第1章 Hello Purr

本章将开启你的创建应用之旅。这里介绍了App Inventor的关键要素——组件设计器及块编辑器,并手把手地引导读者创建第一个应用:HelloPurr。在完成本章的学习之后,就可以开始创建自己的应用了。

图1-1 HelloPurr应用
每当搭建了新的开发环境,通常运行的第一个程序就是显示“Hello World”,来证明系统已经就绪。这个传统可以追溯到20世纪70年代,从Brian Kernighan 在贝尔实验室使用C语言开始(Brian现在是谷歌App Inventor团队的访问学者!)。使用App Inventor,即便是创建最简单的应用,也可以实现声音的播放以及对屏幕触摸的响应,而不只是显示文字。想想都令人感到兴奋,那么,让我们马上开始吧。第一个应用是“HelloPurr”(如图1-1),当你触摸这只猫时,它会发出“喵呜”声;当你摇晃它时,则将发出嘟嘟的震颤。

学习要点

本章用到了以下组件和概念:

  • 选择组件来创建应用:决定了应用 的外观;
  • 为组件设定行为:做什么以及何时做;
  • 使用组件设计器选择组件,在Android设备上,有些组件可以显示,有些则不可见;
  • 从本地计算机加载媒体文件(声音或图像),并添加到应用中;
  • 用块编辑器来组装程序块,以此来设定组件行为;
  • 用App Inventor的实时测试功能对应用进行测试。你可以一边创建应用,一边在手机上看到它们外观以及运行情况;
  • 将应用打包并下载到Android设备上。

App Inventor的开发环境

App Inventor的编程环境包括以下三个重要组成部分,如图1-2所示:

  • 如图1-2A所示,组件设计器运行在浏览器中,创建应用过程中,用它来进行组件的选择,并进行属性设置;
  • 如图1-2B所示,像组件设计器一样,块编辑器也在浏览器中运行,用于创建组件的行为;
  • 测试设备:在开发应用过程中,可以用Android设备对应用进行同步的运行与测试;如果你手边没有Android设备,你可以使用系统中集成的Android模拟器来测试应用。

图 1-2A 组件设计器

图 1-2B 块编辑器

在浏览器中访问ai2.appinventor.mit.edu即可启动App Inventor。如果你是第一次使用App Inventor,你会看到弹出的项目(Projects)窗口,它多半是空的,因为你还没有创建过任何项目。单击页面左上角的“ProjectStart new project…”创建一个项目,输入“HelloPurr”作为项目名称(注意不带空格),然后单击OK。 打开的第一个窗口是组件设计器(Designer),你可以单击窗口右上角的Blocks按钮来切换到块编辑器。 在Project右侧的Connect下拉菜单中有三个可选项(三类测试设备),如图1-3所示。

图1-3 单击“Connect”并选择“AI Companion”(应用开发伴侣,或简称AI伴侣)

如果手边的Android设备可以通过WIFI访问互联网,用该设备访问Google Play,搜索MIT的AICompanion,下载、安装并启动它。然后在“Connect”下拉菜单中选择“AI Companion”,并按照弹出窗口以及AI伴侣中的提示进行操作。除此之外,也可以使用Android模拟器来测试应用,选择“ConnectEmulator”来加载Android模拟器,大约要等30秒钟。 如果一切正常,将会看到组件设计器窗口、块编辑器按钮,如果你选择了Emulator选项,你还可以看到模拟器窗口(屏幕上看起来应该像插图1-2A和1-2B,但窗口中大部分是空的)。如果您还有问题,请重温网站http://ai2.appinventor.mit.edu中的安装说明。

设计组件

我们使用的第一个工具就是(也只能是)组件设计器。组件是你用来创建应用的基本元素,就像菜谱中的原料。有些组件非常简单,如“Label”(标签)组件,它用于在屏幕上显示文字;或者如“Button”(按钮)组件,轻按它则引起一个动作。其它组件则要更复杂:一个绘图的“Canvas”(画布)组件可以容纳静止图像或动画;“accelerometerSensor”(加速度传感器)组件是一种运动传感器,它的工作原理类似于Wii 控制器,它可以检测到设备的移动或摇晃;还有的组件用于编写并发送短信、播放音乐和视频以及从网站获取信息等等。 当你打开Designer时,其外观如插图1-4所示。

图1-4 App Inventor的组件设计器

Designer被划分为如下几个区域:

  • 中部的白色区域称为预览窗口(Viewer),用于放置应用中所需的组件,你可以按照自己的喜好来安排这些组件。预览窗口只能粗略地显示应用的外观,例如,与测试设备中的应用相比,在预览窗口中,一行文字可能会在不同的地方换行。如果想看到应用的实际外观,可以将应用下载到测试设备上(稍后我们会在“打包应用程序并下载”的部分详细介绍),或者下载App Inventor自带的模拟器。
  • 预览窗口的左侧是组件面板(Palette),其中包含了可供选择的各类组件。该面板按类别划分为几个部分,默认情况下,只有用户界面(User Interface)组件可见,可以通过点击其他类别的标题,如Media(媒体)等,来查看其他组件。
  • 预览窗口的右侧是组件列表(Components),显示了项目中的所有组件,拖动到预览窗口中的任何组件都将显示在该列表中。目前,该项目中只有一个组件:Screen1,它代表设备的屏幕。
  • 组件列表下方是媒体列表(Media),显示项目中的所有媒体资源(图像和声音)。本项目中尚未添加任何媒体资源,不过很快就会添加。

最右边的部分用于显示组件的属性(Properties),在预览窗口中单击某个组件,将在Properties下方看到该组件的一系列属性。属性描述了组件的详细信息(如,单击Label组件可以看到它的颜色、文字内容、字体的属性。),可以修改属性值。当前显示的是屏幕(名为Screen1)的属性,包括背景颜色、背景图像及标题等。 HelloPurr应用中需要两个可视组件(可以理解为应用中确实可见的组件):Label组件显示文字“宠物小猫”,而Button组件中有一张猫的图片;还需要一个非可视的Sound(声音)组件,用来播放声音,如猫叫声;还有一个AccelerometerSensor(加速度传感器)组件,用于检测设备的移动或摇晃。不必担心,我们将按一步一步地教你使用这些组件。

创建一个Label(标签)

添加的第一个组件是Label:

  1. 转到组件面板(Palette),单击Label(列表中的第五个),并将其拖动到预览窗口(Viewer)中。你会看到一个矩形框出现在预览窗口中,框里写着Text for Label1。
  2. 看组件设计器右侧的Properties(属性)框,它显示了Label的属性。在中间位置有一个Text属性,下面是Label中显示的文字。将文字改为“宠物小猫”并按回车键。你会看到在预览窗口中的文字也改变了。
  3. 单击BackgroundColor(背景色)下面的方框来改变Label的背景色,目前属性值为None(无背景色),从显示的颜色列表中选择蓝色,并将Label的TextColor(文字颜色)属性改为黄色。最后将FontSize(字号)属性改为20。

Designer的外观如图1-5所示:

图1-5 应用中有了一个Label(标签)

要确保Android测试设备或模拟器处于连接状态。在设计器中添加的Label会在测试设备上显示出来。在App Inventor中,在设计器中为应用添加组件,等同于在设备上构建应用。这样一来,你可以随时看到应用的外观,这就是所谓的实时测试,你很快就会看到,这样的测试也同样适用于在块编辑器中为组件添加行为。

添加Button(按钮)组件

HelloPurr应用中的猫咪用Button组件来实现:创建一个普通Button,然后将Button的图像更改为猫咪。在组件设计器(Designer)的组件面板(Patatte)中单击Button(在列表的顶部),将它拖到预览窗口(Viewer)中,置于Label下方。你会看到一个矩形按钮出现在预览窗口中。几秒钟后,该按钮就会出现在Android设备上。试着轻击设备上的按钮,有什么反应吗?不会的,因为应用没有向Button发布命令。这是理解App Inventor的第一个要点:添加到设计器中的组件,必须在块编辑器中创建相应的程序,才能使组件产生某种行为(在设计器中添加一个组件之后要做这件事)。 我们希望当点击这个Button时,它会发出猫叫声,但我们希望这个button开起来相隔小猫,而不是一个普通的方块,因此需要为button设置图片:

  1. 首先,需要下载的小猫的图片,并保存在你的电脑上。从kitty.png下载名为kitty.png的图片文件(png是与jpg、gif等类似的标准图像格式,在App Inventor中,所有这些都是有效的文件类型,与常用的标准声音文件.mpg或.mp3一样),同时从meow.mp3下载声音文件(选择“网页另存为”来保存声音文件)。
  2. 在预览窗口中点击该按钮,属性框中将显示其属性。点击中部Image属性(现在显示的是None)。显示“Upload File…”按钮。
  3. 点击“Upload File…”按钮,再单击弹出窗口中的“选择文件”按钮,浏览并选择之前下载的文件kitty.png,然后单击确定。
  4. 几秒钟之后,kitty.png被列为Button的Image属性的选项,单击“OK”。与此同时,ketty.png也出现在设计器窗口组件列表下面的Media区域中。在测试设备中,也将显示猫咪的图片,此时按钮看起来像一只小猫咪。
  5. 注意到猫咪的图片上显示文字“Text for Button1”,我们不希望在应用中看到这些,因此将Button1的Text属性改为“宠物小猫”一类的文字,或者干脆删除所有文字。

现在设计器看起来如图1-6。

图1-6 应用中的一个Label和一个显示为图像的Button

添加猫叫声

我们希望当点击按钮时,应用会发出猫叫声。为此需要添加猫叫的声音文件,并通过设定Button的行为来实现这一功能:

  1. 如果meow.mp3文件尚未下载,现在点击链接meow.mp3下载;
  2. 在左侧的组件面板中,单击Media类的标题打开Media组件列表。向预览窗口中拖放一个Sound组件。无论你把它放在哪里,它都会出现在预览窗口的底部,并被标记为“Non-visible components(非可视组件)”。非可视组件在应用中发挥特定作用,但不会显示在用户界面中;
  3. 点击Sound1以显示其属性。设置其Source属性为meow.mp3。同猫咪图片一样,需要从电脑中加载这个声音文件。加载完成后,Media列表中将出现kitty.png与meow.mp3两个文件。表1-1中列出了现有的组件。
表1-1 HelloPurr中的组件
组件类型 面板中分组 命名 作用
Button User Interface Button1点击发出猫叫声
Label User Interface Label1 显示文本“宠物小猫”
Sound Media Sound1播放猫叫声 undefined

添加组件行为

刚刚添加了Button、Label、以及Sound组件来构建我们的第一个应用,现在使用块编辑器来实现点击Button产生猫叫声的功能。单击设计器右上角的“Blocks”按钮切换到块编辑器。 在块编辑器窗口中,可以为组件设定行为:做什么以及何时做。此处是让小猫按钮在用户点击它时播放声音。如果把组件比作菜谱中的原料,那么块(Blocks)则相当于烹饪过程说明。

发出猫叫声

在块编辑器窗口的左侧,“Blocks”标题下面,可以看到许多分属不同类别的按钮,其中包括了我们在设计器中创建的所有组件:Screen1、Button1、Label1以及Sound1,点击它们就像打开抽屉,将看到一组适用于该组件的可选程序块(Blocks)。点击Button1打开抽屉,显示了与Button有关的程序块,可以用它们来设置Button的行为,最上面的Block就是Button1.Click,如图1-7所示。

图1-7 点击Button1时显示适用于Button组件的程序块(Blacks)

单击标有Button1.Click的块并将其拖到工作区。注意,Button1.Click这个块上包含了when。凡是包含when的块都被称为事件处理程序,用来定义当组件上发生了某种特定事件时,应用该做什么。在本例中,当用户点击猫咪(其实是按钮)时发生了有趣的事情,如图1-8所示。下面我们将在程序中添加一些块,来响应发生的事件。

图1-8 定义“Button.Click”块来响应用户的点击事件

在块编辑器中点击Sound1打开抽屉,拖出“call Sound1.Play”块(之前将Sound1的Source属性设置为meow.pm3)。注意,块“call Sound1.Play”的形状恰好可以嵌入Button1.Click块中标有“do”的缺口。App Inventor的这种设置,确保只有特定的块可以组合在一起,这样确保了连在一起的块可以协同工作。标有call的块用来定义组件的行为。在本例中,这两个块结合在一起,构成一个单元,如图1-9,两个块连接到一起时,你会听到“啪”的一声。

图1-9 点击按钮将播放猫叫声

不同于传统的程序代码(通常像混乱的“天书”一般),在App Inventor中,Blocks拼出了行为。在本例中,我们等于说,“嘿,App Inventor,当有人点击小猫时,播放猫叫声。”

测试:让我们通过检查来确保一切正常——每当向应用中添加了新东西,就要进行测试,这非常重要。在测试设备上点击该按钮(或在模拟器上单击它)。你应该听到猫叫声。恭喜你,你的第一个应用跑起来了!。

添加震动效果

当点击按钮时,让猫咪发出“Purr”声和“meow”声,这里用手机的振动来模拟“Purr”声。这听起来很难,其实非常容易,因为播放“meow”声音组件也可以使设备产生振动。App Inventor可以帮助你挖掘设备的核心功能,而无需考虑它们如何实现振动。现在只需要向“Button1.click”块内添加第二个行为:

  1. 进入块编辑器,单击Sound1打开抽屉;
  2. 选择call Sound1.Vibrate块,将其拖动到when Button1.Click 块内,置于call Sound1.Play块下,恰好与原来的块吻合;如果不吻合,可尝试拖动它,使call Sound1.Vibrate块顶部的凹陷恰好与call Sound1.Play块底部的凸起相对。

图1-10 Click事件引发了播放声音及振动

3. 注意:在call Sound1.Vibrate块的右下角写着millisecs(毫秒)。块上的开放插槽表示需要插入其他块,来设定行为的具体方式。本例中,需要设定call Sound1.Vibrate块的振动时长。以毫秒(千分之一秒)为单位输入时长,毫秒是多数编程语言中惯用的时长单位。如果想让设备振动半秒钟,需要输入数字块“500”。打开Math(数学)抽屉,其中的第一个块是“0”,这就是数字块,如图1-11所示。

图1-11 打开Math抽屉

4. 点击“0”块,蓝色的“0”块留在了工作区,如图1-12所示。

图11-12 选择一个数字块(0为默认值)

5. 点击数字0,输入新值“500”,如图1-13所示。

图11-13 将默认值0改为500

6. 将“500”数字块插入call Sound1.Vibrate块右侧的插槽内,如图1-14所示。

图1-14 将数字块500插入插槽
测试:试试吧!点击设备上的按钮,你会感觉到半秒钟的嘟嘟声(震动)。

摇晃手机

现在来添加最后一项,在Android设备上实现一个很酷的功能:摇晃设备时发出猫叫声。为此要用到AccelerometerSensor(加速度传感器)组件,它可以检测到设备的摇晃或移动。

  1. 在设计器中,展开组件面板中的传感器(Sensors)分类,拖出一个AccelerometerSensor(加速度传感器)组件。不必介意把它放到哪里,像任何非可视化组件一样,无论你把它放在预览窗口的什么地方,它都会落到预览窗口底部的“非可视组件”区域。
  2. 摇晃设备的事件需要与单击按钮事件分开处理。这意味着需要一个新的事件处理程序。进入块编辑器,打开AccelerometerSensor1抽屉,拖出AccelerometerSensor1.Shaking块。
  3. 像点击按钮时播放声音一样,将Sound1.Play块插入AccelerometerSensor1.Shaking插槽,摇动设备试试看。图1-15显示了完整的HelloPurr应用中所用的块。

图1-15 HelloPurr应用中的块

将应用打包以供下载

App Inventor是一种云计算工具,这意味着你用谷歌的在线服务器存储你的应用。所以当关闭App Inventor,再重新返回时,你的应用还在;你不必在个人电脑上保存任何东西,像Word文件或音乐文件那样。此外,如果连接了测试设备,无需向设备下载任何文件,就可以轻松地测试应用(称为实时测试);但问题是,如果设备与App Inventor断开连接,那么应用将停止运行。由于从未在设备上安装过应用,因此无从找到应用的图标。 可以将应用下载并安装到Android设备上,以便在不连接计算机时,应用也能运行。首先,确保设备允许从Android Market以外的地方下载应用。具体做法是:在设备上选择“设置→安全”,并勾选Unknown Source(未知来源)一项。然后回到App Inventor设计器中,单击BuildApp(provide QR code for .apk),此时窗口中出现一个进度条,这个过程大约需要一分钟。进度消失后,几秒钟后,会显示打包应用的QR码。用条码扫描软件获取QR码之后,设备会提示输入谷歌帐户的密码(如果设备之前登陆过google账户,此步骤不会出现);密码输入后,应用被下载到设备上。如果你的设备中没有条码扫描软件,去Google Play搜索并下载安装一个。下载完成后,会询问你是否安装,请单击安装。(如果设备上已经安装了MIT AI2 Companion,用其中的条码扫描功能,可以顺利实现应用的下载安装。) 安装完成后,设备上出现HelloPurr应用的图标——这就是我们刚刚创建的应用,点击让它开始运行。(请确保运行的是新安装的应用,而不是之前与App Inventor连接的应用。)现在,你可以断开连接甚至重新启动设备,并删除App Inventor中的所有应用,而新应用依然存在。 了解这一点很重要:打包的应用已经与App Inventor中的项目分离。你还可以像之前一样,继续在App Inventor中完善你的应用,并在测试设备上使用AI伴侣做实时测试,但这些都不会改变已经安装在设备上的应用。如果在App Inventor中对应用进行了修改,那么修改结果必须重新打包,并下载安装新版本来替换设备上的原有版本。 马上用Android设备下载安装HelloPurr应用吧,这样,你就可以与家人和朋友一起分享了!

分享应用

有两种方式可以分享应用:第一,分享可运行的应用。在App Inventor项目中单击BuildApp(save .apk to my computer),此操作将扩展名为apk的文件保存到电脑。将apk文件上传到web上,让其他人可以下载并安装。需要强调的是,设备的安全设置中“未知来源”一项必须选中,才能安装来源于Android Market之外的应用。 第二,与其它App Inventor开发者共享应用的代码块:点击ProjectMy Projects,选中要共享的应用(本例中是HelloPurr),选择project→Export selected project (.aia) to my computer。此操作将扩展名为aia的文件(HelloPurr.aia)保存到电脑上默认的下载文件夹中。可以用电子邮件把文件发给其他人,他们打开App Inventor,选择Project→Import project,并选择.aia文件。这样,使用者获得了该应用的完整备份,对此备份的任何修改,都不会影响原有版本。 共享应用的过程非常简单,更多有趣的作品在网站gallery.appinventor.mit.edu的分享社区中。

改进

现在,应用已经完成,并可以随时运行它(或许还能下载与人分享),也许还会感到什么地方有些欠缺。来看看下面的问题,并思考如何解决它们。随着学习的进展你会发现,通常是先创建一个应用,之后设法改进、完善它,并重新回到程序中来实现你的新想法。不必担心,这很好,这正是一名优秀开发者的必经之路!

  • 当摇晃设备时,猫的叫声听起来有点儿奇怪,好像有回声。这是因为在1秒钟内,加速度传感器多次触发摇动事件,所以猫叫声是重叠的。你会发现Sound组件有一个属性Minimum interval(最小间隔),它决定了两次声音播放之间的时间间隔。当前设置为400毫秒(约半秒钟),这个间隔小于单次猫叫的持续时间(500毫秒)。通过改变播放的最小间隔,可以改变声音的重叠。
  • 如果你带着安装了应用的手机到处走动,每当你突然移动时,设备就会发出猫叫声,这可能让你觉得尴尬。通常Android应用会保持在运行状态,即使你不去管它们,应用程序与加速度传感器之间的通信也不会间断,因而猫叫声也会相继传来。要想真正退出程序,需要呼出HelloPurr应用并按下设备上的菜单按钮,会呼出两个选项,其中stop this application用来停止并完全关闭应用。

小结

以下是本章中涵盖的内容:

  • 创建应用的过程:在组件设计器中选择组件,并在块编辑器中设定它们的行为——做什么及何时做;
  • 有些组件是可见的,有些则不可见。可见组件会出现在应用的用户界面中;不可见组件执行像播放声音这类的事情;
  • 通过在块编辑器中组装“块”来定义组件的行为。先拖出一个像when Button1.doClick这样的事件处理程序,然后将call Sound.Play这样的命令块嵌入其中。这样,当用户点击该按钮时,块Button1.Click中的所有块(命令)都将被执行;
  • 有些块(命令)需要附加特定信息才能起作用。例如震动就必须设定振动的毫秒数。这些值被称为参数。
  • 数字块用来表示数字。你可以将这些数字块插入到需要参数的命令块中。
  • App Inventor提供传感器组件,加速度传感器(Accelerometer Sensor)可以检测到设备的移动。
  • 你可以将创建完成的应用打包并下载到手机上,它们将独立于App Inventor而运行。

附录

译者提示

本章非常重要,一个简单的例子,贯穿了一个完整的开发过程,从界面设计到代码编制,从开发环境到测试设备,从普通媒体(图片)到手机特有的摇晃、震动。对于初学者,这是一个幸福的开端。

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