Grundlagen der Entwicklung von Android Apps

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1 Grundlagen der Entwicklung von Android Apps Matthias Börsig Gabriel Dillinger 2. Juli 2014 Hochschule für Technik und Wirtschaft Aalen Fakultät Elektronik und Informatik Semainararbeit Prof. Dr. Christoph Karg

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung Voraussetzung Geschichtliches Versionsübersicht Einrichtung Installation von Eclipse und ADT Entwicklungsumgebung intellij IDEA Einrichten Handyemulator Einrichten Handyprogrammierung (Debuggingmode) Programmierung Designrichtlinien Neues Projekt anlegen Eigenes Icon anlegen Hallo Welt Views Button Tic Tac Toe als Beispiel Einführung App einrichten GUI erstellen App programmieren Notication Toast Berechtigung LogCat Überblick Debuggen Ausblick SmartWatch Konkurrenz zu Microsoft Windows Autos NEST Eidesstattliche Erklärung Abbildungsverzeichnis Literaturverzeichnis A Quellcode i ii iii iv

3 1 Einführung 1.1 Voraussetzung Die Entwicklung einer eigenen App erfordert umfangreiche Vorbereitungen. Hierzu zählt die Beschaung der benötigten Geräte und Software um die App erfolgreich zu entwickeln. Die geltenden Voraussetzungen sind von google auf der Android-Entwicklerseite festgelegt. Genauere Informationen können dann dort nachgelesen werden. Es werden folgende Betriebssysteme unterstützt: Windows XP oder höher Mac OS X oder höher (ausschlieÿlich x86) Linux (getestet mit Ubuntu, Lucid Lynx) Wenn man sich nun für ein Betriebssystem entschieden hat benötigt man eine Entwicklungsumgebung. Die am meisten verwendete Software ist Eclipse (3.7.2 oder höher) und deswegen wollen wir hier in erster Linie auch darauf eingehen. Des weiteren benötigen wir die Android SDK (Software Developement Kit) Tools und das ADT (Android Developer Tools) Plugin für Eclipse. Man kann auch mit Eclipse einen sogenannten Emulator starten und ein Smartphone simulieren. Es erfordert jedoch sehr viel Leistung und benötigt mit zunehmender Komplexität zu viel Zeit. Die App wird im Normalfall für ein Smartphone erstellt und sollte auch darauf getestet werden. Im Verlauf dieser Ausarbeitung werden wir auch noch für verschiedene Geräte zeigen, wie sich der Entwicklermodus freischalten lässt. Dadurch werden weitere Funktionen vom Smartphone bereitgestellt. 1.2 Geschichtliches Andy Rubin beginnt 1989 als Software-Entwickler bei Apple, wechselt zu General Magic wo er an einem Konzept für einen der ersten PDA-Taschencomputer mitwirkt, und gründet im Oktober 2003 das Unternehmen Android Inc. Im August 2005 kauft Google Android Inc. für 50 Millionen US-Dollar, da der Google- Gründer Larry Page von der Vision eines oenen Betriebssystem für mobile Geräte elektrisiert ist. Dabei war Android zuerst für Digitalkameras konzipiert gründete Google die Open Handset Alliance. Die internationale Vereinigung besteht ursprünglich aus 34 Unternehmen, darunter Handyhersteller, Mobilfunknetzbetreiber, Halbleiterproduzenten, Softwarermen und Marketingspezialisten. Ziel ist es, Apples iphone die Marktführung streitig zu machen. Da es sich bei Android OS um eine quelloene, freie Software handelt (Open Source), werden für deren Nutzung keine Lizenzgebühren fällig. Im Herbst 2008 erschien das erste Android-Phone HTC Dream unter dem Namen T-Mobile G1. [1] Seit Januar 2010 bringt Google mit der Nexus-Produktreihe auch selbst Android-Geräte auf den Markt, die bei den Updates klar bevorzugt werden.[3] Inzwischen gibt es Andorid Geräte für alle Anforderungen und in allen Preisklassen, was die rasche Verbreitung ermöglicht hat. Android ist momentan der unangefochtene Marktführer für Mobile Betriebssysteme. 1

4 1.3 Versionsübersicht Abbildung 1: T-Mobile G1 [2] Versionsname Versionsnummer Veröentlichung Base September 2008 Base_ Februar 2009 Cupcake April 2009 Donut September 2009 Eclair 2.0 und weitere 26. Oktober 2009 Froyo 2.2.x 20. Mai 2010 Gingerbread 2.3.x 6. Dezember 2010 Honeycomb 3.x.x 23. Februar 2011 Ice Cream Sandwich 4.0.x 19. Oktober 2011 Jelly Bean 4.1.x / 4.2.x / 4.3.x 27. Juni 2012 KitKat 4.4.x 31. Oktober 2013 [4] 2

5 2 Einrichtung 2.1 Installation von Eclipse und ADT Zuerst werden diverse Softwarekomponenten heruntergeladen und installiert. Ist auf dem Rechner noch kein Eclipse vorhanden können alle Komponenten in einem Schritt heruntergeladen werden. Unter folgenden Link kann Eclipse mit Android Developer Tools (ADT) heruntergeladen werden. Wenn man nun in der Vergangenheit bereits mit Java programmiert hat ist eventuell Eclipse schon installiert. In diesem Fall bietet Google die Möglichkeit, die Android Developer Tools (ADT) als Plugin nachzuinstallieren. In Eclipse kommt man über "Help -> Install New Software" an den Ort um Plugins nachzuinstallieren. Nun ndet man auf der rechten Seite einen "Add"- Button. Nachdem man auf diesen geklickt hat, önet sich ein Fenster und im Feld "Name" kann zum Beispiel "ADT Plugin" eingegeben werden. Unter "Location" muss folgender Link eingefügt werden: https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/ Wenn man "OK" geklickt hat setzt man einen Haken bei "Developer Tools" und klickt "Next". Auf der nächsten Seite kann man einfach wieder "Next" klicken. Nachdem man dann die Lizenzvereinbarungen akzeptiert hat wird die benötigte Software installiert. Diese ist nach einem Neustart von Eclipse verfügbar. Als nächstes ist es nötig, das ADT Plugin zu kongurieren. Hierzu wird das Android Software Development Kit (SDK) benötigt. Dieses lädt man hier herunter: Nach dem Herunterladen und Entpacken önet man Eclipse. Im Android Willkommens-Bildschirm wählt man "Use existing SDKs" aus und sucht die entpackte "Android SDK"-Datei. Zuletzt muss man noch auf "Next" klicken und Eclipse ist fertig eingerichtet. Über den Android SDK Manager werden jetzt die Pakete der Version geladen, in der programmiert werden soll. Das hat den Vorteil, dass sich auf dem PC nur die Pakete benden, die man gerade benötigt und dass die Syntax Hervorhebung auf die momentan ausgewählte Version angepasst ist. 2.2 Entwicklungsumgebung intellij IDEA An dieser Stelle wollen wir kurz noch eine weitere Entwicklungsumgebung ansprechen. Der Name ist intellij. Dies ist laut Hersteller die intelligenteste Entwicklungsumgebung, die es gibt. Sie kennt den programmierten Code und macht nützliche Vorschläge. Auÿerdem beinhaltet sie ein Versionsverwaltungssystem. In dieser Ausarbeitung gehen wir allerdings nicht näher darauf ein, denn aktuell ist Eclipse immer noch das am weitesten verbreitete Programm um Android Apps zu entwickeln. 2.3 Einrichten Handyemulator Um die programmierte App zu testen gibt es verschieden Möglichkeiten. In Eclipse hat man die Möglichkeit Emulatoren einzurichten, die ein angeschlosse- 3

6 nes Smartphone simulieren. Handyemulatoren sind allerdings sehr langsam und der Smartphone Ersatz eignet sich zum schnellen Testen einer neuen Funktion nur bedingt. Um einen Emulator einzurichten önet man den Android Virtual Device Ma- Abbildung 2: Android Virtual Device Manager (AVD) nager (AVD). Danach nimmt man verschiedene Einstellungen vor, um das gewünschte Gerät zu simulieren. Es stehen bereits sehr viele Modelle zur Auswahl, die man aus den Dropdownlisten zusammenstellt. 2.4 Einrichten Handyprogrammierung (Debuggingmode) Der Entwicklermodus bei einem Android Smartphone wird mit einigen kleinen Einstellungen freigeschaltet. Dies ist von Gerät zu Gerät unterschiedlich. Bei einem Samsung Galaxy S2 Plus (Android 4.2.2) gelangt man unter Einstellung Optionen zu "Info zum Gerät". Nun tippt man siebenmal auf die Buildnummer. Danach ist das Smartphone im Entwicklermodus und man hat eine neue Option (Entwickler-Option) im Einstellungsmenü. Hier sollte nun das USB-Debugging aktiviert werden. Wird das Gerät dann noch nicht angezeigt, kann es daran liegen, dass die ADB Treiber noch nicht installiert wurden. Diese werden durch den Handyhersteller bereitgestellt. Die Standard Windowstreiber reichen in diesem Fall nicht aus. Dies kann überprüft werden, indem man den Gerätemanager önet und dort das Handy mit einem gelben Ausrufezeichen markiert. 4

7 3 Programmierung 3.1 Designrichtlinien Bevor wir mit der ersten Programmierung beginnen möchten wir diverse Richtlinien für das Design aufzeigen, die es für die Programmierung einer Android App gibt. Eine Hauptneuerung seit Android 4.0 ist die Holo-UI. Hierbei wird App-Entwicklern garantiert, dass es unter den verschiedenen Android Nutzungsoberächen (Tochwiz, Sense, Motoblur,...) ein einheitliches Design gibt. Die Verwendung ist optional und jedem Entwickler freigestellt. 3.2 Neues Projekt anlegen Hat man Eclipse erfolgreich mit den Android Developer Tools installiert, kann man unter File New Android Application Project eine neue App erstellen. Zuerst erhält die Application im Menüfenster einen Titel, der später auch im Abbildung 3: Neue Android Application anlegen App Store und auf dem Handy erscheinen wird. Der "Project Name" ist nur zur Verwaltung der einzelnen Projekte bei Eclipse. Der "Package Name" ist als Besonderheit intern für die Struktur wichtig, wird normalerweise aber nicht dem Benutzer angezeigt. Durch den Package Name werden verschiedene Versionen einer App als zusammengehörend bezeichnet. Die Konvention besagt, dass der Package Name mit dem umgedrehten Domainnamen des Programmierers beginnen soll. Besitzt man keine Domain wird com.example. vorgeschlagen, gefolgt vom App Namen. In den Dropdown-Menüs kann man auswählen, für welche Plattform man programmieren möchte. Zuerst wird die niedrigste unterstütze Version ausgewählt. Hier wird Android 2.2 (Froyo) mit der API Version 8 vorgeschlagen. In dieser Version sind die wichtigsten Funktionen enthalten und man 5

8 deckt über 90% der im Umlauf bendlichen Geräte ab. Als nächstes wird durch Target SDK entschieden, welche die höchste mögliche Android Version ist, mit der das Programm getestet wurde und störungsfrei läuft. Als letztes wird mit Copile With ausgewählt, für welche spezielle Version entwickelt wird, etwa weil sie auf dem zu testenden Handy installiert ist. Sollte man mit einem Handyemulator arbeiten, empehlt es sich, die aktuellste Version auszuwählen. Hier stehen nur die installierten Versionen zur Verfügung. Das standardmäÿiig vorgeschlagene Theme Holo Light with Dark Action Bar kann beibehalten werden. Abbildung 4: Benennen der Android Application Auf den weiteren Seiten muss nichts mehr geändert werden, deshalb kann hier immer mit Weiter und am Ende mit Finish bestätigt werden. 3.3 Eigenes Icon anlegen Ein wichtiges Detail bei der Programmierung einer Android App ist das richtige Design des Starticons. Um dieses ansprechend und richtig zu gestalten gibt es diverse Richtlinien bzw. Gestaltungsvorschläge von der Android-Entwicklerseite. Bei der Gestaltung sollte man in erster Linie darauf achten, dass es auf den verschiedensten Bildschirmgröÿen richtig dargestellt wird. Ein Starticon wird mit 48x48 dpi dargestellt. Diese Gröÿe muss man jetzt auf die unterschiedlichen Gröÿen skalieren, damit dies auf allen Geräten korrekt angezeigt wird. Da der Nutzer sein Hintergrundbild beliebig ändern kann, sollte es auf jedem Hintergrund gut sichtbar sein. Auf der Entwicklerseite von Android sind diverse Icons zu nden, die man für das Design verwenden kann. 6

9 Des Weiteren sollten Icons innerhalb der App möglichst einfach gehalten werden. Man kann sich hierfür oft installierte Apps als Vorbild nehmen und sich dort auch Ideen für sein eigenes Projekt holen. Auch bei Icons, die in der Benachrichigungsleiste angezeigt werden, sollte man genauso wie bei "normalen" Icons vorgehen. Wer sich beim Design etwas auskennt sollte wenn möglich Vektorgraken verwenden. Der enorme Vorteil solcher Graken ist, dass sie sich beliebig skalieren lassen ohne an Schärfe zu verlieren. Auch wegen der Skalierbarkeit ist es sinnvoll bei jeglichem Design lieber mit viel zu groÿen Graken anzufangen. Es ist besser und erspart viel Arbeit, wenn man seine Graken nur verkleinern muss. Es ist von Vorteil, sich in der Entwicklung diverse Ordnerstrukturen anzulegen und Namenskonventionen einzuhalten. Dies erleichtert das Ablegen in die dafür vorgesehen Ordner bei der Fertigstellung der App. Des Weiteren hilft es beim Aunden der Graken während der Entwicklung, da häug nur Kopien einer Grak erstellt werden.[5] 3.4 Hallo Welt Abbildung 5: Hallo Welt Application Hat man das neue Projekt erfolgreich angelegt sieht man bereits wie in Abbildung 5 eine fertige Hallo Welt App. Abbildung 5 Punkt 1: Hier ist wie bei Eclipse gewohnt, der Datei-Explorer. Die AndroidManifest.xml ist dazu da, die Attribute der App zu speichern, aber auch zum Beispiel die Berechtigungen zu verwalten (Siehe Abschnitt 3.10). Unter src/com.example.helloworld/mainactivity.java liegt die Datei mit dem eigentlichen Java Code, der standardmäÿig zum Programmstart ausgeführt wird. Die Layout Dateien sind unter res/layout zu nden. Ab Android Version 4.4 ist die fragment_main.xml die Ansicht, die standardmäÿig beim App Start an- 7

10 gezeigt wird. Bei früheren Version war dies die activity_main.xml. Wird diese.xml Datei geönet erscheint das graphische Layout (Siehe Abbildung 5 Punkt 3) mit der Vorschau, wie die App später aussehen wird. Mit Hilfe der Palette (Siehe Abbildung 5 Punkt 2) können die Elemente einfach per Drag & Drop an die gewünschte Stelle gezogen und bei Bedarf noch verschoben oder in der Gröÿe geändert werden. Wird ein Element ausgewählt können dessen Eigenschaften (Siehe Abbildung 5 Punkt 4) geändert werden. Unter Text ist zum Beispiel ausgewählt. Die Variablen sollen nicht HardCoded, sprich nicht statisch sondern dynamisch programmiert werden, damit sie zum Beispiel später mit Sprach- oder Kongurationsdateien leicht geändert werden können. Die dynamischen Strings werden unter res/values in der strings.xml verwaltet. Die debugging Möglichkeiten mit LogCat (Siehe Abbildung 5 Punkt 5) werden im Kapitel 4 behandelt. Da bereits ein Label mit der passenden Beschriftung existiert kann das Programm direkt gestartet werden, falls ein Handy im Debuggingmode angeschlossen (Siehe Abschnitt 2.4) oder ein Handyemulator (Siehe Abschnitt 2.3) eingerichtet ist. Das Programm startet dann auf dem ausgewählten Gerät und wird direkt über den Debuggingmode installiert und gestartet (Siehe Abbildung 5 Punkt 6). 3.5 Views Als eine View wird die sichtbare rechteckige Oberäche bezeichnet, die die Elemente wie Buttons, Textfelder, etc. darstellt. Auÿerdem wird mit Hilfe der View die onclicklistener (Siehe Abschnitt 3.6) verwaltet. Mit startactivity(nextscreen); kann die nächste View gestartet und angezeigt werden. Dies wird zum Beispiel für Einstellungsfenster verwendet. 3.6 Button Um einen Button in unsere Hallo Welt App einzufügen gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wird über die Palette (Abbildung 5 Punkt 2) aus der Kategorie Form Widgets das Button Element auf die gewünschte Position gezogen, dann wird in der zugehörigen fragment_main.xml der Code automatisch aktualisiert. Alternativ kann man auch direkt in der fragment_main.xml einen Button zum Beispiel mit folgendem Code erstellen. 1 <Button 2 android : / button1 " 3 android : layout_ width=" wrap_content" 4 android : layout_height="wrap_content" 5 android : t e x t="absenden" /> Der Befehl beginnt xml konform mit < und endet mit /> Button ist die Art des Elementes, zur Auswahl stehen zum Beispiel Text- View, RatingBar, CheckBox, RadioButton, Switch und viele andere, je nachdem, was man gerade braucht. 8

11 android:id ist der eindeutige Name, mit dem das Element später angesprochen werden kann android:layout_width ist die Breite, in diesem Fall von unserem Button mit "wrap_content" wird er genau so breit wie der Inhalt, also der Text mit dem er beschriftet ist. Alternativ kann auch ein fester Wert, beispielsweise "50dp" verwendet werden. Neben den bekannten Gröÿen wie Pixel (px) und Millimeter (mm) gibt es auch noch die Gröÿen Density- independent Pixel (dp) und Scale-independent Pixel (sp). Density-independent Pixel bieten den Vorteil, dass sie unabhängig von der Auösung des Displays immer die gleiche Gröÿe haben (Vergleich % bei HTML). sp sind ähnlich wie dp auch unabhängig von der Auösung des Displays. Zusätzlich werden sie aber noch durch die eingestellte Schriftgröÿe beeinusst und sollten deshalb auch für Texte verwendet werden. android:layout_height ist die Höhe unseres Buttons, hier gilt das gleiche wie für die Breite. text ist der Text, den der Button anzeigt. Dabei bildet der Wert für text aber einen Verstoÿ gegen die Grundregeln der dynamischen Programmierung und wird mit einer Warnung quittiert, besser wäre es zu verwenden, um später ohne groÿen Aufwand zum Beispiel eine weitere Sprache zu implementieren. Wenn jetzt der Button hinzugefügt wurde soll dieser natürlich beim Drücken auch eine Funktion auslösen. Dazu wird ein onclicklistener verwendet, der darauf wartet, dass der Button gedrückt wird. Der folgende Code muss in der Java Datei src/com.example.helloworld/mainactivity.java hinzugefügt werden. 1 Button klick_button = ( Button ) findviewbyid (R. id. button1 ) ; 2 klick_button. s e t O n C l i c k L i s t e n e r (new View. OnClickListener ( ) { 3 p u b l i c void onclick ( View v ) { 4 // Hier stehen d i e Anweisungen 5 } 6 }) ; Mit Button klick_button wird eine neue Instanz des Buttons mit dem Namen klick_button erstellt. Mit (Button) findviewbyid(r.id.button1); wird der Button mit der id button1 aus der graphischen Oberäche dem Button klick_button zugewiesen. Mit klick_button.setonclicklistener(new View.OnClickListener() { public void onclick(view v){ }}); wird dem klick_button ein neuer Listener hinzugefügt, der auf Klicks reagiert und den Code ausführt, der in der Zeile mit dem Kommentar stehen würde. (Beispiel Siehe Abschnitt 3.6) 9

12 Als minimales Beispiel kann zum Beispiel der Text unseres Buttons geändert werden, dafür müssen wir den Beispielcode in src/com.example.helloworld/ MainActivity.java um folgenden Code erweitern: 1 s t a t i c Button klick_button ; 2 4 p u b l i c boolean oncreateoptionsmenu (Menu menu) { 5 klick_button = ( Button ) findviewbyid (R. id. button1 ) ; 6 klick_button. s e t O n C l i c k L i s t e n e r (new View. OnClickListener ( ) { 7 p u b l i c void onclick ( View v ) { 8 klick_button. settext ( " Ich wurde gerade a n g e k l i c k t " ) ; 9 } 10 }) ; return true ; 13 } Wird nun der Button geklickt ändert sich sein Text von "Absenden" auf "Ich wurde gerade angeklickt". Zuerst muss der Button als globale Variable gesetzt werden. Sonst wirft die Zeile, die den Text ändert eine Fehlermeldung aus, da sie die Variable klick_button nicht kennt. Die Methode oncreateoptionsmenu(menu menu) wurde hier für unseren Code anderweitig verwendet. Der Code könnte auch an einer anderen Stelle in der MainActivity.java stehen. Das oncreateoptionsmenu(menu menu) bietet sich aber besonders dadurch an, dass diese Methode immer beim Starten der View ausgeführt wird, aber im Gegenzug zur oncreate Methode erst, nachdem die View fertig geladen ist, was sonst zu einer Fehlermeldung führen würde. klick_button.settext("ich wurde gerade angeklickt"); ist eigentlich selbsterklärend. Der angezeigte Text des Buttons wird mit dem neuen Text überschrieben. 3.7 Tic Tac Toe als Beispiel Einführung Wir haben uns für Tic Tac Toe deshalb entschieden, weil man dieses Spiel mit den oben genannten Buttons und onclick-listener realisieren kann. Wir werden die neun benötigten Felder als einfache Buttons darstellen und wenn man auf einen von diesen Buttons klickt wird je nachdem, ob Spieler 1 oder Spieler 2 an der Reihe ist, ein Kreis oder ein Kreuz gesetzt. Im Anschluss wird überprüft, ob ein Spieler das Spiel gewonnen hat oder ob alle Felder mit X 10 oder O belegt sind. Dies ist eine App, die sehr einfach zu programmieren ist und sich daher schön als Beispiel eignet, um das bisher Gelernte umzusetzen. Im Folgenden sind die einzelnen Schritte ausführlich an Minimalbeispielen erklärt. Der vollständige Quellcode ist in Anhang Abschnitt A enthalten. 10

13 3.7.2 App einrichten Wenn Eclipse erfolgreich installiert und gestartet ist, beginnen wir damit, ein neues Projekt anzulegen. Der Application Name ist TicTacToe, dadurch wird der Project Name ebenfalls zu TicTacToe und der Package Name zu com.example.tictactoe. Als Minimum Required wählen wir das voreingestellte API 8: Android 2.2 (Froyo). Target SDK ist das aktuellste installierte Paket API 19: Android 4.4 (KitKat), dessen Kompatibilität wir mit einem Emulator bestätigen können. Bei Compile With wähle ich API 15: Android (IceCreamSandwich), da diese Version auf meinem Handy installiert ist, das ich zum Testen des Programmes angeschlossen habe. Bei Theme können wir ebenfalls das voreingestellte Holo Light with Dark Action Bar belassen. Mit Next wird die Eingabe bestätigt. Auf der nächsten Seite können wir den Haken von Create custom launcher icon entfernen, da wir im Moment kein eigenes Icon erstellen möchten (Siehe Abschnitt 3.3). Die restlichen Haken können gelassen werden, wie sie sind. Weiter geht es wieder mit einem Klick auf Next. In diesem Fenster können wir eine Activity erstellen lassen. Die voreingestellte Blank Activity kann auch hier übernommen werden. Nach dem Klick auf Next kann der Activity noch ein Name gegeben werden, auch hier können wir MainActivity beibehalten. Mit einem Klick auf Finish sind wir dann wieder auf Stand von Abschnitt GUI erstellen Abbildung 6: Tic Tac Toe GUI 11

14 Zuerst kümmern wir uns um die Oberäche und löschen das vorgegebene Label, welches Hello world anzeigt. Dann fügen wir einen Button hinzu, diesen richten wir ganz links oben im Eck aus. Um die Eigenschaften des Buttons besser bearbeiten zu können, wechseln wir in die xml Ansicht des fragment_main.xml. Zuerst müssen wird die android:layout_width und android:layout_heigh von "wrap_content" auf einen festen Wert setzen, da wir nach dem Starten leere Buttons haben und diese später nicht einfach die Gröÿe ändern sollen. "95dp" bietet sich hier an, da später mit minimalem Abstand die ganze Breite ausgenutzt wird. Den Text des Buttons können wir einfach entfernen. 1 <Button 2 android : / Button01" 3 android : layout_width="95dp" 4 android : layout_height="95dp" 5 android : layout_alignparentleft=" true " 6 android : layout_ alignparenttop=" t r u e " /> Nun kopieren wir diesen Button. Button 2 richtet sich oben android:layout_alignparenttop="true" und in der Mitte zentriert android:layout_centerhorizontal="true" aus. Button 3 wird rechts android:layout_alignparentright="true" oben android:layout_alignparenttop="true" ausgerichtet. Button 4 wie alle Weiteren richten sich dann an dem jeweiligen Button genau darüber aus. 1 <Button 2 android : / Button04" 3 android : layout_width="95dp" 4 android : layout_height="95dp" 5 android : l a y o u t _ a l i g n L e f / Button01" 6 android : layout_ d / Button01 " /> Wenn wir unsere 9 Buttons haben brauchen wir noch zwei Label, eins das anzeigt welcher Spieler an der Reihe ist und eins, das den aktuellen Punktestand anzeigt. Dazu können wir im Graphical Layout einfach zwei TextView aus der Palette an die gewünschte Position ziehen. 1 <TextView 2 android : / lbl_turn " 3 android : layout_ width=" wrap_content" 4 android : layout_height="wrap_content" 5 android : l a y o u t _ a l i g n L e f / Button07" 6 android : layout_ d / Button07 " 7 android : layout_margintop=" 20dp" 8 android : t e x / turn " 9 android : textcolor="#0000ff" /> Die android:id kann frei gewählt werden und wir entscheiden uns deshalb für den sprechenden Namen lbl_turn. Mit android:textcolor="#0000ff" setzen wir die Farbe des Textes zuerst auf Blau, um später auch farblich zwischen 12

15 Spieler 1 und 2 unterscheiden zu können. Zu beachten ist diesmal der Wert für Text: Um die Warnung zu verhindern, dass der Text nicht hard gecoded werden soll, wird er hier variabel deklariert. Dazu muss in der res/values/strings.xml die Variable turn hinzugefügt werden. 1 <s t r i n g name=" turn ">S p i e l e r 1 i s t an der Reihe </s t r i n g > 2 <s t r i n g name=" s c o r e ">S p i e l e r 1 hat 0 Punkte\ n S p i e l e r 2 hat 0 Punkte\nEs wurde 0 Mal unentschieden g e s p i e l t </s t r i n g > 3 <s t r i n g name=" r e s t a r t ">Neustart </s t r i n g > Das gleiche gilt auch für das zweite Label und einen extra Button, den wir benötigen um das Spielfeld zu resetten, falls ein Spieler gewonnen hat oder das Spiel zu einem Unentschieden geführt hat App programmieren Wenn die GUI soweit vollständig ist, muss die eigentliche App programmiert werden. Dazu muss die src/com.example.tictactoe/mainactivity.java bearbeitet werden. Wir beginnen damit, während des Programmstarts die 9 Buttons in ein Button-Array zusammenzufassen. Damit können wir später leichter errechnen, ob ein Spieler gewonnen hat. Damit uns das Array nachher auch im ganzen Programm zur Verfügung steht, erstellen wir eine globale Variable Button[] buttonarray = new Button[9];. Um mit Buttons im Quellcode arbeiten zu können, müssen wir diese zuerst mit import android.widget.button; importieren. Für die restlichen Variablen der Oberäche TextView turn;, TextView score; und Button restart; wird ebenfalls noch ein Import benötigt: import android.widget.textview;. Für den späteren Programmverlauf brauchen wir zusätzlichen noch folgende globale Variablen: boolean turn_player1 = true; speichert, ob Spieler 1 an der Reihe ist. Variablen, die den Punktestand speichern, sind int player1 = 0;, int player2 = 0; und int tie = 0;. boolean gameover = false; speichert, ob noch ein Zug gemacht werden darf oder ob das Spiel mittels des Neustart Buttons wieder zurückgesetzt werden muss. Für den folgenden Code wird wieder die Methode oncreateoptionsmenu zweckentfremdet, da diese immer beim Start ausgeführt wird, aber sichergestellt ist, dass die Oberäche bereits vollständig geladen ist. 1 // Die Buttons im Array s p e i c h e r n 2 buttonarray [ 0 ] = ( Button ) findviewbyid (R. id. Button01 ) ; 3 buttonarray [ 1 ] = ( Button ) findviewbyid (R. id. Button02 ) ; // Die anderen Elemente f u e r den s c h n e l l e n Z u g r i f f s p e i c h e r n 6 turn = ( TextView ) findviewbyid (R. id. lbl_turn ) ; 7 s c o r e = ( TextView ) findviewbyid (R. id. l b l _ s c o r e ) ; 8 r e s t a r t = ( Button ) findviewbyid (R. id. btn_restart ) ; Als nächstes können wir den Elementen des Arrays onclicklistener wie in Abschnitt 3.6 über eine Schleife hinzufügen. Allerdings wird es dieses Mal eine 13

16 gröÿere Anweisung. Da alle Buttons den gleichen OnClickListener verwenden müssen wir zuerst herausnden, welcher Button gedrückt wurde. Dafür brauchen wir zuerst eine lokale Variable int buttonpressed = -1; in der gespeichert wird, welcher Button gedrückt wurde. Über eine for-schleife können wir dann ganz einfach die 9 Buttons durchlaufen und prüfen, welcher gedrückt wurde. Dazu können wir einfach die internen IDs vergleichen: buttonarray[i] == ((Button) findviewbyid(v.getid())). Wenn wir nun herausgefunden haben, welcher Button gedrückt wurde, prüfen wir zunächst, ob dieser bereits gedrückt wurde, der Text des Buttons also ein X oder O ist, oder das Spiel bereits zu Ende ist: buttonarray[buttonpressed].gettext().equals("") &&!gameover. Sind beide Bedingungen wahr, können wir den Text des Buttons abhängig der turn_player1 Variable entweder mit einem blauen X versehen, falls Spieler 1 an der Reihe ist oder mit einem roten O, wenn Spieler 2 am Zug ist. 1 i f ( turn_player1 ) { 2 buttonarray [ buttonpressed ]. settext ( "X" ) ; 3 buttonarray [ buttonpressed ]. settextcolor ( Color.BLUE) ; 4 } e l s e { 5 buttonarray [ buttonpressed ]. settext ( "O" ) ; 6 buttonarray [ buttonpressed ]. settextcolor ( Color.RED) ; 7 } Nun prüfen wir, ob ein Spieler gewonnen hat. Dazu rufen wir die Funktion checkwinner() auf: 1 p u b l i c boolean checkwinner ( ) { 2 f o r ( i n t i = 0 ; i < buttonarray. length ; i += 3) { 3 i f ( buttonarray [ i ]. gettext ( )!= "" && buttonarray [ i ]. gettext ( ). e q u a l s ( buttonarray [ i + 1 ]. gettext ( ) ) && buttonarray [ i ]. gettext ( ). e q u a l s ( buttonarray [ i + 2 ]. gettext ( ) ) ) { 4 return true ; 5 } 6 } 7 f o r ( i n t i = 0 ; i < 3 ; i++) { 8 i f ( buttonarray [ i ]. gettext ( )!= "" && buttonarray [ i ]. gettext ( ). e q u a l s ( buttonarray [ i + 3 ]. gettext ( ) ) && buttonarray [ i ]. gettext ( ). e q u a l s ( buttonarray [ i + 6 ]. gettext ( ) ) ) { 9 return true ; 10 } 11 } 12 i f ( buttonarray [ 0 ]. gettext ( )!= "" && buttonarray [ 0 ]. gettext ( ). e q u a l s ( buttonarray [ 4 ]. gettext ( ) ) && buttonarray [ 0 ]. gettext ( ). e q u a l s ( buttonarray [ 8 ]. gettext ( ) ) ) { 13 return true ; 14 } 15 i f ( buttonarray [ 2 ]. gettext ( )!= "" && buttonarray [ 2 ]. gettext ( ). e q u a l s ( buttonarray [ 4 ]. gettext ( ) ) && buttonarray [ 2 ]. gettext ( ). e q u a l s ( buttonarray [ 6 ]. gettext ( ) ) ) { 16 return true ; 17 } 18 return f a l s e ; 14

17 Diese Funktion prüft zuerst in der Horizontalen, anschlieÿend in der Vertikalen und zu guter Letzt die zwei Diagonalen. Dabei läuft die Prüfung in alle Richtungen immer gleich ab. Zuerst wird überprüft, ob der erste Button ein X oder O als Text hat. Dann wird geprüft, ob der Text des ersten Buttons derselbe wie der des mittleren Buttons ist. Sollten diese gleich sein wird auch überprüft, ob der erste Text auch derselbe wie der des letzten Buttons ist. Wenn also 3 Buttons in einer Reihe denselben Text haben hat ein Spieler gewonnen und die Methode liefert true zurück. Sollte kein Spieler bisher 3 in einer Reihe haben, wird false zurückgeliefert. Sollte es also einen Gewinner geben, können wir dies wieder abhängig von turn_player1 ausgeben, da bei Tic Tac Toe immer nur der Spieler gewinnen kann, der auch am Zug ist. Entsprechend muss die Anzahl der Punkte des richtigen Spielers mit player1++; erhöht und ausgegeben werden. 1 s c o r e. settext ( " S p i e l e r 1 hat " + player1 + " Punkte\ n S p i e l e r 2 hat " + player2 + " Punkte\nEs wurde " + t i e + " Mal unentschieden g e s p i e l t " ) ; Im Fall, dass noch kein Spieler gewonnen hat, muss turn_player1 negiert werden, als Symbol, dass der andere Spieler am Zug ist. Dies muss auch wieder ausgegeben werden. 1 turn_player1 =! turn_player1 ; 2 i f ( turn_player1 ) { 3 turn. settext ( " S p i e l e r 1 i s t an der Reihe " ) ; 4 turn. settextcolor ( Color.BLUE) ; 5 } e l s e { 6 turn. settext ( " S p i e l e r 2 i s t an der Reihe " ) ; 7 turn. settextcolor ( Color.RED) ; 8 } Im Anschluss muss noch geprüft werden, ob es noch leere Felder gibt. Also wieder mit einer for-schleife durch das Button-Array laufen und prüfen, ob mindestens einmal der Text leer ist, also noch ein Button anklickbar ist. Sollte das nicht der Fall sein, bedeutet das, dass alle Felder voll sind, aber kein Spieler gewonnen hat. Daraus folgt, dass es ein Unentschieden gibt. In diesem Fall muss die Punktezahl von Unentschieden erhöht und ausgegeben werden. 1 gameover = true ; 2 turn. settext ( " Unentschieden " ) ; 3 turn. settextcolor ( Color.BLACK) ; 4 t i e ++; 5 s c o r e. settext ( " S p i e l e r 1 hat " + player1 + " Punkte\ n S p i e l e r 2 hat " + player2 + " Punkte\nEs wurde " + t i e + " Mal unentschieden g e s p i e l t " ) ; Nun kann das Tic Tac Toe bereits gespielt werden, allerdings fehlt noch die Funktion des Neustart-Buttons. Dieser muss ebenfalls mit einem onclicklistener dazu gebracht werden, dass beim Klicken das Array durchlaufen wird und 15

18 der Text aller Felder wieder geleert wird. Auÿerdem muss das Spiel wieder gestartet werden, indem gameover = false; gesetzt wird. Auÿerdem muss noch angezeigt werden, welcher Spieler nun an der Reihe ist. Damit jede Runde ein anderer Spieler startet können wir einfach die bisherigen Punkte zusammenzählen. Ist die Anzahl der Punkte gerade, beginnt Spieler 1, sonst ist Spieler 2 an der Reihe. 1 i f ( ( player1 + player2 + t i e ) % 2 == 0) { 2 turn_player1 = true ; 3 turn. settext ( " S p i e l e r 1 i s t an der Reihe " ) ; 4 turn. settextcolor ( Color.BLUE) ; 5 } e l s e { 6 turn_player1 = f a l s e ; 7 turn. settext ( " S p i e l e r 2 i s t an der Reihe " ) ; 8 turn. settextcolor ( Color.RED) ; 9 } Fertig ist die erste selbstgeschriebene App. Natürlich kann diese App auch noch ausgebaut werden. Zum Beispiel kann bei einem Sieg eine kleine Meldung(Siehe Abschnitt 3.9) ausgegeben werden oder das Handy vibrieren lassen, dazu werden aber zusätzliche Berechtigungen notwendig (Siehe Abschnitt 3.10). Die App hat auch noch einen kleinen Schönheitsfehler. Wird der Bildschirm gedreht, löscht sich der Spielstand. Dies kann verhindert werden, indem man in der Manifest.xml folgende Zeile hinzufügt: android:screenorientation="portrait". Durch diesen Zusatz wird verhindert, dass sich der Bildschirm drehen kann. Solange die App im Vordergrund geönet ist wird sie immer mit der gleichen Ausrichtung angezeigt. 3.8 Notication Notications sind Meldungen, die in der Leiste der Uhrzeit, Akkuanzeige usw. erscheinen. Diese Leiste ist jederzeit durch den Benutzer zugänglich und Apps können Meldungen an diese Leiste schicken. Es wird dem Nutzer erst eine Kurzansicht der Meldung angezeigt. Wenn der Benutzer eine ausführlichere Antwort wünscht, kann er dies durch Antippen der Nachricht bekommen. Es gibt eigene Designrichtlinien für Notications, welche unter folgendem Link nachgelesen werden können: Für die Programmierung ist ebenfalls eine gute Beschreibung unter zu nden. Eine genaue Erklärung würde den Rahmen dieser Ausarbeitung übersteigen. 16

19 3.9 Toast Dies sind kleine Meldungen, die kurzzeitig erscheinen. Wer ein Android Smartphone besitzt kennt sehr wahrscheinlich diese kleinen Meldungen, die darüber informieren, dass zum Beispiel eine als Entwurf gespeichert wurde. So etwas versteht man unter einem Toast. Für seine eigene Anwendung kann man in relativ kurzer Zeit diverse Toasts programmieren. Hierfür kann folgender Programmcode benutzt werden: 1 Context context = getapplicationcontext ( ) ; 2 CharSequence meinemeldung = " Hier i s t der Text e i n e r Toastmeldung" ; 3 i n t dauer = Toast.LENGTH_SHORT; 4 5 Toast t o a s t = Toast. maketext ( context, meinemeldung, dauer ) ; 6 t o a s t. show ( ) ; Hier nun eine kleine Erklärung. Mit "getapplicationcontext" kann man die aktuelle Information, welcher Prozess gerade arbeitet, speichern. "CharSequence" ist dazu da, die Meldung die später erscheinen soll zu initialisieren, danach kann man die statische Variable "LENGTH_SHORT" abrufen, die einen kurzen Zeitintervall als Integer Wert zurückgibt. Die Alternative hierfür wäre "LENGTH_LONG", welche eine gröÿere Zahl zurückgibt. Toast ist der Befehl, der aus den drei zuvor initialisierten Werten die Meldung konstruiert. Hierbei werden die drei Parameter übergeben und toast.show ruft die Meldung dann auf. [6] 3.10 Berechtigung Das Berechtigungssystem von Android sieht vor, dass jede Applikation ihre eigene Identität bekommt (zu vergleichen mit einer Linux User ID). Android stellt auÿerdem einige Sicherheitsmechanismen zur Verfügung, die im Folgenden etwas erläutert werden. Ein Hauptaspekt der Arbeitsweise von Android ist, dass jede Applikation erst einmal keine Rechte hat, die Auswirkungen auf den Nutzer (Lesen seiner privaten Daten, s,...), die Daten von anderen Apps oder das Gerät (z.b. Internetzugri) haben könnte. Jede Applikation arbeitet in einer eigenen Sandbox. Der Vorteil daran ist, dass jede Applikation in einem eigenen "Container" arbeitet. Dies hat zur Folge, dass alles, was die Applikation macht, erst mal keine Auswirkungen auf das Smartphone/andere Apps hat. Es wird nichts auf die Festplatte geschrieben und keine anderen Daten verwendet. [7] Dadurch, dass Android diese Technologie nutzt müssen die Entwickler von Apps besonders darauf achten, dass sie die Daten, die sie mit dem System teilen wollen, explizit auch teilen. Des Weiteren muss jede Applikation ein (evtl. auch ein selbstsigniertes) Zertikat besitzen. Es muss nicht explizit von einer "Certication Authority" signiert sein. Die Hauptsache bei den Zertikaten ist, Entwickler zu unterscheiden. Es besteht dadurch die Möglichkeit Entwickler zu erlauben bzw. zu sperren, indem man einfach ein Zertikat erlaubt bzw. verbietet.[8] 17

20 Nun möchte man eine App programmieren und würde gerne auch die Vibration, Internetzugri und die Kontakte des Nutzers verwenden. Hierbei muss man in der "AndroidManifest.xml" alle benötigten zusätzlichen Berechtigungen aufzählen. Die benötigten Berechtigungen könnten wie folgt in der Datei stehen: 1 <manifest xmlns : android=" http : / / schemas. android. com/apk/ r e s / android " 2 package="com. example. app" > 3 <uses permission android : name=" android. permission.internet" /> 4 <uses permission android : name=" android. permission.vibrate"/> 5 <uses permission android : name=" android. permission.read_contacts " /> </manifest > Auf diese Art und Weise müssen alle benötigten Berechtigungen aufgezählt werden. Alle diese Zusatzberechtigungen werden bei der Installation angezeigt und der Nutzer muss diese bestätigen. Wenn man im PlayStore eine neue App herunterladen will muss man zuerst damit einverstanden sein. Die folgende Abbildung 7 zeigt dies anhand der Facebook App. Abbildung 7: Berechtigungen der Facebook App [9] 18

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