基于Android智能手機天氣預報系統(tǒng)設計及實現(xiàn)

0 引言

為了讓智能手機用戶能夠隨時隨地查詢互聯(lián)網(wǎng)所提供的服務，一種高效的辦法就是將應用系統(tǒng)的功能拓展到手機終端，讓手機能通過移動網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)訪問Web 網(wǎng)站并處理各項業(yè)務。Android 系統(tǒng)是Google 公司開發(fā)的一個開源手機操作系統(tǒng)，它包括了操作系統(tǒng)、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(fā)、調試環(huán)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。

本文提出了智能手機天氣實況預報系統(tǒng)的一種設計實現(xiàn)方法，供開發(fā)者參考。

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(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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(fā)解析myIntent 的動作。這個機制具有兩點優(yōu)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(xiàn)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(fā)時，應用不必對請求調用Intent Receiver,系統(tǒng)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(tǒng)也將保持這個Service 一直執(zhí)行，直到Service 運行結束。系統(tǒng)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(shù)據(jù)保存到文件、SQL 數(shù)據(jù)庫，甚至是任何有效的設備中。Content Provider 實現(xiàn)了應用數(shù)據(jù)與其他的應用程序的共享。Content Provider 類實現(xiàn)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(shù)據(jù)。在Android 中，默認使用SQLite 作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)時，需要在不同的虛擬機之間傳遞數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)庫文件）。ContentProvider 正是解決不同的應用包共享數(shù)據(jù)的工具。

2 天氣實況預報系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

基于Android 平臺的智能手機訪問服務器的主要技術是數(shù)據(jù)交互方法。基于Android 操作系統(tǒng)的天氣實況預報系統(tǒng)設計的核心是通過調用通信協(xié)議SOAP（Simple Object AccessProtocol）的接口，從Web Service 提供商中提取天氣預報的數(shù)據(jù)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(tǒng)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(xiàn)

Android 提供的可變化的用戶界面（UI）開發(fā)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(xiàn)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(chuàng)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(chuàng)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(chuàng)建自己的Views,來實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)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(xiàn)。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(shù)據(jù)體，它的屬性存儲了用于屏幕上一塊矩形區(qū)域的布局參數(shù)及內容。并負責它所轄的這個矩形區(qū)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(tǒng)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(tǒng)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：

LinearLayout

android:orientation=horizontal

android:layout_width=fill_parent

android:layout_height=wrap_content

>

EditText android:id=@+id/cityText

android:layout_width=wrap_content

android:layout_height=wrap_content

android:text=@string/cityText/>

Button android:id=@+id/searchBtn

android:layout_width=wrap_content

android:layout_height=wrap_content

android:text=@string/searchBtn/>

/LinearLayout>

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(shù)。在Android 中，控件最重要的大小屬性是width/height,開發(fā)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(jù)需要定義相應的布局控件，譬如定義用來呈現(xiàn)天氣實況信息的UI等。

2.2 創(chuàng)建中國城市列表數(shù)據(jù)

根據(jù)天氣預報系統(tǒng)功能需求分析，系統(tǒng)啟動后，應在主界面上呈現(xiàn)出中國國內所有城市的列表數(shù)據(jù)，因此需要創(chuàng)建中國城市列表數(shù)據(jù)，包括獲取、解析城市列表數(shù)據(jù)，并在用戶界面上呈現(xiàn)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(shù)據(jù)之后，將這些數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)

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(huán)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(xiàn)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(shù)據(jù)獲取的初始化工作。通過定義一個方法public ListString>getAllCitiesNAMEs（）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(shù)等；并通過實例化一個AndroidHttpTransport 對象來調用WebService,并獲得xml 字符串數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)列表

Android 操作系統(tǒng)對xml 字符串數(shù)據(jù)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(fā)，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(shù)據(jù)時，先通過RootElement root=new RootElement（NewDataSet）獲得xml 數(shù)據(jù)的根節(jié)點；然后再尋找其子節(jié)點直到找到City 子節(jié)點，并設置一個監(jiān)聽器setEndTextElementListener（）來獲得City 子節(jié)點的值；最后使用org.xml.sax 的SAXParser 來解析xml 數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)存入ListString>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(xiàn)城市列表數(shù)據(jù)

當獲得ListString>類型的數(shù)據(jù)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(xiàn)列表數(shù)據(jù)。在CitiesWeatherForecast.java 中的代碼段為：

ListString> cityList=getAllCitiesNames（）；

setListAdapter（new ArrayAdapterString>（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(tǒng)的調試

城市天氣實況預報系統(tǒng)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(fā)人員所喜愛。Android 智能手機應用程序的開發(fā)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(shù)據(jù)的一種方法，給出了在用戶界面上呈現(xiàn)數(shù)據(jù)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(fā)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(tǒng)。