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基于android数独游戏论文

毕业设计（论文）

题目:

基于Android数独游戏设计

基于Android数独游戏设计

摘要

移动互联网时代的到来极大的改变了我们的生活，而Android是一种以Linux为基础的开放源码操作系统迅速占领了智能机操作系统，所以在android环境下开发显得尤为必要。

Android是开放性体系架构，不仅具有非常好的开发、调试环境，而且还支持各种可扩展的用户体验，包括丰富的图形组件、多媒体支持功能以及强大的浏览器。

因此，对于软件从业人员来说，Android平台具有无限的吸引力。

本文就在分析讨论Android手机软件开发技术原理的基础上，为用户开发出基于Android平台的数独游戏的软件。

通过对Android系统架构和应用开发进行初步研究，设计一款数独游戏。

在对系统进行详细需求分析的基础上，确定了系统的功能和性能要求，对游戏的开机动画，菜单界面、屏幕绘制、时间控制、布局算法等进行了设计。

本文详细介绍了在Android平台上以Java为语言编写游戏的过程，最终实现了一个界面友好、操作简单的手机益智游戏。

关键词：

Android数独智能机

ThedesignofSudokugamebasedonAndroid

Abstract

ArrivalofthemobileInterneterahasgreatlychangedourlives,andAndroidisaLinux-basedsystemquicklyoccupiedthesmartphoneoperationsystem,Androiddevelopmentisparticularlynecessaryunderthecircumstances.Android'sbiggestfeatureisitsopenarchitecture,notonlyhasaverygooddevelopmentanddebuggingenvironment,butalsosupportsavarietyofscalableuserexperience,includingrichgraphicalcomponents,multimediasupport,andpowerfulbrowser.Therefore,forsoftwareprofessionals,Androidplatformhasunlimitedappeal.

Inthisthesis,theanalysisanddiscussionofAndroidmobilephonesoftwaredevelopmenttechnologyprovideuserswithbetterplatformtotheSudokubasedonAndroidmeteorologicalsoftware.ThroughtheAndroidsystemstructureandapplicationdevelopmentforpreliminaryresearch,wedesignedaSudokugame.Inthesystembasedontheanalysisofthedetailedrequirements,wedesignthegameinthegamemenuinterface,thescreenrendering,timecontrolandlayoutalgorithm.

ThisthesisdescribesthewholedevelopmentprocessofAndroidbasedsmartphonegameusingGoogleAndroidSDK.Finally,wehavethesoftwarewithfriendlyinterfaceandsimpleoperation.

KeyWords:

Android;Sudoku;Smartphone

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1手机游戏的发展以及特征

手机游戏，是指用户运行在移动终端的应用程序，具有网络连接功能，能够满足用户随时随地进行游行的需求，它需要一定的硬件环境和一定的系统环境作为其运行的基础。

手机游戏吸引用户最大的特点就是其便利性，由于其是移动终端，所以用户可以随时随地进行游戏。

正是因为其便利性，手机游戏市场有了很大的发展。

在美国，手机游戏作为美国手机用户最喜欢的移动应用之一，在iPhone和Android等智能终端推出后发展迅速。

手机游戏常见的特征可以总结如下：

1.庞大的潜在用户群：

全球在使用的移动电话已经超过10亿部，而且这个数字每天都在不断增加。

在除美国之外的各个发达国家，手机用户都比计算机用户多。

手机游戏潜在的市场比其他任何平台，比如PlayStation和GameBoy都要大。

2.便携性与移动性：

在控制台游戏时代，GameBoy热销的一个原因就是便携性——人们可以随时随地沉浸在自己喜欢的游戏中，还可以随时随地抢购自己喜欢的装备或宠物。

和游戏控制台或者PC相比，手机虽然可能不是一个理想的游戏设备，但毕竟人们总是随时随身携带，这样手机游戏很可能成为人们消遣时间的首选。

手机便携性、移动性的特征更能满足用户随时随地玩游戏的需求，用户利用排队、等车的时间进行游戏，手机游戏碎片化的特性凸显。

调查显示，29.8%的用户在用手机玩游戏以后电脑端玩游戏的时间减少，手机游戏已经开始抢夺电脑游戏时间。

22.4%的用户手机游戏时间越来越长，仅有10%的用户时间变短，手机游戏已逐渐成为一种普遍的娱乐方式。

3.支持网络：

因为手机是网络设备，在一定限制因素下可以实现多人在线游戏。

随着移动网络的发展，移动游戏也越来越多的被大家接受，对于之前长期通知市场的掌机来说造成了不少的冲击。

市场研究公司IDC和AppAnnie报告显示2013年第一季度iOS和Android平台游戏业务营收是掌机的3倍。

1.1.2数独游戏背景

数独的前身为“九宫格”，最早起源于中国。

但当时的算法比现在的更为复杂，要求纵向、横向、斜向上的三个数字之和等于15，而不是数字不能重复。

儒家典籍《易经》中的“九宫图”也是来源于此。

到了18世纪末，瑞士数学家莱昂哈德·欧文又发明了一种叫做“拉丁方块”的游戏，之后不久，美国的一家数字逻辑游戏杂志开始刊登这类游戏，使此类游戏得到良好发展，之后又在日本得到了广泛的传播。

2004年，第一个“数独”游戏被刊登上了英国《泰晤士报》的封面，此时开始数独游戏才真正为世界所知晓。

数独游戏的规则很简单，只需要在空格处填写1~9的数字，并保证每个数字在每个九宫格内只出现一次，而一般的游戏过程是系统随机生成一个棋局，然后玩家需要在空白处填上相应的数字使其满足游戏规则。

由于此类游戏操作简单，不需要特定的语言基础，也不需要进行数字运算且可玩性高、锻炼思维、开发大脑，所以很快风靡全球。

1.2Android手机游戏的市场价值

Android是Google开发的基于Linux平台的开源手机操作系统。

它包括操作系统、用户界面和应用程序——移动电话工作所需的全部软件，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍[2]。

Google与开放手机联盟合作开发了Android，这个联盟由包括中国移动、摩托罗拉、高通、宏达电和T-Mobile在内的30多家技术和无线应用的领军企业组成。

Google通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各方结成深层次的合作伙伴关系，希望借助建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统。

Android平台上的游戏相比应用软件，不需要进行严格的市场细分，不需要针对目标用户量身定制。

这是因为游戏玩家的核心需求是统一的，那就是：

娱乐与打发时间（乃至更高层面的竞技需求和群体认同需求），这种需求附着于特定的社会发展阶段，不受地域的限制，甚至于能够穿透文化壁垒。

因此，绝大多数种类的游戏都具备传染性与普适性，每一个售出的游戏都将会点燃周围潜在玩家的激情，最终吞噬整个需求市场。

由此可知，几乎每一个Android手机用户都是游戏的需求者，都是潜在的顾客，现今的1000多万Android用户不过是冰山一角，随着Android手机市场进一步壮大，游戏的市场容量将具备更大的增长空间[3]。

1.3本文主要工作及章节结构

整篇论文共分为六个部分，其主要内容安排如下：

第一章引言。

介绍论文的研究背景、目的和意义。

包括课题的背景资料简介、国内外研究现状和发展趋势、深入地介绍了课题研究的价值。

第二章Android平台概述。

这部分主要是介绍了智能手机系统现状、Android的功能特征、Android系统的特点以及Android的体系结构。

第三章数独游戏的设计。

对游戏相关策划，功能以及架构进行介绍。

第四章数独游戏的实现。

这部分主要介绍了游戏的界面、游戏中的逻辑处理以及该游戏今后的改进和优化。

第五章总结和展望。

对整篇论文加以总结与回顾以及对未来的展望。

第二章Android平台概述

本章将介绍Android这个基于Linux开发平台，首先我们会介绍Android操作系统，然后讲述其特性，接着讲述其系统框架，其次我们会重点介绍其应用程序的构成模块，最后会介绍其生命周期。

2.1Android系统简介

Android是谷歌公司发布的手机操作系统，它是基于Linux平台的开源手机操作系统，谷歌公司将要把其打造为基于移动终端的真正开放的移动软件平台，不仅拥有移动电话所需要的工作软件，，而且在专利权方面能够不侵犯他人权利去推动移动互联网的创新。

谷歌公司为了开发Android，与开放手机联盟进行了合作，手机开放联盟由全球30多家移动开发和手机应用的领先企业组成。

谷歌公司不仅仅和运营商达成了合作关系、而且与设备制造商以及开发商保持长期合作，目的就在于利用其优势建立移动软件平台，其特点是标准化、开放式的。

Android是谷歌公司未来企业战略的一部分，其目的是为了在任何时候任何地点能够提供信息[4]。

2.2Android系统特性

Android系统特性如下所示：

1.应用框架：

Android系统组件，用于开发流程，两个特性：

可重用性和可替代性。

2.Dalvik虚拟机：

在Android系统中，Dalvik虚拟机是一种Java虚拟机，是Google公司自主开发，其代号为Dalvik，占用资源比较小，运行效率比较高。

3.集成浏览器：

引擎WebKit，其特性是开源。

4.优化图形：

强大的自定义二维图形库。

基于OpenGLES1.0标准的3D图形功能，在移动3D开发中有着至关重要的地位。

5.SQLite数据库：

SQLite提供结构化的数据存储。

它是一款轻型免费的且开源的数据库，设计目标是嵌入式的。

它具备占用资源低、需要的内存空间少、处理速度较快，并且还支持事务处理功能等优点。

6.多媒体支持：

支持各种通用的音视频和静态图像格式（MPEG4、MP3、JPG、PNG、GIF、AAC、H.264、AMR）。

7.GSM技术：

（依赖硬件）GlobalSystemforMobileCommunications,全球移动通讯系统,俗称全球通,是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。

8.蓝牙，EDGE，3G,andWi-Fi：

（依赖硬件）蓝牙和Wi-Fi都是一种短距离的无线连接技术，在短距离内可以实现话音和数据的无线传输。

EDGE（EnhancedDataRateforGSMEvolution），是增强型数据速率GSM演进技术。

9.Camera，GPS，Compass，andAccelerometer：

（依赖硬件）GPS（GlobalPositioningSystem），即全球定位系统。

它是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。

Compass是一个开放源代码的Java搜索引擎框架。

10.强大的开发环境：

包括一个设备模拟器，调试工具，内存和性能检测，以及Eclipse

11.IDE的开发插件。

Eclipse集成开发环境。

2.3Android操作系统框架结构

Android作为一个开源的移动设备的平台，其软件层次结构自上而下分为四个层次，分别是：

应用程序（Application）、应用程序框架（ApplicationFramework）、各种库（Libraries）和Android运行环境（RunTime）、Linux内核（LinuxKernel）。

图2.1Google手机操作系统平台-Android的架构模型

2.3.1应用程序

突破传统思维，提供更好的用户体验。

Android将会移植一系列的核心应用，包括E-mail客户端，SMS程序，日历，GPS地图，浏览器，联系人等等。

所有的应用程序都是由Java语言完成的。

应用程序是无界限的，可以在平等条件下创建，还可以轻松地嵌入Web，可以并行运行[5]。

2.3.2应用程序框架

Android应用程序由一个或多个组件组成，Android的应用程序框架为应用程序层的开发者提供APIs，它实际上是一个应用程序的框架。

由于上层的应用程序是以Java构建的，因此本层次提供的首先包含了UI程序中所需要的各种控件：

例如：

Views（视图组件）包括lists（列表），grids（栅格），textboxes（文本框），buttons（按钮）等。

甚至一个嵌入式的Web浏览器。

一个Android的应用程序可以利用应用程序框架中的以下几个部分：

Activity（活动），BroadcastReceiver（广播接收者），Service（服务），ContentProvider（内容提供者）

2.3.3库与运行环境

Android包含一套C/C++库，能被系统中不同的组件使用。

这些功能通过Android应用框架展现给开发人员。

下面列出一些核心库：

（1）SystemClibrary：

从BSD继承来的标准C系统函数库，也是系统中最为底层的库，是专门为基于嵌入式Linux的设备制定的。

（2）MediaFramework：

该库支持多种常用的音频、视频格式的回放和录制，同时支持静态图片文件，包括MPEG4、H.264、MP3、AAC、AMR、JPG和PNG等。

（3）SurfaceManager：

用于管理不同应用对图形显示子系统和2D和3D图形层的访问。

（4）WebKit：

一个时尚的web浏览器引擎，为Android浏览器和内嵌的webview提供实现。

（5）SGL：

隐藏的2D图形引擎。

（6）3Dlibraries：

基于OpenGLES1.0APIs实现的库，该库可以使用硬件3D加速，或者高度优化的3D软加速。

（7）FreeType：

位图和向量模式的字体绘制。

（8）SQLite：

一个强大的，轻量的关系型数据库引擎，用于所有的应用。

Android运行时Android包含一组核心库，提供了Java语言核心库内的大部分功能。

Android运行环境主要指的是虚拟机技术——Dalvik。

Dalvik虚拟机依赖Linuxkernel来实现一些潜在功能，例如线程和底层内存管理。

Dalvik虚拟机和一般Java虚拟机（JavaVM）不同，它执行的不是Java标准的字节码而是Dalvik可执行格式（.dex）中执行文件，该格式的文件经过优化占用很小的内存。

在执行的过程中，每一个应用程序即一个进程（Linux的一个Process）。

二者最大的区别在于JavaVM是以基于栈的虚拟机（Stack-based），而Dalvik是基于寄存器的虚拟机（Register-based）[6]。

显然，后者最大的好处在于可以根据硬件实现更大的优化，这更适合移动设备的特点。

每个Android应用程序都在DalvikVM的一个实例中运行，这个实例驻留在一个由Linux内核管理的进程中。

2.3.4内核

Android使用Linux2.6内核来提供系统的核心服务，例如：

安全机制，内存管理，进程管理，网络堆栈。

Android更多的是需要一些与移动设备相关的驱动程序。

其主要的驱动有：

显示驱动（DisplayDriver）、Flash内存驱动（FlashMemoryDriver）、照相机驱动（CameraDriver）、音频驱动（AudioDriver）、Wi-Fi驱动（CameraDriver）、键盘驱动（KeyBoardDriver）、蓝牙驱动（BluetoothDriver）、BinderIPC驱动（Android一个特殊的驱动程序，具有单独的设备节点，提供进程间通讯的功能）[7]。

2.4Android应用程序构成

Android应用程序与其他很多计算机平台的应用程序不同，他们没有唯一的启动入口，一个Android应用程序是由多个不同组件组合而成，组件间通过Intent实现通信。

Android系统的基本组件包括Activity、Service、BroadcastReceiver和ContentProvider等，要实现组件间通信，还需要Intent消息组件。

并不是每个Android应用程序都必须具备这四个组件，很多时候只需要这四种中的某几种就可以了。

除此之外，应用程序的所有组件还都必须在AndroidManifest.xml中声明[8]。

这是一个XML配置文件，这个配置文件用于定义应用程序的组件、组件的功能及必要条件等。

这个配置文件是任何一个Android应用程序所必需的。

2.4.1Activity

Activity可以说是开发人员最常用的组件，同时也属于Android最基本的组成部分之一。

Android程序中，一般一个Activity代表手机屏幕上的一屏。

举例来说，如果将手机比作一个浏览器，那么一个Activity就相当于一个网页。

在Activity中，可以添加多个视图，然后为这些视图添加一些事件处理。

这些视图可以是按钮、文本框、列表等。

可以看到，Activity的概念和网页的概念相当类似。

一般一个Android应用是由多个Activity组成，同时这些Activity相互之间可以进行跳转，例如，按下某个Activity中的Button按钮后，可能会跳转到一个其他的Activity。

不过和网页跳转稍有不同，Activity之间的跳转可以有返回值，例如，在ActivityA跳转到ActivityB后，那么当ActivityB运行结束时，可能会返回给ActivityA一个值。

在多个Activity交流的过程中，这种返回机制是相当实用的。

当用户进入一个新的屏幕时，之前的屏幕会转入暂停状态，并且保存在历史堆栈中。

正是由于历史堆栈的存在，用户可以通过返回操作，返回到之前打开过的所有屏幕。

Android默认的是将应用程序从开始到当前的每一个屏幕都保存到堆栈中，不过与此同时，Android还提供了很方便的机制，让开发人员自定义某个屏幕是否需要保存到历史堆栈。

Activity的跳转实现，必须借助于Intent类。

因此Intent在Android应用中占据的地位是极其重要的。

简单来说，一个Intent就是对一个将要执行的操作请求的抽象描述。

Intent的描述，主要包含有两个数据结构：

动作（action）和动作对应的数据（data）。

动作有很多种，系统中最常见的动作类型有：

MAIN（表明该Activity是应用程序的入口）、VIEW、PICK、EDIT等等；而动作对应的数据一般以URI的形式表示，例如：

要查看某一个网页，则需要创建Intent，它的动作类型为VIEW，对应的数据应该是该网页的网址。

值得一提的是，有一个类叫IntentFilter，它是Intent的相关类。

如果说Intent是一个有效的操作请求，那么一个IntentFiler则用于描述一个Activity（或者IntentReceiver等）能够接收哪些Intent的请求。

比如系统浏览器的Activity用于查看某一个网页，那么它用于接收Intent的IntentFilter，要定义类型为VIEW的动作并且能够过滤表示一个网页网址的

URI。

通常IntentFilter要被注册在AndroidManifest.xml文件中。

Activity之间的跳转正是通过解析各种Intent来实现的。

例如一个Activity调用startActivity（intent）方法，希望跳转到其他的Activity时，会触发系统的Intent解析过程，在所有安装的应用程序中已注册的IntentFilter中查找，并最终挑选出能够匹配Intent的Activity。

然后这个新的Activity因为接收到Intent的请求而开始运行，完成Activity的跳转。

这种跳转机制提供了两个关键好处：

（1）操作请求被Intent封装起来，方便Activity重复利用。

（2）相互跳转的多个Activity之间实现了松耦合。

只要IntentFilier保持不变，一个ctivity可以随意修改，而不用担心其他Activity找不到它。

2.4.2BroadcastReceiver

应用程序可以通过BroadcastReceiver监听一个外部的事件，并做出响应。

例如，当应用程序需要对电话呼入这个外部事件做出反应时，可以利用BroadcastReceiver进行处理。

再如，当一个后台下载任务成功的事件发生时，需要提示用户下载完成，仍然可以利用BroadcastReceiver来进行处理。

BroadcastReceiver不能生成UI，也就是说对于用户来说是透明的，用户是看不到的。

BroadcastReceiver只能通过NotificationManager来通知用户这些事件发生了。

BroadcastReceiver既可以在AndroidManifest.xml中注册，也可以在运行时的代码中使用Context.registerReceiver（）进行注册。

注册完成之后，当事件来临的时候，即使程序没有启动，系统依然可以根据定义，自动启动程序。

各种应用也可以通过使用Context.sendBroadcast（）将它们自己的IntentBroadcast广播给其他应用程序。

2.4.3Service

Service是一种程序，它可以运行很长时间，但是它却没有用户界面，不可交互，而且不能自己运行。

它需要通过某一个Activity或者其他的Context对象来调用[12]。

最常见的例子，比如说用户正在运行一个音乐播放器的程序，此时如果想浏览网页，那么，在用户导航到Android的浏览器以后，虽然进入了浏览器屏幕，但是歌曲的播放并没有停止，而是在后台继续播放着。

其实播放的动作正是由播放音乐的Service执行着。

当然，如果需要的话，Service也是可以停止。

通过startService（Intentservice）可以启动一个Service，通过Context.bindService（）可以绑定一个Service。

2.4.4ContentProvider

对于数据存储，Android与其他的操作系统有一点不太一样