引言

為了讓智能手機用戶能夠隨時隨地查詢互聯網所提供的服務，一種高效的辦法就是將應用系統的功能拓展到手機終端，讓手機能通過移動網和互聯網訪問Web 網站并處理各項業務。Android 系統是Google 公司開發的一個開源手機操作系統，它包括了操作系統、用戶界面和應用程序，即智能手機工作所需的全部軟件。Android 的最大特點是它的開放性體系架構，不僅具有非常好的開發、調試環境，而且還具有各種可擴展的設施，包括豐富的圖形組件、多媒體支持功能和強大的瀏覽器，而且已有許多比較成熟的應用案例。

1 Android應用程序設計原理

一個Android 應用程序，通常由Activity、Intent Receiver、Service、Content Provider 四種功能組件構成。但是，并不是每一個Android 應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 應用程序組件。大多數應用由多個屏幕組成，一個Activity 通常則是一個單獨的屏幕。每一個Activity 都被實現為一個獨立的類，并且從Activity 基類中繼承而來。Activity 類將會顯示由視圖控件組成的用戶接口，并對事件做出響應。Android 使用Intent 這個特殊類，實現在屏幕與屏幕之間移動。通過解析各種Intent,從一個屏幕導航到另一個屏幕是很簡單的。當向前導航時，Activity 將會調用startActivity（Intent myIntent）方法，然后，系統會在所有安裝的應用程序中所定義的IntentFilter 中查找，找到最匹配myIntent的和Intent 對應的Activity.新的Activity 接收到myIntent 的通知后，開始運行。當startActivity 方法被調用時將觸發解析myIntent 的動作。這個機制具有兩點優勢：一是能夠重復利用從其他組件中以Intent 形式產生的一個請求；二是Activity 可以在任何時候被一個具有相同IntentFilter 的新Activity 取代。

1.2 Intent Receiver

通過Intent Receiver 實現的應用能夠對一個外部的事件作出響應。Intent Receiver 在AndroidManifest.xml 中注冊，也可以在代碼中使用Context.registerReceiver（）進行注冊。當一個IntentReceiver 被觸發時，應用不必對請求調用Intent Receiver,系統會在需要的時候啟動應用。各種應用還可以通過使用Context.

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

1.3 Service

Service 是一段長生命周期的、沒有用戶界面的程序。例如媒體播放器這個Activity 會使用Context.startService（）來啟動一個Service,從而可以在后臺播放音樂。同時，系統也將保持這個Service 一直執行，直到Service 運行結束。系統可通過使用Context.bindService（）方法，連接到一個Service 上（如果這個Service 還沒有運行將啟動它）。當連接到一個Service 之后，還可以利用Service 提供的接口與它通信。就媒體播放器來說，還可以進行暫停、重播等操作。

1.4 Content Provider

Android 應用程序能夠將它們的數據保存到文件、SQL 數據庫，甚至是任何有效的設備中。Content Provider 實現了應用數據與其他的應用程序的共享。Content Provider 類實現一組標準的方法，能夠讓其他應用程序保存或讀取此ContentProvider處理的各種類型數據。在Android 中，默認使用SQLite 作為系統數據庫，但使用方法略有不同。Android 中每一個應用程序都運行在各自的進程中，當訪問其他應用程序的數據時，需要在不同的虛擬機之間傳遞數據，這樣操作起來會有些困難（正常情況下，不能讀取其他應用程序的數據庫文件）。ContentProvider 正是解決不同的應用包共享數據的工具。

2 天氣實況預報系統的具體實現

基于Android 平臺的智能手機訪問服務器的主要技術是數據交互方法。基于Android 操作系統的天氣實況預報系統設計的核心是通過調用通信協議SOAP（Simple Object AccessProtocol）的接口，從Web Service 提供商中提取天氣預報的數據信息，為客戶端服務。其基本功能是當用戶運行天氣預報系統程序時，在手機屏幕上顯示出中國的城市名稱，用戶單擊任意一個城市名，可獲得該城市的天氣實況預報信息。用戶也可以輸入城市名稱，點擊查詢獲得天氣預報信息。CitiesWeather-Forecast 工程目錄結構及其源代碼文件如圖1所示。

2.1 Android平臺的用戶界面實現

Android 提供的可變化的用戶界面（UI）開發模塊是基于XML 文件的。這些XML 文件放在工程/res/layout 下面。這個目錄可包含所有應用程序所需的非碼部分，比如圖片、字符串、xml 文件。當要使用到這些資源時，在代碼目錄中打開R.java文件即可。在XML 文件里編輯界面的代碼，實現起來不僅方便，使用時也會更加靈活。

在Android 程序設計中要用到一些基本的Android UI 元素，通過使用Views、View Groups 和layouts 可為Activity 創建功能性的、富有直觀力的UI.通常是使用Android SDK 中提供的一些控件，進行布局、擴展和定制這些控件，并使用ViewGroups 去組合Views,創建由相互作用的子控件組成的原子的、重復利用的UI 元素。也可以創建自己的Views,來實現顯示數據和與用戶交互的新途徑；或使用一些繼承自View Group 的Layout 管理器來組織Android UI中的單個元素到屏幕上。

在一個Android 應用中，用戶界面由View 和View Group對象構建。View 與View Group 有很多種類，而它們都是View類的子類。View 對象是Android 平臺中用戶界面的基本單元。View 類是widgets（工具）類的父類，它們提供了諸如文本輸入框和按鈕之類的UI 對象的完整實現。View Group 類是Layouts（布局）類的父類，它們提供了諸如流式布局、表格布局以及相對布局之類的布局架構。

View 對象是一個數據體，它的屬性存儲了用于屏幕上一塊矩形區域的布局參數及內容。并負責它所轄的這個矩形區域之中所有測量、布局、焦點轉換、卷動以及按鍵/觸摸手勢的處理。作為一個用戶界面對象，View 同時也擔任著用戶交互關鍵點以及交互事件接受者的角色。天氣實況預報系統程序功能比較單一，其UI 也相對比較簡單，只要有一個輸入框、一個查詢按鈕以及一個顯示所有中國城市信息的列表即可。為了建立Android 平臺的用戶界面，首先要在Package Explorer 窗口中展開Layout 后新建。xml 文件，用來對窗口界面進行布局，主要有系統運行的主配置文件main.xml 和result.xml.

Layout 是一類特殊的ViewGroup 控件，它們本身沒有任何可顯示內容，存在的惟一原因就是其中的內部結構，能夠更好地擺放它的子控件。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，可以設定各個控件之間的對齊和排列關系，適合定制復雜的界面。有了Layout 的存在，控件和控件之間不再是割裂地存在，而是更有機地結合在一起，設定起來也更為方便。在本實例的main.xml 文件中主要是添加一些界面的布局設置，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Linearlayout,定義了一個EditText 和Button,并且設置了相關的參數。在Android 中，控件最重要的大小屬性是width/height,開發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，可以設定成為fill_parent 和wrap_content.另外，還可以設置相應的文本信息，并可通過android:text="@string/cityText"/>進行引用（string 文件存放在工程的res/values 中）。按照這種方法，還可以依據需要定義相應的布局控件，譬如定義用來呈現天氣實況信息的UI等。

2.2 創建中國城市列表數據

根據天氣預報系統功能需求分析，系統啟動后，應在主界面上呈現出中國國內所有城市的列表數據，因此需要創建中國城市列表數據，包括獲取、解析城市列表數據，并在用戶界面上呈現出來。為此，需要解決的問題是手機終端從Web 服務器獲取了所有類型的數據之后，將這些數據進一步交給Android 手機終端View 組件[4],在手機界面上顯示給用戶。

⑴ 獲取城市列表數據

Android 沒有提供Web Service 的組件庫，但可以通過修改在PC 或J2ME 上使用的開源Web Service Java 庫作為AndroidWeb Servic 庫使用。kSOAP2（http://ksoap2.sourceforge.net）是一個在智能手機上的SOAP Web Service 客戶端包，可用于資源受限制的Java 環境如Applets 或J2ME 應用程序。在GoogleCode 上有一個項目ksoap2-android（http://code.google.com/p/ksoap2-android/）可用在Android 平臺上實現輕量級的SOAP 庫，即使用ksoap2-android 的API 來調用遠端Web Service 的服務。

因此需要在CitiesWeatherForecast.java 的onCreate（）中進行數據獲取的初始化工作。通過定義一個方法public ListgetAllCitiesNames（）可獲得中國城市名稱列表。也就是說，采用它提供的獲得全球各個國家城市的方法GetCitiesByCountry,通過http://www.webservicex.net/globalweather.asmx 上的WebService 可提供天氣預報服務。譬如，通過Constant.java 中的public class Constant{},設置SOAP Action 要調用的方法名、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 中實例化一個SoapSerializationEnvelope對象，設置SoapObject 的命名空間、方法名、參數等；并通過實例化一個AndroidHttpTransport 對象來調用WebService,并獲得xml 字符串數據，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 解析數據列表

Android 操作系統對xml 字符串數據的操作功能很強，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 的開發，可用來解析xml 結果字符串。在本設計實例的CitiesWeatherForecast.java 文件中，解析xml 數據時，先通過RootElement root=new RootElement（"NewDataSet"）獲得xml 數據的根節點；然后再尋找其子節點直到找到City 子節點，并設置一個監聽器setEndTextElementListener（）來獲得City 子節點的值；最后使用org.xml.sax 的SAXParser 來解析xml 數據，把數據存入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）；

⑶ 在UI上呈現城市列表數據

當獲得List類型的數據之后，就可以把它綁定到main.xml 定義的ListView 組件上，然后使用ListActivity 呈現列表數據。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ListActivity 填充進去。

2.3 城市天氣實況預報系統的調試

城市天氣實況預報系統的測試結果如下。在Eclipse 的Package Explorer 窗口中用鼠標右鍵選擇CitiesWeatherForecast工程名，在彈出的窗口中選擇"Run As"→"Android Application"安裝該應用程序到Android 模擬器并啟動它。然后單擊所要查詢的城市名稱列表項，稍等片刻便會顯示出該城市的天氣實況信息。也可以在文本框中直接輸入所要查詢的城市名稱，單擊"Search"同樣會獲得相應城市的天氣預報信息。

3 結束語

Android 平臺具有極大的開放性和兼容性，并且本身大量使用了開源代碼庫，深為開發人員所喜愛。Android 智能手機應用程序的開發涉及了它的整個體系結構，是一項非常復雜的工程。本文在介紹基于Android 平臺的應用程序設計原理的基礎上，提出了Android 用戶界面設計、獲取并解析城市列表數據的一種方法，給出了在用戶界面上呈現數據的原理與設計過程，最后通過模擬器進行了應用程序的調試。當然，基于Android 平臺的開發技術還需要進一步完善，需要在日后的工作中不斷探索、研究，以建立實用的城市天氣實況預報系統。