基于Android的拼图游戏设计与实现毕设论文

基于Android的拼图游戏设计与实现

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期： -指导教师签名：日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日

导师签名：日期：年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：□优□良□中□及格□不及

格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：（签名）单位：（盖章）

年月日

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：□优□良□中□及格□不及

格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：（签名）单位：（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：□优□良□中□及格□不及

格

教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：（签名）

年月日

摘要

博思数据研究中心发布的《2011-2015年中国手机游戏行业市场分析与投资前景研究报告》中称，据不完全统计，截止2007年年初，中国移动、联通的用户数量突破5亿大关之多，作为一个重要的手机应用来讲，手机游戏的发展如众人预期的得到了迅猛的发展，同时手机作为游戏平台的主流载体之一，其自身的特性优势已经逐渐体现出独有的魅力，研究和学习手机游戏开发与设计的方法与技术，是保证我国在该行业的综合实力水平的，具有重要战略意义的一项工作。

本文首先从Android手机游戏市场的现状出发，按照拼图游戏的实际项目的具体需求，学习和研究需要的开发方法和技术，有计划的针对项目进行设计与规划，进一步明确开发的方向和项目实施的计划目标，并在项目实施的过程中，总结和归纳出来手机游戏开发的主要流程，这个流程涵盖了项目需求分析、设计、代码实现、性能测试的相关内容。

该系统采用Android SDK，Eclipse作为开发工具。

关键词：Android；手机游戏；拼图游戏

摘要 (2)

Abstract ......................................................................................................... 错误！未定义书签。1绪论 .. (1)

1.1课题背景 (1)

1.2主题 (1)

1.3本文主要工作 (3)

2 Android系统简介 (4)

2.1 Android系统概述 (4)

2.2 Android系统架构 (5)

2.3 Android开发环境配置 (7)

2.4 Android程序开发 (10)

2.4.1 程序开发组件 (10)

2.4.2 程序界面开发 (14)

2.5 Android系统数据存储方式 (16)

3 流程介绍与概要设计 (17)

3.1 游戏流程介绍 (17)

3.2 系统概要设计 (17)

3.2.1 界面布局模块 (18)

3.2.2 难度选择模块 (18)

3.2.3 图片选择模块 (19)

3.2.4 计时器模块图片选择模块 (19)

3.2.5 游戏实现模块 (19)

4拼图游戏的设计与实现 (20)

4.1 功能实现 (20)

4.2 程序运行截图 (27)

5 结论与展望 (30)

参考文献 (31)

致谢 (33)

1绪论

1.1课题背景

随着社会的发展，经济水平的提高，手机越来越普及。据工信部统计数据，2014年一月底中国移动通讯用户达12.35亿，其中4.19亿（33.94%）为3G用户，8.38亿（67.80%）为移动互联网接入用户。同时伴随着移动互联网技术的发展，手机的功能也变得越来越丰富。从原来只具有简单通信功能的非智能手机到现在具有手机操作系统，除通话功能以外，还集游戏、上网、聊天、炒股、收发邮件等功能于一身的智能手机系统。

智能手机具有独立的操作系统，像个人电脑一样支持用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，并通过此类程序不断对手机的功能进行扩充，同时可通过移动通讯网络来实现无线网络接入。目前手机的娱乐性越来越强，开发出一款上手简单、可玩性强的手机游戏具有十分重要的意义。Android系统也为实现这些功能提供了强大的技术支撑。

手机游戏市场的发展势头如此迅猛，究其原因从本质上来说可以分为两个主要方面，其一是手机已经普及成为全球各个角落最为寻常的通信工具，是人们日常生活中不可或缺的随身物品之一，这为手机游戏市场提供了巨大的潜在用户群体；其二是如前面提到的，手机性能的不断提升使其具备承载画面更加精美，体积更加庞大的游戏的能力，因此更多的手机用户和非手机用户被它所吸引。用发展的眼光来看，手机的功能已经从较早时期简单的接打电话，收发短信息成功的向多媒体、多功能的网络化，娱乐化转型，我们有理由相信在不久的将来，手机在人们的日常生活、工作中将担当更重要的任务。

1.2主题

Android系统从推出至今一直在不断改进和完善。从最初的Androidl .1到目前最新的Android4.4，Android系统在功能和性能上都有很大的提升。同时Google 也为每次推出的系统起了很可爱的名字，如Android4.1中文名为果冻豆，最新的Android4.4中文名为奇巧。与其它终端操作系统相比，Android系统不仅在硬件上具有开放的和多样的、与运营商和制造商无关的特性，还具有无缝结合的Google 应用。

最新的Android 4.4系统于2013年9月在Google I/O 2013开发者大会上发布，与之前的系统相比，新系统主要在以下方面进行了改进：

1）RAM优化。Android 4.4 KitKat针对RAM占用进行了优化，甚至可以在一些仅有512MB RAM的老款手机上流畅运行。它也进一步优化了系统在低配硬件上的

运行效果，支持内核同页合并KSM，ZRAM 交换，似乎是为了更好地在众多智能穿戴设备上运行。

2）新图标、锁屏、启动动画和配色方案。之前蓝绿色的配色设计被更换成了白/灰色，更加简约，另外图标风格也进一步扁平化，还内置了一些新的动画，整体来说界面更漂亮、占用资源更少。另外，还加入了半透明的界面样式，以确保状态栏和导航栏在应用中发挥更好的效果。

3）新的拨号和智能来电显示。首先，新的拨号程序会根据你的使用习惯，自动智能推荐常用的联系人，方便快速拨号；同时，一些知名企业或是服务号码的来电，会使用谷歌的在线数据库进行匹配自动显示名称，即使你的手机中没有存储它们。

4）加强主动式语音功能

5）Android 4.4内置了Hangouts IM软件，类似于国内的微信，可以实现跨平台的文字、语音聊天功能，也能够传输图片、视频等各种文件。

6）全屏模式。不论你是在看电子书、或是使用任何应用程序，都能够方便地进入到全屏模式，隐藏虚拟按键，带来更投入的使用体验。只需滑动屏幕边缘，便可找回按键，也十分方便。

可以看出，Google对于Android系统的升级主要是以用户体验为出发点，为用户提供了更便捷、更丰富多彩的使用感受。

Android系统从上至下由Linux内核层、中间层、应用程序框架(Application Framework)和应用层(Applications)组成，涉及到的开发语言有Java，C/C++等。对于这样一个庞杂的系统，开发者不可能做到面面俱到。根据Android的四层结构可以将开发划分为四种类型，分别是kernel内核开发、Libraries开发、中间Framework层的开发和上层应用程序的开发。Linux内核开发的主要工作是将Android系统内核移植到不同的硬件平台上，并提供相应的硬件驱动；Libraries 开发的主要工作是调用Linux驱动完成一些硬件操作，并包含一些高效的C/C++函数库；中间Framework层的开发主要由Google完成，Google己经定义了基本的GUI和系统服务架构，因此，对于这部分的开发更多的是在原来的基础上完成一些扩展；上层应用程序开发的主要工作是开发功能各异的应用程序，具体包括如何创建一个窗口，如何给窗口添加一些文字、按钮等，如何对用户的输入作出响应，如播放音乐、存储数据、启动程序、发短信、打电话等。对于Android终端设备制造商而言，可能会涉及到其中每一种类型的开发，而对第三方软件开发人员来说，主要涉及到的就是上层应用程序的开发。应用程序的开发又可以划分为三种形式，一是为特定对象开发，二是为普通用户开发，第三类是游戏开发。第一类开发者往往是大型公司或团体，他们开发的不仅仅是一两个应用，而是设计

整个手机或平板电脑的应用程序。第二类和第三类开发者通常都是一些个人或是小型的团体，他们自主开发一些第三方应用或手机游戏，通过Android市场或其他网站出售，赚取利润。目前Android系统的第三方应用大多是免费的，因此与App Store中的应用软件相比，Android市场上的应用在数量还是有一定差距。

随着手机技术的发展，手机游戏正在向图片游戏，特别是基于3G网络平台方向发展。Java游戏等都是比较常见也比较流行的游戏,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。未来的手机游戏在智能手机和3G网络的基础上，可以达到更高更炫目的游戏效果。目前各厂商正将显示芯片植入手机提升图形显示性能，使手机在进行多媒体演示和游戏时有更够出色的显示效果。

1.3本文主要工作

本文首先介绍了Android操作系统的四层架构及基于Android系统的应用程序开发方法，接下来以拼图游戏的研发过程为例，详细阐述了开发Android系统应用程序的具体过程。文中仔细分析了拼图游戏的功能模块，确定了拼图游戏中数据的存储介质为SQLite数据库。在此基础之上，设计并实现基于Android的拼图游戏，具体实现以下功能：

1）可以自由选取手机中现有的图片进行拼图；

2）可以用游戏设定的图片进行拼图；

3）可以自由选取拼图的难度；

4）可以设定游戏完成时间或者增加提示。

2 Android系统简介

2.1 Android系统概述

Android一词本意是指“机器人”，是Google公司推出的开源手机操作系统作为Google移动互联网战略的重要组成部分，Android操作系统借助于Google这个强大的推手和开放手机联盟的支持，由默默无闻变得备受瞩目，各种各样基于Android系统的设备相继问世。

虽然Android系统从推出到现在不过短短几年时间，但作为移动终端设备操作系统中的重量级一员，它的影响力越来越大，吸引了越来越多的开发者、设备生产商和软件开发商等加入。作为一个推出不久的移动终端开发平台，为何会有如此强大的发展潜力和如此迅猛的发展速度，每个人都会有自己的答案。总结起来，可能包括以下几点：

1）系统的开源性和免费性：Android系统是一个对第三方软件完全开放的平台，开发者在编写Android应用程序时具有更大的自由度。

2）移动互联网的发展：Android采用WebKit浏览器引擎，与其它系统相比，更强调搜索功能，界面更强大，是一种融入全部Web应用的互联网络平台。

3）相关厂商的大力支持：从组建开放手机联盟开始，Google一直向服务提供商、芯片厂商和手机销售商提供Android平台的技术支持，帮助他们开发出更好的Android设备。

凡事都具有两面性，作为一个如此受欢迎的系统也不例外。Android系统也有自身的一些缺点，具体如下：

1）技术需要进一步完善：每个系统都不是完美的，Android也不例外，系统自身的一些bug需要进一步完善。尤其是Android系统作为一个开源的系统，面临的攻击会比其它封闭系统要多，这是Android系统要持续发展所必须解决的一个重要问题。

2）开放手机联盟模式的挑战：Android由开放手机联盟开发、维护和完善，这种模式，是否会对Android未来的发展、定位起到阻碍作用，这些都不能下定论。

3）其他技术的竞争：微软因为拥有PC操作系统市场最大的占有率，在未来手机与电脑互相联动并实现无缝对接方面Windows Mobile相比Android具有先天优势，此外，即使在智能终端自身的操作系统上，iOS系统也是Android的一个劲敌。这些都给Android系统的进一步发展带来了巨大挑战，如果能很好的解决这些问题，也将会进一步促进系统的发展。

2.2 Android系统架构

Android系统采用了软件栈的设计结构，从上到下由四层组成，分别是Linux内核层、中间层、应用程序框架（Application Framework）和应用层（Applications）。如图2-1所示。

图2-1 Android系统架构

下面对每层进行具体的描述：

（一）Linux内核：Android系统的内核在Linux2.6内核的基础上进行了相应的裁剪和改进，继承了Linux内核安全性、内存管理、进程管理、网络

协议栈和驱动模型等。Linux内核同时也为硬件和软件之间提供了衔接，屏蔽了下层硬件的具体细节来为上层提供服务。

（二）Android函数库：Android包含一个能被不同组件使用的C/C++库，这些库通过Android应用程序框架来为上层应用程序提供服务，下面是一些常用的核心库：

1）libc：系统C库，从BSD发展而来的标准C函数库，是专门为基于嵌入式Linux设备所定制的。

2）媒体库：基于PacketVideo OpenCORE，支持多种常用的音频、视频格式回访和录制，同时支持静态图像文件。

3）Surface Manager：管理显示子系统，为多个应用程序提供2D和3D 图层的无缝融合。

4）SGL：底层的2D图形引擎。

5）3D libraries：基于OperGL ESI.OAPI实现，可以使用硬件3D加速或高度优化的软件3D加速。

6）RreeType：位图和矢量字体显示。

7）SQLite：一个对所有应用程序可用的、功能强大的轻量级关系型数据库引擎。

（三）Android运行时：Android运行时环境由一个核心库(Core Libraries)和一个D alvik虚拟机组成，核心库为上层应用程序编程提供了Java语言核心库的大多数功能。Dalvik虚拟机是一个不同于其他标准虚拟机的虚拟系统，采用寄存器架构，能在一个设备中同时高效运行多个程序。它基于Linux内核的一些功能，如多线程机制和内存管理机制等。Dalvik虚拟机可以运行Android程序，这些程序需要使用dx工具转换成.dex类型的可执行文件，该格式文件在大小方面往往比同样的.class文件压缩成的.jar文件更小，可以降低对内存的要求。

（四）应用程序框架：包含编写核心应用所使用的API接口，开发者可以使用这些接口来编写自己的应用程序，该程序的架构设计简化了组件的重用，任何一个应用程序都可以发布它的功能块，同时还可以使用其他程序发布的功能块(但是要遵循安全限制)。每个应用都会包括一系列的服务和系统，具体如下：

1）丰富而又可扩展的视图：构建应用程序时可以将这些视图进行各种组合来形成各式各样的应用程序界面。常用的视图包括：列表、网格、文本框、按钮和内嵌的浏览器等。

2）内容提供器：提供数据共享的途径，如联系人数据库。

3）资源管理器：管理非代码资源，如字符串、图片和布局文件等并提供这些资源的访问方式。

4）通知管理器：帮助应用程序在状态栏中显示各自的提示信息，如收到短信

5）活动管理器：管理应用程序的生命周期，还提供导航或回退功能等。

（五）应用程序：包括电话、短信、口历、地图、浏览器、通讯录等核心应用程序。

2.3 Android开发环境配置

由于Java语言具有强大的功能和与平台无关的特性，并且还具备强制类型安全，因此Google选择使用Java语言来开发Android系统下的应用程序。

Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的且具有良好扩展性的开发平台。Eclipse本身只是一个框架和一组服务，但是通过加入插件可以构建针对不同语言的开发环境，目前支持的主要开发语言有Java和C/C++。基于以上优点选择使用Eclipse来搭建Android程序的开发环境并详细介绍环境的配置过程。搭建Android开发环境有以下五个主要步骤：下载并安装JDK；下载并安装Eclipse；下载Android SDK；下载并安装ADT插件；配置Android AVD。

1）下载并安装JDK；

JDK是Java SE Development Kit的简写，其中包括了Java运行环境、Java 开发工具和一些Java核心类库等。在安装Eclipse之前，必须先下载和安装JDK。

JDK是由SUN公司开发，因此要下载最新的JDK，只要登录SUN公司的官网，选择适合自己电脑的版本下载并按照提示安装即可，如图2-2所示。

图2-2 下载安装JDK

JDK安装完成后，还得配置相应的环境变量才能使用。环境变量的配置分为两部分，一是JAVA HOME变量的配置，二是CLASSPATH变量的配置，这两者的配置方法类似。

2）下载并安装Eclipse；

进入http：//https://www.360docs.net/doc/7914892865.html,/downloads/页面，选择合适的Eclipse版本下

载，如图2-3所示。安装时注意选择合适的安装路径。

图2-3 下载安装Eclipse

3）下载Android SDK；

Android SDK是Android专用的软件开发包工具，包括程序开发中用到的函数库、编译程序等资源，是开发Android程序必备的工具之一。SDK的下

载网址是http：//https://www.360docs.net/doc/7914892865.html,/sdk/index.html，下载后，不用安装，

只要解压到适当的位置并在Eclipse中进行设置即可使用。具体设置方法是在Eclipse界面上选择Window-Preference-Android，然后在SDK Location框中选择SDK的解压路径，点击Apply按钮，最后单击OK完成。如图2-4。

图2-4 加载Android SDK

4）下载并安装ADT插件；

ADT是为方便Android应用而开发的插件，包含一系列强大的扩展功能，可以方便、快捷的创建、运行和调试Android程序。安装ADT的步骤如下：

首先，打开Elicpse，选择Windows-Preference-Help-Software Updates然后选择Available Software接着选择Add Sites，在弹出的地址框中输入http：//https://www.360docs.net/doc/7914892865.html,/Android/eclipse/，然后单击OK。在出现的列表中确保http：//https://www.360docs.net/doc/7914892865.html,/Android/eclipse/选项被选中，然后单击Install按钮，最后安照提示步骤即可完成安装。

5）配置Android AVD。

在Android SDK1.5版本以后的开发中，必须至少创建一个AVD来模拟一套虚拟设备运行Android应用程序。创建AVD有两种方式，一种是命令行方式，另一种是在Eclipse中创建，无论哪种方式，系统都会在默认文件路径下自动创建一个Android文件夹来保存与AVD有关的配置信息。这里只介绍在Eclipse中创建AVD的方法，步骤如下：打开Eclipse，单机Android小机

器人打开Android SDK and AVD Manager；点击左侧面板的Virtual Devices，再点击右侧的New；填入Name，选择Target的API，SD Card大小任意；点击Create AVD即可完成AVD的创建。如图2-5。

图2-5 配置AVD

2.4 Android程序开发

2.4.1 程序开发组件

一个Android应用程序通常由以下五个组件中的任意多个组成：活动(Activity ）、意图(Intent ）、服务(Service）、广播接收器(Broadcast Receiver）和内容提供器(Content Provider）。Activity负责应用程序的界面显示；Intent 负责不同组件之间的交互；Service在后台运行，负责执行程序中比较费时的任务；而Content Provider为不同的应用程序之间提供了一种数据共享方式。其中Activity组件是每个应用程序所必须用到的，因为任何一个应用程序都必须具备与用户交互的界面。

（一）Activity：最基本的应用程序组件，通常表示为一个单独的屏幕。每个Activity都是通过继承来被实现为一个单独的活动类，一个应用程序通

常由多个Activity组成，每个Activity都具有自己的生命周期。Android系统中通过一个被称为Activity栈的东西来管理各个Activity之间的关系，当有新的Activity启动时，它被置于栈顶，之前的Activity被保留在栈中，不再出现在前台，直到当前的Activity退出为止。打开前一个Activity可以通过回退来实现。Activity的生命周期如图2-6所示，主要有以下4种状态，分别是：

1）活动状态，此时Activity处于栈顶位置并可以与用户交互，具有可见性。

2）暂停状态，此时的Activity失去了焦点，但是依然保持可见状态(非全屏或是透明)并保存所有的信息，在内存过低时可能被“销毁”。

3）停止状态，此时的Activity由于被其他Activity所遮挡而处于不可见状态，但是依然会保存所有的信息，在系统内存过低时会被“销毁”。

4）结束状态，此时的Activity已经被从内存中销毁，下一次启动时需要重置之前被保存的状态。

图2-6 Activity的生命周期