Android Kotlin 基本概念 01.1：開始使用

本程式碼研究室是 Android Kotlin 基礎課程的一部分。使用程式碼研究室逐步完成程式碼課程後，您將能充分發揮本課程的潛能。所有課程程式碼研究室清單均列於 Android Kotlin 基礎程式碼研究室到達網頁。

引言

在這個程式碼研究室中，您可以在模擬器和實體裝置上建立及執行第一個 Android 應用程式 HelloWorld。您也可以探索 Android 專案的外觀。

須知事項

  • 您不妨使用 IDE (整合式開發環境) (例如 Android Studio) 瞭解物件導向應用程式的一般軟體開發程序。
  • 在物件導向的程式設計上，您至少應具備一年以上的經驗，並且對 Java 和 Kotlin 有所瞭解。

您將會瞭解的內容

  • 如何在 Android Studio 中建立基本 Android 應用程式。
  • 如何使用範本建立 Android 專案。
  • 如何尋找 Android 專案的主要元件。
  • 如何在模擬器或實體裝置上執行 Android 應用程式。

實際做法

  • 建立新的 Android 專案和名為 HelloWorld 的預設應用程式。
  • 建立模擬器 (虛擬裝置)，以便在電腦上執行應用程式。
  • 在虛擬和實體裝置上執行 HelloWorld 應用程式。
  • 探索專案版面配置。
  • 探索 AndroidManifest.xml 檔案。

HelloWorld 應用程式會在 Android 虛擬裝置或實體裝置螢幕上顯示「Hello World」字串。應用程式看起來像這樣：

在這項工作中，您會建立新的應用程式專案，確認 Android Studio 已正確安裝。

  1. 開啟 Android Studio (如果尚未開啟)。
  2. 在「歡迎使用 Android Studio」對話方塊中，按一下 [建立新的 Android Studio 專案]。

  3. 畫面上會顯示「選擇您的專案」對話方塊。請在下方選取 [空白活動]，然後點選 [下一步]。



    Activity 是使用者關注的單項項目。每個應用程式都必須有至少一個活動做為進入點。您可以將此進入點的活動視為其他程式中的 main() 函式。活動通常會有相關聯的版面配置，以定義使用者介面 (UI) 元素在螢幕上的呈現方式。Android Studio 提供多種 Activity 範本，可協助您輕鬆上手。
  4. 在「Configure your project」(設定專案) 對話方塊中，輸入「quoquo;HelloWorld」為「Name」(名稱)。

  5. 接受「公司網域」的預設 android.example.com，或建立不重複的公司網域。這個值加上應用程式名稱就是您應用程式的套件名稱。如果您不打算發布應用程式，請接受預設值。您日後可以變更應用程式的套件名稱，不過這麼做是額外的作業。
  6. 確認您預設的「儲存位置」是您要儲存應用程式的位置；如果不是，請將位置變更為您偏好的目錄。
  7. 確認語言是 Kotlin。
  8. 確定最低 API 等級為 API 19：Android 4.4 (KitKat)。撰寫這個程式碼研究室時，Android Studio 表示在這個 API 級別中，該應用程式約有 95.3% 的裝置會執行應用程式。
    (如要進一步瞭解後續 API 級別的相關資訊，請參閱後續的程式碼研究室。如需瞭解詳情，請按一下 [讓我自己選擇]，系統隨即會開啟一個視窗，其中提供 API 級別的相關資訊。)
  9. 勾選 [使用 AndroidX 成果] 核取方塊。
  10. 讓其他核取方塊全部清除，然後按一下 [完成]。如果專案需要您提供更多目標 SDK 的元件，Android Studio 會自動安裝這些元件，這可能需要一點時間。按照提示操作，並接受預設選項。

Android Studio 現在會建立您的專案，可能需要一些時間。您應該不會發生錯誤。如果出現任何警告，請予以忽略。

在這項工作中，您可以探索 Android Studio 中的 HelloWorld 專案，並瞭解使用 Android Studio 進行開發的基本概念。

步驟 1：探索專案窗格

  1. 如果尚未選取 [Project] (專案) 分頁標籤，請選取該標籤。「專案」分頁位於 Android Studio 視窗左側的垂直分頁欄中。「專案」窗格隨即開啟。


  2. 如要以標準 Android 專案階層方式查看專案，請從「專案」窗格頂端的下拉式選單中選取 [Android]。(預設為 Android)。您可以透過多種方式查看專案檔案，包括檢視檔案在檔案系統階層中的顯示方式。不過，這個專案較容易使用 Android 檢視模式。

步驟 2：探索應用程式資料夾

您應用程式的所有程式碼和資源都位於 app 資料夾中。

  1. 在「Project > Android」窗格中展開「app」資料夾。app 資料夾中包含四個子資料夾：manifests、java、generatedJava 和 res。
  2. 展開 java 資料夾，然後展開 com.example.android.HelloWorld 資料夾以查看 MainActivity Kotlin 檔案。



    java 資料夾包含 Android 應用程式的所有主要 Kotlin 程式碼，因為 Kotlin 程式碼會顯示在 Java 資料夾中，所以有歷史原因可供參考。這樣一來，Kotlin 就能和使用 Java 程式設計語言編寫的程式碼完美搭配運作，即使是在相同的專案和應用程式中也是如此。

    應用程式的類別檔案分成三個子資料夾，如上圖所示。com.example.hello.helloworld (或您指定的網域名稱) 資料夾內含應用程式套件的所有檔案。具體來說，MainActivity 類別是您應用程式的主要進入點。您可以在下一個程式碼研究室中進一步瞭解 MainActivity。java 資料夾中的另外兩個資料夾會用於測試相關程式碼，例如單元測試。
  1. 請記下 generatedJava 資料夾。這個資料夾包含 Android Studio 建立應用程式時產生的檔案。請勿編輯這個資料夾中的任何內容，因為當您重新建立應用程式時，變更可能會被覆寫。不過，如果您在偵錯時需要查看這些檔案，瞭解這個資料夾會十分有用。

步驟 3：探索 res 資料夾

  1. 在「Project > Android」窗格中，展開 res 資料夾。

    res 資料夾內含資源。Android 中的「資源」是您應用程式的靜態內容，資源包括圖片、文字字串、螢幕版面配置、樣式，以及十六進位顏色或標準尺寸等值。

    Android 應用程式會盡可能區隔 Kotlin 程式碼和資源。這樣比較容易找到在應用程式使用者介面中使用的字串或圖示。此外，當您變更其中一個資源檔案時，檔案在應用程式中的所有位置都會受到變更。
  2. 展開 res 資料夾內的「layout」資料夾，查看 activity_main.xml 檔案。


您的 Activity 通常與 UI 版面配置檔案相關聯，其定義為 res/layout 目錄中的 XML 檔案。該版面配置檔案通常以活動的名稱命名。在這個案例中，活動名稱是 MainActivity，因此相關的版面配置是 activity_main。

步驟 4：探索資訊清單資料夾和 AndroidManifest.xml

manifests 資料夾內含一些檔案，可將這些重要資訊提供給 Android 系統。

  1. 展開「manifests」資料夾，然後按兩下「AndroidManifest.xml」將其開啟。AndroidManifest.xml 檔案內含 Android 系統執行應用程式所需的詳細資料，包括應用程式包含的活動。


  2. 請注意，<activity> 元素會參照 MainActivity。應用程式中的所有 Activity 都必須在資訊清單中聲明。以下是MainActivity的範例：
<activity android:name=".MainActivity">
   <intent-filter>
       <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>

       <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
   </intent-filter>
</activity>
  1. 請注意 <activity> 內的 <intent-filter> 元素。這個意圖篩選器中的 <action> 和 <category> 元素會告訴 Android，當使用者按一下啟動器圖示時，要在哪裡啟動應用程式。您可以在後續的程式碼研究室中進一步瞭解意圖篩選器。

AndroidManifest.xml 檔案也是您定義應用程式需要的權限。這些權限包括讓應用程式讀取手機聯絡人、透過網際網路傳送資料，或是存取裝置的相機等硬體設備。

Gradle 是一個建構自動化系統，可透過特定領域語言來描述應用程式的專案結構、配置和依附元件。編譯及執行應用程式時，您會看到 Gradle 建構執行的相關資訊。您也會看到已安裝的 Android Package Kit (APK) 相關資訊。(APK 是 Android 作業系統用於發布及安裝行動應用程式的套件檔案格式)。

探索 Gradle 系統：

  1. 展開 [Gradle Scripts] 資料夾。在 [Project > Android] 窗格中，這個資料夾包含建構系統所需的所有檔案。


  2. 尋找 build.gradle(Project: HelloWorld) 檔案。

    這個檔案包含構成專案的所有模組常見的設定選項。每個 Android Studio 專案都包含單一頂層 Gradle 建構檔案。這個檔案會定義專案中所有模組通用的 Gradle 存放區和依附元件。
  3. 尋找 build.gradle(Module:app) 檔案。

    除了專案層級的 build.gradle 檔案以外，每個模組都有一個 build.gradle 檔案。模組層級的 build.gradle 檔案可讓您為每個模組調整建構作業設定。(HelloWorld 應用程式只有一個模組，應用程式本身就是一個模組)。這個 build.gradle 檔案是您在變更應用程式層級版本設定時最常編輯的檔案。舉例來說，當您變更應用程式支援的 SDK 等級，或是在「dependencies」部分中宣告新的依附元件時，就可以編輯這個 build.gradle 檔案。您可以在後續的程式碼研究室中進一步瞭解這兩項功能。

在這項工作中，您必須使用 Android 虛擬裝置 (AVD) 管理員建立虛擬裝置 (模擬器)。虛擬裝置會模擬特定 Android 裝置類型的設定。然後，你會使用該虛擬裝置執行應用程式。

Android Emulator 是獨立的應用程式，有其專屬的系統需求。虛擬裝置可能會占用大量磁碟空間。如果您遇到任何問題，請參閱在 Android 模擬器上執行應用程式。

步驟 1：建立 Android 虛擬裝置 (AVD)

如要在電腦上執行模擬器，您必須建立描述虛擬裝置的設定。

  1. 在 Android Studio 中，選取 [Tools > AVD Manager]，或按一下工具列中的「AVD Manager」圖示 AVD 管理員圖示。系統隨即會顯示「您的虛擬裝置」對話方塊。如果您已建立虛擬裝置，對話方塊就會顯示這類裝置 (如下圖所示)，否則您會看到空白清單。

    Android 虛擬裝置 (AVD) 管理員，顯示已建立的虛擬裝置清單
  2. 按一下對話方塊左下方的 [+ 建立虛擬裝置]。「選取硬體」對話方塊隨即顯示，顯示預先設定的硬體裝置清單。表格會針對每個裝置提供一個對角線顯示大小 (大小)、像素解析度 (像素) 與像素密度 (密度)。

    選取硬體裝置
  3. 選取裝置 (例如 [Nexus 5x] 或 [Pixel XL])，然後點選 [下一步]。系統隨即顯示「系統映像檔」對話方塊。
  4. 按一下 [推薦] 分頁標籤，然後選擇要在虛擬裝置上執行的 Android 系統版本 (例如「派餅」)。


  1. 選擇系統映像檔後，按一下 [下一步]。「Android Virtual Device (AVD)」對話方塊隨即開啟。檢查您的設定，然後按一下 [Finish] (完成)。

步驟 2：在虛擬裝置上執行應用程式

在這項工作中，您最後會執行新的應用程式。

  1. 在 Android Studio 中，選取 [Run > Run app]，或點選工具列中的「Run」圖示 。系統隨即顯示「Select Deployment Target」對話方塊，並向您說明沒有可用的裝置。如果您尚未在開發電腦中連線實體裝置，或是尚未啟動虛擬裝置，系統就會顯示這則警告。
  2. 在「選取部署作業目標」對話方塊中的「可用的虛擬裝置」底下，選取您建立的虛擬裝置。按一下 [確定]。



    模擬器就像實體裝置一樣，會啟動及啟動裝置。視電腦速度而定，整個過程可能需要一些時間。您的應用程式在建置中，當模擬工具準備就緒後，Android Studio 會將應用程式 APK 上傳至模擬器，然後執行。

    下圖應該是 HelloWorld 應用程式，如下圖所示：

在這項工作中，您的應用程式會在實體行動裝置 (例如手機或平板電腦) 上運作。請一律在虛擬和實體裝置上測試您的應用程式。

需求條件：

  • Android 裝置，例如手機或平板電腦。
  • USB 資料傳輸線，可透過 USB 連接埠將 Android 裝置連接到電腦。
  • 如果您使用的是 Linux 或 Windows 系統，可能需要執行額外步驟。請參閱在硬體裝置上執行應用程式說明文件。您可能還需要為裝置安裝適當的 USB 驅動程式。如果您使用的是 Windows 的 USB 驅動程式，請參閱安裝 OEM USB 驅動程式。

步驟 1：開啟 USB 偵錯功能

如要允許 Android Studio 與 Android 裝置通訊，必須在裝置的「開發人員選項」設定中啟用 USB 偵錯功能。

在 Android 4.2 (Jellybean) 以上版本中，「開發人員選項」設定預設為隱藏。如何顯示開發人員選項並啟用 USB 偵錯功能：

  1. 在裝置上開啟「設定」應用程式，然後搜尋「關於手機」和 [關於手機]，然後輕觸 [版本號碼]。
  2. 返回上一頁 ([設定/系統])。「開發人員選項」就會顯示在清單中。輕觸 [開發人員選項]。
  3. 選取 [USB 偵錯]。

步驟 2：在 Android 裝置上執行應用程式

現在您可以透過 Android Studio 連結裝置並執行應用程式。

  1. 使用 USB 傳輸線將 Android 裝置連接至您開發的機器上。裝置上應顯示對話方塊，要求允許 USB 偵錯。


  2. 選取「Always allow」(一律允許) 選項，即可記住這部電腦。輕觸「OK」(確定)
  3. 在電腦上，按一下 Android Studio 工具列中的 [執行] 按鈕 Android Studio 執行圖示。「選取部署目標」對話方塊隨即開啟，其中包含可用的模擬器清單和已連線的裝置清單。你應該會看到自己的實體裝置和所有模擬器。


  4. 選取您的裝置，然後按一下 [OK] (確定)。Android Studio 會在裝置上安裝並執行應用程式。

疑難排解

如果 Android Studio 無法辨識您的裝置，請嘗試下列做法：

  1. 拔除 USB 傳輸線，然後再重新插上。
  2. 重新啟動 Android Studio。

如果您的電腦仍然找不到裝置，或宣告裝置「未獲授權」，請按照下列步驟操作：

  1. 拔除 USB 傳輸線。
  2. 在裝置上開啟「設定」應用程式中的 [開發人員選項]。
  3. 輕觸 [撤銷 USB 偵錯授權]。
  4. 將裝置重新連接至電腦。
  5. 當系統提示時，請授權。

您可能需要為裝置安裝適當的 USB 驅動程式。請參閱在硬體裝置上執行應用程式。

挑戰：現在您已設定好並熟悉基本開發工作流程，您可以採取下列做法：

  1. 在 Android Studio 中建立新專案。
  2. 將「你好世界」問候語「問候語」為「生日快樂」，以及最近生日的人。
  • 如要安裝 Android Studio，請前往 Android Studio，然後按照操作說明下載並安裝。
  • 如要在「專案」窗格中查看應用程式的 Android 階層，請按一下垂直標籤欄中的 [專案] 分頁標籤。然後在頂端的下拉式選單中選取 [Android]。
  • 當您需要為專案新增依附元件或變更依附元件版本時，請編輯 build.gradle(Module:app) 檔案。
  • 應用程式的所有程式碼和資源都位於 app 和 res 資料夾中。java 資料夾內含 Kotlin 和 Java 原始碼 (或兩者皆有) 中的活動、測試和其他元件。res 資料夾內含各種資源，例如版面配置、字串和圖片。
  • 如要為 Android 應用程式新增功能、元件和權限，請編輯 AndroidManifest.xml 檔案。所有應用程式元件 (例如其他活動) 都必須在這個 XML 檔案中宣告。
  • 如要建立 Android 虛擬裝置 (模擬器)，以執行應用程式，請使用 AVD Manager。
  • 如要使用 Android Studio 在實體 Android 裝置上執行應用程式，請在裝置上啟用 USB 偵錯功能。做法是開啟 [設定] > [關於手機]，然後輕觸 [版本號碼] 7 次。然後開啟 [設定] > [開發人員選項]，然後選取 [USB 偵錯]。

Udacity 課程：

Android Studio 說明文件：

其他：

這個部分會列出在代碼研究室中，受老師主導的課程作業的可能學生作業。由老師自行決定要執行下列動作：

  • 視需要指派家庭作業。
  • 告知學生如何提交家庭作業。
  • 批改家庭作業。

老師可視需要使用這些建議，並視情況指派其他合適的家庭作業。

如果您是自行操作本程式碼研究室，歡迎透過這些家庭作業來測試自己的知識。

建構並執行應用程式

  • 從「空白範本」中建立新的 Android 專案。
  • 開啟 res/strings.xml 檔案。
  • 將 app_name 字串的值變更為「My Dice Roller」。這個名稱會顯示在標題列中。
  • 為裝置建立模擬器，指定您喜歡的任何 Android 版本，並執行應用程式。請注意應用程式的名稱會有什麼變化。

回答這些問題

第 1 題

主要活動的版面配置檔案名稱為何？

  • MainActivity.java
  • AndroidManifest.xml
  • activity_main.xml
  • build.gradle

第 2 題

指定應用程式名稱的應用程式字串名稱為何？

  • app_name
  • xmlns:app
  • android:name
  • applicationId

第 3 題

您使用什麼工具來建立新的模擬器？

  • Android 裝置監視程式
  • AVD Manager
  • SDK Manager
  • 主題編輯器

提交應用程式評分

確認該應用程式是否符合下列條件：

  • 畫面上顯示「Hello World」的 Activity。
  • 標題列顯示「我的骰子滾珠」。

開始下一門課程：1.2：基本應用程式剖析

如要瞭解本課程中其他程式碼研究室的連結，請參閱 Android Kotlin 基礎程式碼程式碼到達網頁。