Программирование для мобильных платформ. Android и WP. Учебный курс

Компания Samsung активно взялась за работу с разработчикамипрограммного обеспечения, так что уже к моменту выхода OC Bada на рынок для нее было доступно большое количество разнообразных программ, игр и виджетов, сконцентрированных на специализированном ресурсе Samsung Apps.

Инстументарий для программирования iPhone

До официальной публикации SDK у разработчиков не было возможности легальной разработки native – приложений для iPhone и iPod Touch. Учитывая огромный интерес к iPhone, Apple пошла на компромисс: позволила сторонним разработчикам создавать так называемые виджеты – приложения, выполняемые в веб—браузере Safari, интегрированном в iPhone и iPod Touch. Основным отличием виджетов от native—приложений является необходимость написания кода не на Objective C, а с использованием стандартных веб—технологий вроде HTML, CSS, JavaScript и AJAX. С точки зрения пользователя такое приложение отличается тем, что выполняется в веб-браузере и открывается не путем выбора иконки из главного меню устройства, а при выборе закладки. Для ознакомления с процессом создания и развертывания виджетов для iPhone рекомендую почитать книгу «Professional iPhone and iPod Touch Programming», а также заглянуть на http://developer.apple.com/webapps/.

Отсутствие официальной возможности создавать ПО не остановило энтузиастов. Они подготовили средства разработки, позволяющие создавать полноценный софт для JailBreaked iPhone. В процессе JailBreaking на аппарат устанавливается софтина с немудреным названием Installer. С ее помощью пользователи могут скачивать и устанавливать необходимый софт из каталога, который формируется из репозиториев (их адреса прописываются вручную в Installer). Так что JailBreaking – не только разлочка, но и процедура, позволяющая получить полный доступ к файловой системе iPhone. Описание процесса без труда можно найти в Сети, поэтому мы не будем на этом останавливаться. Софт, распространяющийся через Installer, написан с использованием «неофициального» процесса разработки. До недавнего времени иного пути создания и даже установки стороннего ПО в iPhone не было.

Но в марте 2010 года Apple осчастливили-таки общественность публикацией первой беты SDK. С тех пор на офсайте разработчиков Apple периодически публикуются новые версии беты SDK и документации (на момент написания пособия наиболее актуальной была восьмая). SDK представляет собой IDE XCode, набор необходимых библиотек, эмулятор и другие инструменты.

Чтобы программировать под iPhone, нужен Mac с установленной Mac OS X Leopard. Грустно, но это так. Вообще говоря, можно развернуть среду разработки на Unix и даже пытаться писать из-под VMWare, но это связано с рядом сложностей, которые бурно обсуждаются в интернете. Кроме того, необходимо установить и сконфигурировать SDK. Описание процесса настройки рабочей станции для «неофициальной» разработки можно прочитать в замечательной книжке «iPhone Open Application Development», которую легко найти в Сети.

При разработке приложений для iPhone OS, а также MacOS 10.5 и выше используется язык программирования Objective C 2.0. Он является своеобразной надстройкой над ANSI C, предназначенной для гибкого объектно-ориентированного программирования. Не совсем понятно, чем Apple не угодил С++. Многие концепции Objective C заимствованы у одного из первых объектно-ориентированных языков Smalltalk. Тем не менее, программа для iPhone может содержать как код на Objective C, так и на C или C++.

При компиляции используются инструменты GNU Compilers Collection, которые распознают принадлежность кода к конкретному подвиду GNU C/C++ по расширению файла. В частности, C – код содержится в файлах с расширением *.c; C++ – код в *.mm; Objective C – в *.m.

Как видно из вышесказанного, одно перечисление (и то – не всех) технологий и инструментов разработки программного обеспечения для мобильных устройств занимает достаточно много места, а для подробного освещения этих технологий требуется не один том учебной литературы. В нашем курсе мы познакомимтя с наиболее общей технологией создания приложений мобильного мира – технологией создания мидлетов. С остальными технологиями (по необходимости) программист, имеющий навык создания мидлетов, сможет освоится сам.

Успехов Вам в изучении курса!

2 Разработка приложений для Windows Phone

Windows Phone 7 обеспечивает поддержку двух популярных (в настоящее время), платформ разработки, Silverlight и XNA. Это гарантирует, что в Windows Phone 7 найдется много интересного и для разработчиков.

Silverlight – браузерное развитие Windows Presentation Foundation (WPF) – уже обеспечил Веб-разработчиков беспрецедентными возможностями разработки сложных пользовательских интерфейсов, предоставляя традиционные элементы управления, высококачественный текст, векторную графику, мультимедиа, анимацию и привязку данных, которые могут выполняться во множестве браузеров и на разных платформах. Windows Phone 7 расширяет использование Silverlight на мобильные устройства.

XNA (три буквы, обозначающие XNA «не аббревиатура») – это игровая платформа Майкрософт, поддерживающая основанную на спрайтах 2D графику и 3D графику с традиционной архитектурой игрового цикла. Несмотря на то, что главным предназначением XNA является написание игр для консоли Xbox 360, разработчики могут создавать на XNA программы и для ПК, и для стильного аудиоплеера Майкрософт Zune HD.

Для разработки приложений под Windows Phone желательно иметь Visual Studio 2010 c Service Pack 1 редакции Professional или выше и пакет разработчика Windows Phone SDK 7.1 (это инструментарий на начало 2012 года, в дальнейшем – номера версий будут меняться). Взять Service Pack 1 для VS-2010 (бесплатно) можно по адресу: http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId= 210710, а Windows Phone SDK 7.1 (тоже бесплатно) – с адреса http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=226694.

Если у вас нет Visual Studio 2010 Professional, то пакет Windows Phone SDK 7.1 вы все-равно можете установить себе на ПК. В момент установки вам автоматически будет установлена бесплатная версия Visual Studio 2010 Express for Windows Phone, на которой также можно разрабатывать приложения под Windows Phone (при этом, конечно, ваш ПК должен быть связан с интернетом).

Обе версии интегрированных средств разработки Visual Studio предоставляют разработчику полноценные возможности по отладке на устройстве и эмуляторе такие же, какие есть у разработчиков приложений под настольную версию Windows.

Обратите внимание, что для того, чтобы отлаживаться на реальном устройстве, помимо собственно устройства и кабеля для подключения его к компьютеру разработчика, на компьютере со средствами разработки необходимо иметь установленное ПО Zune (http://zune.net). Также перед развертыванием приложения и отладкой, требуется зарегистрировать устройство или «разлочить», с использованием утилиты Windows Phone Developer Registration Tool, которая устанавливается вместе с Windows Phone SDK.

2.1 Windows Phone SDK

Этот пакет содержит всё необходимое, для того, чтобы начать разработку. На момент написания этого методического пособия, последняя версия инструментария доступна в версии Windows Phone SDK 7.1 Release Candidate в лицензии «Go Live» с возможностью разрабатывать свои приложения и публиковать их в Windows Phone Marketplace.

Windows Phone SDK 7.1 Release Candidate содержит следующие компоненты:

– Windows Phone SDK 7.1

– Windows Phone Emulator

– Windows Phone SDK 7.1 Assemblies

– Silverlight 4 SDK and DRT

– Windows Phone SDK 7.1 Extensions for XNA Game Studio 4.0

– Expression Blend SDK for Windows Phone 7

– Expression Blend SDK for Windows Phone OS 7.1

– WCF Data Services Client for Windows Phone

– Microsoft Advertising SDK for Windows Phone

Если у вас не установлена версия Visual Studio 2010 редакции Professional, Expression Bland 4 или XNA Game Studio 4.0, в процессе установки также будут скачаны и установлены:

– Visual Studio 2010 Express for Windows Phone

– Expression Blend 4 for Windows Phone

– XNA Game Studio 4.0

2.2 Expression Blend и Expression Blend for Windows Phone

Expression Blend – это интерактивный визуальный дизайнер для XAML, технологии описания интерфейса для приложений Silverlight и Windows Presentation Foundation (WPF). Это отличное средство разработки, которое позволяет просто манипулировать слоями, анимацией, стилями и шаблонами. Это базовое средство разработки на XAML. Собственно программа Expression Blend не бесплатна, однако, специальная версия для создания дизайнов приложений под Windows Phone, под названием Expression Blend 4 for Windows Phone доступна для разработчиков бесплатно. Она закачается и установится в процессе установки Windows Phone SDK, если у вас на компьютере нет полной версии Expression Blend. Подробнее об Expression Blend 4 можно прочитать на MSDN: http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/cc296227.aspx

2.3 XNA Game Studio 4.0

XNA Game Studio – это программное окружение, которое позволяет разрабатывать в Visual Studio игры для Windows Phone, консоли Xbox 360 и компьютеров на базе Windows. Включает в себя XNA Framework, представляющий собой набор библиотек на управляемом коде для разработки игр. Подробнее можно прочитать на MSDN: http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/bb200104.aspx

2.4 Windows Phone Emulator

Несмотря на то, что Windows Phone Emulator не содержит полного набора приложений доступных на реальном устройстве, он предоставляет мощную среду, позволяющую практически полностью разработать приложение в эмуляторе.

Эмулятор Windows Phone Emulator не поддерживает проигрывание медиаконтента Zune. Эмулятор поставляется только с одним встроенным приложением Internet Explorer, но это Internet Explorer 9 с поддержкой HTML5.

При этом эмулятор позволяет тестировать звонки и отсылку SMS сообщений, поддерживает мультитач на мониторах с поддержкой мультитач, поддерживает симуляцию камеры, геолокационных сервисов и акселерометра, а также позволят делать снимки экрана.

Подробнее можно прочитать на MSDN: http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ff402563(v=VS.92).aspx

2.5 Windows Phone Developer Registration Tool

Перед тем, как разработчик сможет развернуть своё приложение на реальном устройстве, его необходимо зарегистрировать как устройство разработчика – «разлочить». Это делается один раз для определенного телефона. Зарегистрированный на Marketplace разработчик может зарегистрировать до 3 устройств (для разработчика, зарегистрированного, как студент количество устройств ограничено до одного). Подробнее: http://create.msdn.com

2.6 Windows Phone Profiler

Windows Phone Profiler доступен в меню Debug Visual Studio с установленным инструментарием Windows Phone SDK (рис.).

Рисунок 2.1 Меню запуска Windows Phone Analysis

Анализирует работу программы во время исполнения, идентифицирует возможные проблемы с производительностью. Подробнее можно прочитать на MSDN: http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/hh202934(v=VS.92).aspx

2.7 Silverlight Toolkit for Windows Phone

Silverlight Toolkit for Windows Phone – набор полезных элементов управления Silverlight дляWindows Phone с поддержкой режима дизайна, от команды разработчиков Silverlight. Доступен весь исходный код, примеры и документация. Обновляется приблизительно раз в три месяца, доступен по адресу http://silverlight.codeplex.com или через NuGet.

Текущий релиз включает в себя такие элементы управления, как ContextMenu, DatePicker и TimePicker, ToggleSwitch, WrapPanel и GestureHelper.

2.8 Среда разработки

После установки средств разработки Windows Phone SDK в диалоге New Project в Visual Studio появятся группы проектов для Silverlight for Windows Phone (рис. Рисунок 2.2):

Рисунок 2.2 Группы проектов в меню Silverlight for Windows Phone

и в группе XNA Game Studio 4.0 добавятся проекты для Windows Phone (рис. 2.2).

Материал данного методического пособия сфокусирован на разработке под Windows Phone на Silverlight, поэтому рассмотрим доступные разработчику приложений шаблоны несколько более подробно.

После установки разработчику доступны следующие шаблоны приложений Silverlight for Windows Phone:

– Windows Phone Application

– Windows Phone Databound Application

– Windows Phone Class Library

– Windows Phone Panorama Application

– Windows Phone Pivot Application

– Windows Phone Silverlight and XNA Application

– Windows Phone Audio Playback Agent

– Windows Phone Audio Streaming Agent

– Windows Phone Scheduled Task Agent

Рисунок 2.3 Шаблоны приложений Silverlight for Windows Phone

Перед тем как перейти непосредственно к шаблонам приложений, надо сказать несколько слов по поводу Windows Phone и Metro-дизайна.

2.9 Windows Phone и Metro-дизайн

Платформа Windows Phone не просто очередная платформа для мобильных устройств. Она содержит в себе не только технологическую составляющую, но и полностью проработанную концепцию дизайна интерфейса и взаимодействия с пользователем под названием Metro-дизайн или стиль Metro.

Если вы дизайнер или в вашей команде есть выделенный дизайнер, вы можете воспользоваться всей мощью инструментарий Expression Blend 4 или Expression Blend for Windows Phone, которая поставляется вместе с Windows Phone SDK.

Что же делать если вы разработчик и не хотите заниматься визуальным дизайном приложения, например, вы разрабатываете бизнес-приложение и всё что от него требуется, соответствовать общему дизайну и стилю Windows Phone?

Всё очень просто. Во-первых, Silverlight для телефона разработан с учётом требований Metro-дизайна, поэтому все встроенные элементы управления выполнены в Metro-дизайне. Во-вторых, по умолчанию, приложения, созданные из шаблонов из поставки Windows Phone SDK, работают, выглядят и используют стили и шрифты в соответствии с Metro-дизайном.

С другой стороны, возможностей стилизации элементов управления и приложений, основанных на XAML, которые представляет Silverlight, вполне достаточно, чтобы сделать своё приложение неповторимым и узнаваемым, оставаясь в рамках стиля Metro.

Руководство по дизайну интерфейсов и взаимодействию с пользователем для Windows Phone можно найти по следующей ссылке http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/hh202915.aspx

Всё, что было сказано выше, относится, конечно, к дизайну обычных приложений, так как требования к дизайну игровых приложений и их интерфейсу, могут существенно отличаться. При этом не надо забывать об общих принципах взаимодействия с пользователем, заложенных в концепции Windows Phone.

2.10 Шаблоны приложений

Сначала давайте рассмотрим три шаблона, представляющих собой три основных стиля приложения для Windows Phone (рис.):

Рисунок 2.4 Шаблоны приложений

– Windows Phone Application

– Windows Phone Pivot Application

– Windows Phone Panorama Application

Windows Phone Application – это аналог простого диалогового приложения, у которого один основной экран, через который происходит основное взаимодействие с пользователем.

Windows Phone Pivot Application – это некий аналог приложения с закладками, где заголовок каждой закладки определяет содержимое. Стандартный вариант использования – каждая закладка представляет собой одни и те же, в целом, данные, но в разных представлениях и/или с разной фильтрацией. Например, календарь, почтовый клиент и настройки телефона. Шаблон использует элемент управления Pivot.

Windows Phone Panorama Application – приложение панорама, в котором зоны взаимодействия с пользователем также разделены на панели, но доступны они через горизонтальную прокрутку; фоновое изображение установлено сразу на всю панораму, она имеет общий заголовок, который прокручивается медленнее, чем панели; контент соседней панели справа виден при отображении текущей. Например, таким образом реализованы хабы в Windows Phone: People, Marketplace, Pictures, Music+Videos и др. Шаблон использует элемент управления Panorama.

Шаблоны, заканчивающиеся на Agent – это шаблоны библиотек, для выполнения соответствующих фоновых задач:

– Windows Phone Audio Playback Agent

– Windows Phone Audio Streaming Agent

– Windows Phone Scheduled Task Agent

Шаблон Windows Phone Databound Application – простой шаблон приложения с вида список – детальное представление с реализацией навигации между страницами с передачей параметров и хранением данных в глобальном VeiwModel.

Шаблон Windows Phone Class Library – шаблон библиотеки классов для Windows Phone.

Шаблон Windows Phone Silverlight and XNA Application для Silverlight приложения, которое может использовать XNA для рендеринга графического контента.

2.11 Создаем первый проект на Silverlight

Прежде чем приступить к приемам программирования для Windows Phone 7, необходимо познакомиться с базовыми понятиями. Те, кто имел опыт программирования на Windows Mobile 6, уже обладают некоторыми знаниями в этой области (использование эмуляторов, отличия от настольной. NET Framework и т.д.). Тем не менее, и им также придется учиться заново, так как Microsoft в очередной раз поменяла правила, и все прежние навыки теперь считаются устаревшими и выброшены на свалку истории. Гонка за новыми технологиями продолжается.

В этом пераграфе мы создадим традиционное приложение Здравствуй, мир!, чтобы понять основные принципы создания программ для Windows Phone 7. Наше первое приложение будет построено при помощи технологии Silverlight, которая является удобной платформой для бизнес-приложений и игр.

2.11.1 Терминология

Прежде чем приступить к написанию приложений для Windows Phone, необходимо познакомиться с некоторой терминологией. Рассмотрим некоторые элементы Windows Phone (рис.).

Рисунок 2.5 Элементы интерфейса смартфона

Tile (плитка) – Значок приложения на стартовом экране. Плитка может быть динамической и отображать некоторую информацию для пользователя.

Application Title – Название приложение. Обычно в верхнем регистре.

Page Title – Заголовок страницы. Обычно в нижем регистре.

Status Bar – Состояние работы телефонной части, например, уровень сигнала.

On-screen keyboard – Экранная клавиатура. Появляется при получение фокуса текстовым полем. Иногда используется термин (SIP – soft input panel).

Application Bar – Дополнительная всплывающая панель для навигации по приложению. Содержит кнопки и/или пункты меню.

Кнопки Back, Start, Search – Стандартные кнопки на любом устройстве с Windows Phone.

Специально для Windows Phone 7 был разработан новый пользовательский дизайн под кодовым названием Metro. Рекомендуется следовать этому дизайну в своём приложении, чтобы оно интегрировалось с операционной системой и другими приложениями. Дизайн обеспечивает простой в использовании интерфейс, предназначенный для уменьшения потребления энергии на телефоне.

2.11.2 Создание нового проекта

Запустите Visual Studio 2010 Express For Windows Phone. В меню File выберите пункт New Project. У вас откроется диалоговое окно New Project.

Рисунок 2.6 Окно выбора типа проекта

Далее слева выберите пункт Silverlight for Windows Phone. Как видите, для данного типа проекта доступны несколько шаблонов: Windows Phone Application, Windows Phone Databound Application, Windows Phone Class Library, Windows Phone Panorama Application, Windows Phone Pivot Application. Для нашего учебного примера выберем первый вариант.

Постарайтесь сразу выработать привычку задавать понятные имена для своих проектов. Поэтому присваиваем проекту имя WP7HelloWorld и нажимаем на кнопку OK.

Спустя несколько секунд Visual Studio создаст новый проект. Вы увидите несколько окон на экране. Оставим пока в покое окна в центральной части экрана с изображением телефона и кодом XAML, а посмотрим на окно Solution Explorer. В Solution Explorer хорошо видна структура решения, созданного на основе выбранного шаблона Windows Phone Application. В нашем случае в этом окне содержится один проект WP7HelloWorld.

Проект содержит следующие файлы (табл. Таблица 2.1):

Таблица 2.1

Подробнее о файлах проекта можно почитать в статье [1].

2.11.3 Сборка и тестирование программы

Хотя наша программа еще бесполезна, тем не менее, давайте проверим ее работу – скомпилируем и протестируем в эмуляторе.

В меню View выберите пункт Output (возможно потребуется настроить это меню), чтобы открыть окно Output. Далее в меню Debug выберите команду Build Solution (SHIFT + F6) для компиляции.

Посмотрите в окно Output и изучите сообщения, генерируемые во время компиляции приложения, включая финальное сообщение, в котором подводится окончательный итог и количество предупреждений и ошибок.

Рисунок 2.7 Вид окна Output

Также вы можете использовать окно Error List (View→Other Windows→ Error List), которое показывает ошибки, предупреждения и сообщения, выдаваемые компилятором. Вы можете сделать двойной щелчок на описании ошибки, чтобы автоматически оказаться в нужном месте исходного кода.

Рисунок 2.8 Вид окна Error List

2.11.4 Запуск программы в эмуляторе

Убедитесь, что у вас установлен Windows Phone Emulator в выпадающем списке устройств Select Device, который расположен рядом с кнопкой Start Debugging на панели инструментов.

Рисунок 2.9 Список выбора устройств отладки

Нажмите F5 или щелкните по зеленому треугольнику для запуска программы в Windows Phone Emulator. На экране появится эмулятор устройства и начнется процесс установки приложения на эмулятор. Наберитесь терпения и ждите полной загрузки.

Через некоторое время вы увидите свое приложение в эмуляторе.

Пока программа слишком проста для изучения, поэтому давайте закроем ее – нажмите SHIFT + F5 или щелкните на кнопке Stop на панели инструментов (рис.), чтобы остановить отладчик и закончить сеанс отладки. Но не закрывайте окно эмулятора.

После начала сеанса отладки значительную часть времени занимают настройка среды эмулятора и запуск приложения. Чтобы упростить отладку, не закрывайте эмулятор во время работы с исходным кодом в Visual Studio. Пока эмулятор работает, остановка текущего сеанса, редактирование исходного кода и последующее создание и развертывание нового образа приложения для запуска нового сеанса отладки выполняются очень быстро.

Рисунок 2.10 Кнопка Stop на панели инструментов

2.11.5 Проектирование интерфейса пользователя

Теперь, когда мы поняли, как создавать приложения, попробуем создать более сложную программу с элементами пользовательского интерфейса. Мы добавим такие элементы, как заголовок, текстовое поле и кнопка. При использовании приложения нужно ввести какой-либо текст в текстовое поле, и после нажатия кнопки появится сообщение с введенным текстом. Он будет выглядеть примерно, как на следующем рисунке.