Лабораторно упражнение 4

Теоретична част

1. Среда за разработване Android Studio

Android Studio е официалната интегрирана среда за разработка (IDE) на Google за създаване на Android приложения.
Тя е базирана на IntelliJ IDEA и предлага всички необходими инструменти за цялостния процес на разработка – от писане на код и дизайн на интерфейси до тестване, дебъгване и публикуване на приложения в Google Play.

Основни характеристики на Android Studio:

  1. Интелигентен редактор на код (Code Editor)
    • Поддържа Java, Kotlin и C++.
    • Осигурява автоматично довършване, рефакторинг, синтактична проверка и предложения в реално време.
    • Има вградена система за анализ на качеството на кода (Lint), която открива потенциални грешки и неефективен код.
  2. Layout Editor
    • Визуален инструмент за изграждане на потребителски интерфейси чрез drag-and-drop.
    • Позволява превключване между Design и Code изглед.
    • Поддържа ConstraintLayout, който осигурява гъвкаво позициониране на елементите и адаптивност към различни размери на екрана.
  3. Gradle система за билдване
    • Използва се за автоматизация на компилацията и управление на зависимости.
    • Позволява конфигурация на различни build вариации (debug, release) и product flavors.
    • Дава възможност за лесна интеграция на външни библиотеки от Maven Central или Google Maven Repository.
  4. Интеграция с Git и GitHub
    • Вградена поддръжка за версионен контрол.
    • Може да клонира, комитва, пушва и създава pull request-и директно от IDE-то.
  5. Вграден Android Emulator и Device Manager
    • Позволява стартиране на приложения в симулирана Android среда.
    • Поддържа различни устройства, екрани и версии на Android.
    • Осигурява бързо превключване между емулатори и реални устройства, свързани чрез USB или Wi-Fi.

Фигура 1 – Начален екран на Android Studio с отворен проект
Фигура 1. Основен изглед на Android Studio с активен Layout Editor.

2. Android SDK (Software Development Kit)

Android SDK (Software Development Kit) представлява съвкупност от инструменти, библиотеки и интерфейси (API), които позволяват на разработчиците да създават, компилират и тестват Android приложения.

SDK е неразделна част от Android Studio и може да се актуализира и управлява чрез SDK Manager.

Основни компоненти на Android SDK:

  1. SDK Tools
    • Основни команди и помощни програми за работа с Android екосистемата.
    • Включва sdkmanager (инсталация и управление на пакети), avdmanager (създаване на виртуални устройства) и adb (Android Debug Bridge – инструмент за комуникация с устройства).
  2. Platform Tools
    • Съдържат инструменти, специфични за дадена версия на Android.
    • Например: adb, fastboot, logcat и други, използвани при отстраняване на грешки и анализ на логове.
  3. Build Tools
    • Използват се при процеса на компилация и изграждане на приложенията.
    • Примери:
      • aapt (Android Asset Packaging Tool) – пакетира ресурси в APK.
      • aidl (Android Interface Definition Language) – генерира код за комуникация между процеси.
      • zipalign – оптимизира APK файловете за по-добра производителност.
  4. Android Platform SDK
    • Включва библиотеки и API-та за конкретна версия на Android.
    • Позволява на разработчика да използва функционалности, въведени в определена версия на операционната система.
  5. System Images
    • Необходими за създаване на виртуални устройства в емулатора.
    • Могат да бъдат ARM, x86 или x86_64 базирани и включват различни версии на Android (например Android 14, Android 15 и т.н.).

Фигура 2 – SDK Manager в Android Studio
Фигура 2. Прозорецът „SDK Manager“ в Android Studio, показващ наличните и инсталираните версии на Android SDK.

3. Android Emulator

Android Emulator е инструмент, който предоставя виртуална среда за изпълнение на Android приложения.
Той позволява пълно тестване и симулация на реални устройства, без физически хардуер.

Предимства и възможности:

  • Позволява стартиране на приложения върху различни версии на Android (от API 21 до последните).
  • Симулира различни размери на екрана, резолюции, RAM и хардуерни характеристики.
  • Поддържа GPS координати, сензори, камера, входящи повиквания и SMS.
  • Поддържа хардверна виртуализация (Intel HAXM или Hypervisor Framework) за по-бърза работа.
  • Интегрира се директно с Android Studio за дебъгване и профилиране на приложения.

Управление чрез AVD Manager:

AVD Manager (Android Virtual Device Manager) е инструмент за създаване и управление на емулатори.
Той позволява избор на:

  • Тип устройство (телефон, таблет, телевизор, часовник).
  • Версия на Android (API level).
  • System Image и архитектура.
  • Хардуерни параметри – RAM, GPU, ориентация, външна памет и др.

Фигура 3 – Прозорецът на AVD Manager с налични емулатори
Фигура 3. Прозорецът на AVD Manager с конфигурирани Android емулатори.

След като емулаторът е стартиран, той се държи като реално устройство:

  • Може да се отключва, стартира приложения, правят се снимки на екрана и видеозаписи.
  • Поддържа drag-and-drop инсталация на APK файлове.
  • Позволява използване на Android Debug Bridge (adb) за инсталация и лог анализ.

Фигура 4 – Стартиран емулатор с Android устройство
Фигура 4. Пример за стартиран Android Emulator с приложение в режим на дебъгване.

4. Връзка между Android Studio, SDK и Emulator

Android Studio, Android SDK и Emulator работят като взаимосвързани компоненти в обща екосистема за разработка.
Техните роли могат да бъдат описани така:

Компонент Роля в процеса на разработка
Android Studio Осигурява графична и програмна среда за разработка на приложения. Управлява целия жизнен цикъл – от създаването на проект до генериране на APK/AAB файл.
Android SDK Съдържа инструментите и библиотеките, чрез които се компилира кодът и се осигурява достъп до Android API.
Android Emulator Симулира реално устройство за тестване и отстраняване на грешки в разработваните приложения.

Примерен работен поток:

  1. Разработчикът създава нов проект в Android Studio.
  2. IDE-то използва Gradle и Android SDK за компилация на проекта.
  3. Генерираният APK се инсталира автоматично в Emulator или реално устройство чрез adb.
  4. Приложението се стартира, тества и дебъгва директно от IDE-то.

Фигура 5 – Взаимодействие между Android Studio, SDK и Emulator
Фигура 5. Взаимодействие между Android Studio, SDK и Emulator в процеса на разработка.

Теоретична част

  1. Структура на Android проект с Kotlin и Jetpack Compose

Всеки Android проект, създаден с Android Studio, има ясно дефинирана структура, която разделя сорс кода, ресурсите и конфигурационните файлове. Когато използваме Kotlin, Jetpack Compose и Gradle Kotlin DSL, проектът се изгражда по съвременни стандарти, с декларативен интерфейс и модулен билд процес.

  1. Основна структура на Android проект

След създаване на нов проект с шаблон Empty Compose Activity, структурата обикновено изглежда така:

MyComposeApp/
│
├── app/                                 # Основен модул на приложението
│   ├── src/
│   │   ├── main/
│   │   │   ├── java/                    # Kotlin сорс код
│   │   │   │   └── com/example/mycomposeapp/
│   │   │   │       └── MainActivity.kt
│   │   │   ├── res/                     # Ресурси (UI, икони, текстове)
│   │   │   │   ├── drawable/            # Изображения и форми
│   │   │   │   ├── layout/              # XML layout-и (не се използват при Compose)
│   │   │   │   ├── values/              # Цветове, низове, теми
│   │   │   │   └── mipmap/              # Икони на приложението
│   │   │   └── AndroidManifest.xml      # Манифест файлът на приложението
│   │   └── test/                        # Unit и instrumented тестове
│   ├── build.gradle.kts                 # Конфигурация на модула (Gradle Kotlin DSL)
│   └── proguard-rules.pro               # Правила за обфускация при release билд
│
├── build.gradle.kts                     # Главен Gradle файл за проекта
├── settings.gradle.kts                  # Регистрация на модулите
├── gradle.properties                    # Глобални настройки на Gradle
├── local.properties                     # Локални настройки (път до SDK)
└── gradle/
    └── wrapper/
        ├── gradle-wrapper.jar
        └── gradle-wrapper.properties
  1. AndroidManifest.xml

Файлът AndroidManifest.xml е основният конфигурационен документ на всяко Android приложение. Той определя:

структурата на приложението;

кои activities, services, receivers и permissions се използват;

коя активност стартира първа (Launcher Activity);

какви ресурси и библиотеки са свързани с приложението.

Примерен AndroidManifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.mycomposeapp">

    <!-- Деклариране на разрешения (permissions) -->
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/Theme.MyComposeApp">

        <!-- Основна (launcher) активност -->
        <activity
            android:name=".MainActivity"
            android:exported="true"
            android:label="@string/app_name">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>

    </application>

</manifest>

Основни елементи в Manifest файла:

Таг Описание
<manifest> Главен контейнер, който дефинира пакета и съдържанието на приложението.
<uses-permission> Декларира разрешения, необходими на приложението (например достъп до интернет, локация, камера и др.).
<application> Описва глобални настройки за приложението — икона, тема, ресурси, дали поддържа RTL и др.
<activity> Определя Activity класовете (екраните) на приложението.
<intent-filter> Дефинира как дадена Activity може да бъде стартирана – напр. като Launcher или чрез друг Intent.

Важно: При Android 12+ всички Activities, Services и Broadcast Receivers, които могат да се стартират отвън, трябва да имат android:exported=”true”.

  1. Gradle конфигурация (Kotlin DSL) 4.1. settings.gradle.kts

Определя името на проекта и включените модули.

rootProject.name = “MyComposeApp” include(“:app”)

4.2. build.gradle.kts (проектно ниво)

Този файл съдържа плъгини и глобални зависимости, приложими за всички модули.

plugins { id(“com.android.application”) version “8.5.0” apply false id(“org.jetbrains.kotlin.android”) version “2.0.0” apply false }

task("clean") { delete(rootProject.buildDir) }

4.3. app/build.gradle.kts (модулно ниво)

Основният Gradle файл на приложението, написан с Kotlin DSL.

plugins {
    id("com.android.application")
    id("org.jetbrains.kotlin.android")
}

android {
    namespace = "com.example.mycomposeapp"
    compileSdk = 35

    defaultConfig {
        applicationId = "com.example.mycomposeapp"
        minSdk = 24
        targetSdk = 35
        versionCode = 1
        versionName = "1.0"

        testInstrumentationRunner = "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
        vectorDrawables.useSupportLibrary = true
    }

    buildTypes {
        release {
            isMinifyEnabled = false
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),
                "proguard-rules.pro"
            )
        }
    }

    buildFeatures {
        compose = true
    }

    composeOptions {
        kotlinCompilerExtensionVersion = "1.5.1"
    }

    kotlinOptions {
        jvmTarget = "17"
    }
}

dependencies {
    implementation("androidx.core:core-ktx:1.13.1")
    implementation("androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.8.5")
    implementation("androidx.activity:activity-compose:1.9.1")

    // Jetpack Compose BOM
    implementation(platform("androidx.compose:compose-bom:2024.06.00"))
    implementation("androidx.compose.ui:ui")
    implementation("androidx.compose.material3:material3")
    implementation("androidx.compose.ui:ui-tooling-preview")
    debugImplementation("androidx.compose.ui:ui-tooling")

    testImplementation("junit:junit:4.13.2")
}

Забележка: Gradle Kotlin DSL осигурява по-строга типизация и интелигентни подсказки в Android Studio в сравнение с класическия Groovy синтаксис.

  1. MainActivity.kt

Файлът MainActivity.kt представлява основната входна точка на приложението. Той наследява класа ComponentActivity и използва Jetpack Compose за декларативно изграждане на потребителския интерфейс.

package com.example.mycomposeapp

import android.os.Bundle
import androidx.activity.ComponentActivity
import androidx.activity.compose.setContent
import androidx.compose.foundation.layout.*
import androidx.compose.material3.*
import androidx.compose.runtime.Composable
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp
import androidx.compose.ui.tooling.preview.Preview
import com.example.mycomposeapp.ui.theme.MyComposeAppTheme

class MainActivity : ComponentActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContent {
            MyComposeAppTheme {
                Surface(
                    modifier = Modifier.fillMaxSize(),
                    color = MaterialTheme.colorScheme.background
                ) {
                    GreetingScreen()
                }
            }
        }
    }
}

@Composable
fun GreetingScreen() {
    Column(
        modifier = Modifier.fillMaxSize(),
        verticalArrangement = Arrangement.Center,
        horizontalAlignment = Alignment.CenterHorizontally
    ) {
        Text(text = "Добре дошли в MyComposeApp!", style = MaterialTheme.typography.headlineMedium)
        Spacer(modifier = Modifier.height(20.dp))
        Button(onClick = { /* TODO: добави действие */ }) {
            Text("Натисни ме")
        }
    }
}

@Preview(showBackground = true)
@Composable
fun GreetingScreenPreview() {
    MyComposeAppTheme {
        GreetingScreen()
    }
}

Основни елементи:

setContent {} – дефинира визуалното съдържание на екрана с Compose.

@Composable – анотация, която маркира функции, изграждащи UI компоненти.

Preview – позволява визуализация на интерфейса директно в Android Studio.

MaterialTheme – задава цветова схема, шрифтове и форми, дефинирани в темата.

  1. Ресурсни файлове (res/)

Папката res/ съдържа всички статични ресурси на приложението:

Подпапка Описание
drawable/ Изображения, SVG форми и XML ресурси за графики.
mipmap/ Икони с различна резолюция (launcher icons).
values/strings.xml Текстови низове, използвани в приложението.
values/colors.xml Цветови стойности, използвани в темата.
values/themes.xml Дефинира визуалната тема (тъмна/светла, цветове, шрифтове).
  1. Взаимовръзка между компонентите

AndroidManifest.xml – описва структурата и разрешенията на приложението.

Gradle Kotlin DSL – контролира процеса на компилация, зависимости и Compose конфигурации.

MainActivity.kt – дефинира логиката и интерфейса на приложението.

res/ – съдържа визуални и текстови ресурси.

Android Studio – координира всичко чрез Gradle и генерира готов .apk или .aab файл.

Фигура 1. Диаграма на взаимодействието между Manifest, Gradle, Compose и ресурсите.

Table of contents