詳細(xì)講解了 Android 平臺上的軟件開發(fā)，以及與新技術(shù)的搭配使用，包括軟件開發(fā)環(huán)境及平臺等的搭建，硬 件的介紹，新技術(shù)如何在系統(tǒng)中完美的應(yīng)用。并根據(jù)開發(fā)過程中遇到的一 些問題，提出自己的解決辦法，提出系統(tǒng)開發(fā)中的不足，指明今后的研究方向。 本文共分為六章： 第一章緒論，講述了 android 操作系統(tǒng)的大環(huán)境，以及系統(tǒng)中應(yīng) 用到的技術(shù)和中國象棋的簡介等。 第二章中國象棋游戲?qū)?zhàn)平臺架構(gòu)設(shè)計，介紹了平臺的運(yùn)行物理環(huán)境媒介以及軟件的邏輯設(shè)計模型。 第三章中國象棋游戲規(guī)則和走法設(shè)計，系統(tǒng)全面的介紹了中國象棋游戲的玩法以及代碼實現(xiàn)時的設(shè)計思路和算法，具體功能的實現(xiàn)等。 第四章中國象棋游戲基于 WIFI 的通訊機(jī)制，介紹系統(tǒng)中使用到的無線局域網(wǎng)內(nèi)部的通訊模式： Socket 通訊方法，以及系統(tǒng)中的實際實現(xiàn)方法和功能。 第五章中國象棋游戲快捷對弈機(jī)制，詳細(xì)介紹了 NFC 近場通訊技術(shù)，以及該技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用。 第六章中國象棋游戲?qū)?zhàn)平臺的開發(fā)實現(xiàn)， 先介紹了 Android SDK 開發(fā)的一些知識，然后融合以上使用的技術(shù)，完美實現(xiàn)中國象棋游戲?qū)?zhàn)平臺的開發(fā)工作。 第七章總結(jié)，總結(jié)了中國象棋游戲?qū)?zhàn)平臺的開發(fā)，對全文進(jìn)行概括性的論述。 6 第二章 中國象棋游戲?qū)?zhàn)平臺架構(gòu)設(shè)計 運(yùn)行平臺 中國象棋游戲?qū)?zhàn)平臺是基于 Android 操作系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)，運(yùn)行于支持Android 操作系統(tǒng) 以上版本的終端設(shè)備上，而目前 Android 操作系統(tǒng)主要運(yùn)行于手機(jī)和平板電腦兩大平臺之上。平臺的運(yùn)行需要連接無線網(wǎng)絡(luò)，即 WIFI，而對于 以 上的操作系統(tǒng)都是支持 WIFI 功能的，因此需要無線路由器來搭建一個無線局域網(wǎng)絡(luò)，而 Android 系統(tǒng)實現(xiàn)了自建無線網(wǎng)絡(luò)的功能，就相當(dāng)于一個路由器，只是作為路由器的終端設(shè)備是無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，通訊中具有特殊性。設(shè)備的連接如圖 21 所示。 圖 21 設(shè)備連接示意圖 圖中可以看到，無線路由器、 Android 操作系統(tǒng)平板電腦和 Android 手機(jī)均可以作為無線路由器使用，建立無線局域網(wǎng)絡(luò)，用以使程序進(jìn)行通訊。而接入無線局域網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備有 Android 操作系統(tǒng)平板電腦和 Android 操作系統(tǒng)智能手機(jī)兩種，具有等 價的運(yùn)行地位。 由于 Android 設(shè)備的屏幕分為標(biāo)屏和寬屏兩種，因此程序設(shè)計時需要針對不同的屏幕進(jìn)行設(shè)計，需要準(zhǔn)備兩套資源文件進(jìn)行適應(yīng)，給程序的設(shè)計增加了難度。 7 為了減輕開發(fā)者開發(fā)的難度，本軟件只針對采用寬屏標(biāo)準(zhǔn)的終端設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，對于采用寬屏幕標(biāo)準(zhǔn)的任意分辨率的終端設(shè)備都可以正常運(yùn)行。 中國象棋游戲?qū)?zhàn)平臺架構(gòu)設(shè)計 中國象棋游戲?qū)?zhàn)平臺的開發(fā)，目的是實現(xiàn)一個平臺，方便玩家在此尋找玩家進(jìn)行中國象棋對弈，并可以實現(xiàn)最基本的文字聊天功能，系統(tǒng)的邏輯設(shè)計模型如下圖 22 所示。 圖 22 中國象棋游戲 對戰(zhàn)平臺邏輯模型 8 進(jìn)入對弈界面采用多種方法相結(jié)合來實現(xiàn)的，采用了 NFC 認(rèn)證快捷進(jìn)入對弈的機(jī)制、基于加速度感應(yīng)器的快速搖一搖配對、手動配對三種方法。進(jìn)入對弈界面的架構(gòu)設(shè)計邏輯模型如圖 23 所示。 圖 23 進(jìn)入對弈界面過程邏輯設(shè)計模型 圖 23 中 B 代表被動接收 NFC 配對信息的終端設(shè)備創(chuàng)建新的游戲房間， A代表主動點(diǎn)擊 NFC 配對的終端設(shè)備進(jìn)入響應(yīng) B 創(chuàng)建的房間； C、 F 代表玩家直接響應(yīng)已存在的游戲房間， D、 E 代表玩家創(chuàng)建新的游戲房間； 由圖可以看出， NFC 快捷配對，只需要玩家一方點(diǎn)擊配對按鈕，然后雙方相互靠近，即可完美實現(xiàn)快速配對；搖一搖配對，開啟搖一搖功能后，快速搖晃一下設(shè)備，即可快速進(jìn)入對弈界面，設(shè)計原理是：若玩家列表中存在處于“ [等待中 ]”狀態(tài)的玩家，則配對成功進(jìn)入游戲?qū)?，若不存在處于?[等待中 ]”的玩家，則自己創(chuàng)建一個新的房間，進(jìn)入“ [等待中 ]”狀態(tài)；手動配對，點(diǎn)擊菜單中的“創(chuàng)建房間”按鈕，創(chuàng)建新的游戲房間，進(jìn)入“ [等待中 ]”狀態(tài)，點(diǎn)擊列表中處于“ [等待中 ]”狀態(tài)的玩家，即可響應(yīng)進(jìn)入對弈。當(dāng)處于“ [等待中 ]”狀態(tài)和“ [閑逛中 ]”配對成功后，“ [閑逛中 ]”狀態(tài)的玩家也進(jìn)入游戲?qū)慕缑?，然后雙方玩家 狀態(tài)都更新為“ [游戲中 ]”。 9 第三章 中國象棋游戲 規(guī)則和走法設(shè)計 中國象棋界面設(shè)計 界面的設(shè)計采用了高級繪圖類 SurfaceView， ， 其主要優(yōu)勢在于可以再主線程之外開辟新的線程實現(xiàn)線程的刷新，可以防止主線程繪圖任務(wù)繁重而帶來的阻塞問題。中國象棋對戰(zhàn)界面設(shè)計圖 31 和圖 32。 圖 31 黑方棋手界面 圖 32 紅方棋手界面 界面的設(shè)計采用 圖片資源固定坐標(biāo)繪制的方法，每隔 100ms 在刷新線程內(nèi)重新刷新棋盤，實現(xiàn)棋盤的 實時更新。棋盤上需要更新的數(shù)據(jù)有棋子的位置、指向當(dāng)前走棋玩家一方的指針、玩家按下棋盤上某個位置后出現(xiàn)的提示框和紅黑雙方玩家的總思考時間，棋子位置依靠一個 10*9 的數(shù)組來維護(hù)，代表每一個坐標(biāo)是什么棋子，總時間則依靠紅黑雙方各一個計時線程來實現(xiàn)時間的計算。 對戰(zhàn)棋盤的設(shè)計思路是：首先創(chuàng)建房間的玩家會自動選擇為圖 31 的黑方棋手界面，然后進(jìn)入“ [等待中 ]”狀態(tài)，等待其他玩家響應(yīng)進(jìn)入圖 32 的紅方棋手界面，具體數(shù)據(jù)傳遞如圖 33 所示： 10 紅方棋手 黑方棋手 創(chuàng)建房間，開啟等待線程，等待紅方發(fā)來開始命令 響應(yīng)玩 家 B，進(jìn)入房間，開啟線程發(fā)送開始命令 線程接收到開始命令，開啟走棋信息等待接收線程 開始走棋，發(fā)送走棋信息，開啟走棋信息等待接收線程 接收到走棋信息，開始走棋，發(fā)送走棋信息，開啟走棋信息等待接收線程 接收到走棋信息，開始走棋，發(fā)送走棋信息，開啟走棋信息等待接收線程 圖 33 紅黑雙方數(shù)據(jù)傳遞圖 棋盤上設(shè)置了退出和認(rèn)輸按鈕，退出按鈕用來退出當(dāng)前的游戲界面，若當(dāng)前游戲尚未開始開始，則直接退出，若游戲已開始，則會出現(xiàn)提示信息如下圖 34的提示信息進(jìn)行確認(rèn)： 圖 34 游戲退出提示消 息 進(jìn)入中國象棋對弈界面后，為了防止玩家非主觀的退出游戲，實現(xiàn)了對弈界面下返回鍵功能被禁止，即對弈界面中只能通過退出按鈕進(jìn)行退出游戲，有效地防止了意外操作帶來的結(jié)果。 認(rèn)輸按鈕用來認(rèn)輸，即玩家若覺得己方以為勝算且不愿意在浪費(fèi)時間在必輸?shù)钠寰稚?，則可以直接認(rèn)輸，結(jié)束本局棋，認(rèn)輸只有在當(dāng)前游戲開始后才是有效 11 的，認(rèn)輸時也會出現(xiàn)如下圖 35 的提示信息進(jìn)行確認(rèn)： 圖 35 游戲認(rèn)輸提示消息 很多人認(rèn)為應(yīng)該設(shè)計悔棋策略，但俗話說的好“棋場如人生，一著不慎滿盤皆輸”，生活尚不可后悔，何況棋乎，因此忽略中國象棋的 悔棋功能，但增加點(diǎn)擊棋子后的一個顯示功能，可以看出玩家是否選擇正確，避免點(diǎn)錯棋子的意外發(fā)生，如下圖 36 的提示邊框： 圖 36 游戲中棋子按下提示邊框 認(rèn)輸按鈕和退