Android开发入门

JetBrains

JetBrains是一家成立于2000年的捷克软件开发公司，总部位于布拉格，在全球多地设有办事处，包括俄罗斯圣彼得堡、美国马萨诸塞州波士顿和中国上海等。以下是对它的详细介绍：

历史沿革

• 创立：最初名为IntelliJ Software，由Sergey Dmitriev、Valentin Kipyatkov和Eugene Belyaev创立。
• 管理层变动：2012年，CEO Sergey Dmitriev由Oleg Stepanov和Maxim Shafirov接替。
• 相关事件：2021年被提及可能与SolarWinds黑客攻击有关，但公司予以否认；2022年响应俄罗斯入侵乌克兰事件，暂停了在俄罗斯和白俄罗斯的销售和研发活动，并于2023年2月21日解散了俄罗斯法人实体。

主营业务

• 集成开发环境（IDE）：
  • IntelliJ IDEA：适用于Java、Kotlin、Groovy、Scala等基于Java虚拟机的语言，有开源的社区版和功能更强大的旗舰版。
  • PyCharm：专为Python开发设计，有社区版、专业版和教育版，集成了Django、Flask等Python Web框架和数据科学工具。
  • WebStorm：专门针对Web和前端开发，支持JavaScript、TypeScript、HTML、CSS等，以及Node.js、Angular、React、Vue.js等最新的JavaScript生态系统。
  • CLion：用于C和C++开发，集成了CMake构建系统，支持GNU Compiler Collection（GCC）和Clang编译器、GDB调试器、LLDB和Google Test。
  • AppCode：支持C、C++、Objective-C和Swift编程，仅适用于macOS，2022年12月宣布停止新订阅和续订服务。
  • DataGrip：数据库管理工具，支持多种SQL数据库，通过插件也可访问其他数据存储。
  • DataSpell：用于Jupyter笔记本和Python的数据科学工具。
  • Fleet：轻量级多功能IDE，支持协作和远程工作流。
  • GoLand：用于Go语言开发。
  • Rider：用于.NET开发，主要是C#和F#，也支持Unity（C#）和Unreal Engine（C++）游戏开发。
  • RubyMine：用于Ruby和Ruby on Rails开发。
  • RustRover：用于Rust开发。
• 编程语言：
  • Kotlin：一种静态类型编程语言，可以运行在Java虚拟机上，也可以编译成JavaScript或本地代码。
  • JetBrains MPS：针对特定领域语言（DSLs）的开源语言工作台。
  • Ktor：基于Kotlin的框架，用于开发服务器和客户端应用。
• 团队协作工具：
  • TeamCity：持续集成和持续交付服务器。
  • YouTrack：网络错误跟踪器、问题跟踪系统和项目管理软件。

Kotlin

Kotlin是一种现代的、跨平台的编程语言，以下是关于它的详细介绍：

一、历史背景

Kotlin是由JetBrains开发的，JetBrains是著名的集成开发环境（IDE）制造商，如IntelliJ IDEA就是他们的产品。Kotlin于2011年首次发布，其设计目标是为了创建一种与Java兼容，同时更加简洁、安全和高效的编程语言。在2017年，Google宣布Kotlin成为Android开发的一级支持语言，这使得它在移动开发领域迅速崛起。

二、语言特点

1. 简洁性

   • 相比Java，Kotlin减少了大量的样板代码。例如，在定义一个简单的数据类时，Java需要编写很多代码来定义属性、构造函数、getter和setter方法等。而在Kotlin中，一个数据类可以用非常简洁的方式定义：

   data class User(val name: String, val age: Int)
   

   • 这就定义了一个包含姓名和年龄两个属性的数据类，编译器会自动为这个类生成equals()、hashCode()、toString()等方法。

2. 与Java的互操作性

   • Kotlin可以与Java无缝互操作。这意味着可以在Kotlin项目中使用现有的Java库，反之亦然。例如，如果有一个Java类：

   public class JavaClass {
       public int add(int a, int b) {
           return a + b;
       }
   }
   

   • 在Kotlin中可以很容易地调用这个Java类的方法：

   val javaObj = JavaClass()
   val result = javaObj.add(3, 5)
   

3. 安全性

   • Kotlin通过空安全（Null - Safety）机制避免了空指针异常（Null Pointer Exceptions）。在Kotlin中，变量默认是非空的，除非显式地声明为可空类型。例如：

   var nonNullVariable: String = "Hello"
   // 下面这行代码会在编译时出错，因为nonNullVariable不能为null
   // nonNullVariable = null
   var nullableVariable: String? = "World"
   nullableVariable = null
   

   • 当访问可空变量的成员时，需要进行空安全检查，比如使用?.操作符：

   val length: Int? = nullableVariable?.length
   

4. 函数式编程支持

   • Kotlin支持函数式编程特性，如高阶函数、Lambda表达式等。例如，下面是一个使用Lambda表达式对列表进行过滤的例子：

   val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
   val evenNumbers = numbers.filter { it % 2 == 0 }
   

   • 这里的filter函数接受一个Lambda表达式作为参数，用于定义过滤的条件。

三、应用领域

1. Android开发
   • 由于Google对Kotlin的支持，它已经成为Android应用开发的热门语言。使用Kotlin可以更高效地构建Android应用的用户界面、处理业务逻辑等。例如，在Android的Activity或Fragment中，可以使用Kotlin编写简洁的代码来处理用户交互和数据显示。

   class MainActivity : AppCompatActivity() {
       override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
           super.onCreate(savedInstanceState)
           setContentView(R.layout.activity_main)
           val button = findViewById<Button>(R.id.my_button)
           button.setOnClickListener {
               // 处理按钮点击事件
               Toast.makeText(this, "Button Clicked", Toast.LENGTH_SHORT).show()
           }
       }
   }
   

2. 后端开发
   • Kotlin也可以用于后端开发。它可以与Spring Boot等框架一起使用来构建Web服务。例如，使用Kotlin和Spring Boot构建一个简单的RESTful API：

   @RestController
   class HelloController {
       @GetMapping("/hello")
       fun sayHello(): String {
           return "Hello, World!"
       }
   }
   

3. 跨平台开发
   • 借助于Kotlin Multiplatform Mobile（KMM）等技术，Kotlin可以用于开发跨平台的移动应用。这意味着可以使用Kotlin编写共享的业务逻辑代码，然后在Android和iOS平台上分别使用特定的框架来构建用户界面，从而提高开发效率，减少代码重复。

SDK

1. 定义
   • SDK是Software Development Kit的缩写，中文意思是软件开发工具包。Android SDK是Android软件开发工具包，它包含了一系列开发Android应用程序所必需的软件工具、库文件、文档、示例代码和调试工具等资源。
2. 主要组成部分
   • 库文件
     • Android SDK提供了大量的库文件，例如Android运行时库（ART - Android Runtime）。ART是Android系统中应用程序的运行环境，它负责执行应用程序的字节码。这些库文件为开发者提供了许多预先编写好的功能，像用于处理用户界面（UI）的Android UI库，开发者可以利用它来创建各种精美的界面元素，如按钮、文本框、列表等。通过调用这些库中的类和方法，开发者可以节省大量的时间和精力，而不用从头开始编写复杂的底层代码。
   • 开发工具
     • Android Studio集成开发环境（IDE）：这是开发Android应用的主要工具。它提供了代码编辑、编译、调试和打包等一系列功能。在Android Studio中，开发者可以方便地进行代码的编写，它有智能代码补全功能，能够根据上下文自动提示可能要输入的代码，提高开发效率。同时，它可以对代码进行语法检查，帮助开发者发现代码中的错误。
     • SDK Manager：这是一个用于管理Android SDK各个组件的工具。开发者可以通过它来下载和更新不同版本的Android系统平台（如Android 10、Android 11等对应的SDK版本）、各种硬件平台的支持库（如针对不同屏幕分辨率、不同芯片架构的库）。例如，如果开发者要开发一款需要支持折叠屏手机的应用，就可以通过SDK Manager下载相关的支持库来进行开发。
   • 文档
     • Android SDK提供了丰富的文档，包括API（Application Programming Interface）文档。这些文档详细说明了Android SDK中各种类、方法、接口的使用方式和功能。例如，当开发者想要使用某个特定的传感器（如加速度传感器）来开发一个运动检测应用时，就可以查阅API文档，了解如何在代码中获取传感器数据、如何处理数据以及相关的权限要求等内容。文档还包括开发指南，为开发者提供了从应用架构设计到具体功能实现等各个方面的指导。
   • 示例代码
     • 有许多示例代码帮助开发者快速上手。这些示例涵盖了各种应用场景，如简单的“Hello World”应用，展示了一个基本的Android应用的结构；还有像地图应用示例，演示了如何在Android应用中集成地图功能。开发者可以参考这些示例代码来学习Android开发的最佳实践，通过修改示例代码来快速构建自己的应用程序的雏形。
3. 作用
   • 支持应用开发
     • 它是Android应用开发的基础。没有Android SDK，开发者很难为Android系统开发出功能完善的应用程序。通过使用SDK中的工具和资源，开发者可以轻松地创建出符合Android系统规范的应用，包括游戏、工具软件、社交应用等各种类型的应用。
   • 确保兼容性
     • 由于Android系统存在多个版本，并且运行在各种各样的硬件设备上，Android SDK可以帮助开发者确保他们的应用在不同的Android设备和系统版本上都能正常运行。例如，通过在开发过程中使用SDK提供的兼容性库，开发者可以让应用在较新和较旧的Android版本上都具有良好的用户体验。

Android Studio

Android Studio是谷歌于2013年5月16日在I/O大会上推出的一个Android集成开发工具，是一种基于IntelliJ IDEA的免费Android开发环境。以下是它的一些主要信息：

特点

• 基于IntelliJ IDEA：继承了IntelliJ IDEA强大的代码编辑和分析功能，提供高级代码完成、重构和分析等功能。
• 基于Gradle的构建支持：允许开发者方便地管理项目依赖和构建过程，能够灵活地定制构建脚本，生成不同的构建变体以适应各种需求。
• 可视化布局编辑器：可以通过拖放控件来创建用户界面，并实时预览不同屏幕尺寸和设备上的布局效果。
• 多语言支持：支持Kotlin、Java、C++等多种编程语言，开发者可根据项目需求选择。
• 快速部署：支持快速将应用程序部署到模拟器或连接的设备上进行测试，提高开发效率。
• 性能分析工具：提供Profiler和Energy Profiler等工具，帮助开发者分析应用程序的性能瓶颈和电量消耗情况。
• 智能代码编辑：具有代码自动补全、语法检查、代码导航等功能，帮助开发者更高效地编写代码。

功能

• 设计布局：使用布局编辑器创建和调整应用的用户界面布局，支持各种布局方式和约束条件。
• 编写代码：在智能代码编辑器中编写Kotlin、Java或C++代码，享受代码自动补全、重构等功能。
• 构建项目：通过Gradle构建系统，方便地管理项目的依赖关系和构建过程，生成APK或其他安装包。
• 调试应用：利用内置的调试器，设置断点、查看变量值、跟踪程序执行路径等，快速定位和解决应用中的问题。
• 性能优化：借助性能分析工具，分析应用的CPU、内存、网络等方面的性能，找出性能瓶颈并进行优化。
• 测试应用：支持单元测试、集成测试等多种测试方式，确保应用的质量和稳定性。
• 版本控制：与常见的版本控制系统（如Git、SVN等）集成，方便管理项目的版本和代码更新。

gradle

Gradle是一个强大的构建工具，它不仅仅用于Android开发，不过在Android开发领域有非常重要的地位。

1. 在Android开发中的角色

   • 项目构建自动化：Gradle用于自动化构建Android项目，它可以将源代码、资源文件、依赖库等各种文件组合在一起，生成最终的APK（Android应用安装包）。例如，当开发者在Android Studio中点击“Build”或“Run”按钮时，Gradle就会在后台执行一系列的任务来构建和打包应用。
   • 依赖管理：Gradle能够有效地管理项目的依赖关系。在Android开发中，应用通常会依赖于许多外部库，如用于网络请求的Retrofit、用于图像处理的Glide等。Gradle允许开发者通过简单的配置文件（通常是build.gradle）声明这些依赖，然后自动下载并添加到项目中。例如，在build.gradle文件中可以这样添加Retrofit依赖：

   dependencies {
       implementation 'com.squareup.retrofit2:retrofit:2.9.0'
   }
   

   • 构建变体支持：它支持构建变体，这对于Android开发非常有用。可以根据不同的需求创建不同的构建变体，如开发版本、测试版本和发布版本。这些变体可以有不同的应用图标、应用名称、API端点等。例如，在开发阶段，可以使用一个指向测试服务器的API端点来获取数据，而在发布版本中，可以切换到正式的生产服务器端点。Gradle通过配置build.gradle文件来实现这种构建变体的管理。

2. 与Android Studio的集成

   • Android Studio默认使用Gradle来构建Android项目。在新建一个Android项目时，Android Studio会自动生成build.gradle文件和相关的Gradle配置。开发者可以在Android Studio的“Gradle”面板中查看和管理Gradle任务，这个面板通常位于Android Studio界面的右侧。例如，通过Gradle面板可以执行清理项目（clean任务）、构建调试版本（assembleDebug任务）或构建发布版本（assembleRelease任务）等操作。

3. Gradle的优势

   • 灵活性：Gradle的构建脚本是基于Groovy或Kotlin DSL（Domain - Specific Language）编写的，这使得构建脚本具有很高的灵活性。开发者可以根据项目的具体需求自定义构建过程，例如添加自定义的构建任务来进行代码混淆、资源压缩等操作。
   • 性能：Gradle采用了增量构建（incremental build）的方式，它只会重新构建那些发生变化的部分，从而节省了构建时间。例如，如果只是修改了一个Java类中的代码，Gradle在下次构建时不会重新编译所有的代码，而是只编译这个修改的类和与之相关的部分。

4. Gradle的应用范围扩展

   • 虽然在Android开发中广为人知，但Gradle本身是一个通用的构建工具，它还可以用于构建Java项目、Kotlin项目、Groovy项目等。在其他类型的项目中，Gradle同样可以进行依赖管理、构建任务自动化等操作，只是具体的配置和应用场景会有所不同。

9 Patch图片

9 Patch图片（也称为点九图，文件扩展名为.9.png）是Android平台上一种特殊的图片格式，主要用于在不同屏幕尺寸和分辨率下保持图片的拉伸和显示效果。以下是关于9 Patch图片的详细介绍：

1. 作用和用途

• 自适应拉伸：普通的图片在拉伸时可能会出现变形或失真的情况，而9 Patch图片通过特殊的标记，指定了图片哪些部分可以拉伸，哪些部分需要保持不变，从而在不同尺寸的屏幕上都能保持良好的显示效果。
• 背景和边框：常用于制作按钮、对话框、列表项等UI元素的背景，确保在不同设备上这些元素的边框、圆角等细节不会因为拉伸而变形。

2. 创建9 Patch图片

• 使用Android Studio自带的工具：

  • 打开Android Studio，在项目的res目录下找到或创建一个drawable文件夹，将需要制作成9 Patch图片的普通PNG图片复制到该文件夹中。
  • 右键点击该PNG图片，选择Create 9-Patch file...。
  • 会弹出一个9 Patch编辑窗口，在图片的四周会有一些黑色的边框和控制点。
  • 左边和上边的边框用于定义拉伸区域，右边和下边的边框用于定义内容区域。通过点击和拖动这些边框，可以指定图片的拉伸和内容区域。
  • 拉伸区域：在左边和上边的边框上点击，会出现黑色的点或线段，这些区域表示图片在拉伸时可以被拉伸的部分。
  • 内容区域：在右边和下边的边框上点击，会出现黑色的点或线段，这些区域表示图片中需要显示内容的部分，例如文字或图标，在拉伸图片时，这部分区域会保持相对位置不变。
  • 编辑完成后，点击Save保存9 Patch图片，文件扩展名为.9.png。

• 使用其他工具：
  除了Android Studio自带的工具，还有一些第三方工具可以创建9 Patch图片，如draw9patch工具。

3. 在布局文件中使用9 Patch图片

在布局文件（如activity_main.xml）中，可以像使用普通图片一样使用9 Patch图片作为背景或其他视图的资源。例如：

<Button
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:text="Click me"
    android:background="@drawable/my_9patch_button" />

这里的@drawable/my_9patch_button就是指向之前创建的9 Patch图片资源。

4. 注意事项

• 图片质量：制作9 Patch图片的原始PNG图片质量要高，避免在拉伸时出现模糊或锯齿现象。
• 测试不同设备：由于不同设备的屏幕尺寸和分辨率差异较大，制作好9 Patch图片后，需要在多种设备上进行测试，确保显示效果符合预期。
• 内容区域的设置：正确设置内容区域非常重要，否则可能会导致图片中的文字或图标被裁剪或显示位置不正确。

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AVD

Android 虚拟设备（Android Virtual Device）

用途：是 Android 开发中用于模拟真实 Android 设备的虚拟环境，开发者可以在 AVD 上安装和测试 Android 应用程序，而无需实际的物理设备

创建与配置：需要确保 CPU 支持虚拟化（如 VT-x 或 AMD-V），拥有至少 8GB 内存和 20GB 空闲磁盘空间。通过下载并安装包含 Android 模拟器的 Android Studio，在安装过程中选择 Android 模拟器组件，然后利用 SDK Manager 下载必要的工具来创建和配置 AVD。