一、概述
1、课程设计内容
本次课程设计选择录音机为设计题目和内容，课程设计类型为不含数据库类。确定题目后，经过需求分析，可以得到一个安卓端录音机应该具备如下两个基本功能：录音执行与音频回放。以这两个功能为核心，使用Android studio开发，形成录音机应用的基本框架；此外，应用还具备如下附加功能：查看列表录音文件详情、停止当前录音、删除录音文件、重命名已有录音文件、显示播放进度等。使用JAVA语言进行开发，未设计数据库，所创建的录音文件保存在本地目录。
2、设计思路
应用分为如下几个模块来设计：页面资源模块，界面布局模块，权限获取模块，文件处理模块，录音执行模块。其中，页面资源模块将构成页面的各种所需的资源整合起来，比如图标图形，对话框的样式，各种可能会显示的文字等，方便后期开发将activity与资源ID绑定，或者在XML文件中引用各种素材资源文件；界面布局模块主要编写各种XML布局，包括主界面布局，权限获取界面布局，文件详情对话框，删除对话框和重命名对话框的设计。权限获取模块将麦克风使用权限、文件管理权限的获取封装成JAVA工具类，以便在主activity启动时调用权限；当主活动启动，文件管理权限通过之后，获取录音文件列表，并显示在界面上，此外，还提供文件的重命名，文件删除，文件详情获取、存储的功能；录音执行模块为整个应用系统的关键模块，用三个主要功能按钮设置点击监听，通过监听器启动，调用安卓的MediaRecorder API完成功能，不单独设置新的活动。在以上设计中，音频文件存储在JavaBean中，文件播放使用单独的服务实现，录制在主activity中进行，播放与录制操作相互独立。文件获取使用了adapter以便显示在列表中，文件详情与重命名使用了继承自对话框的类，音频的播放活动与主活动通过显式Intent消息传递对象进行通信。对于文件重命名和文件删除使用单独的工具类进行实现，工具类中设置有接口方便在主类中调用相关功能。
二、移动应用分析
1、在更新应用主界面列表时，出现页面无法更新，不显示的问题。
解决：Listview中adapter重写的过程出现错误。重写Baseadapter时，需要重写以下四个方法：getCount，getItem(int position)，getItemId(int position)，getView方法。getCount决定了listview一共有多少个item，而getView返回了每个item项所显示的view。
在重写的adapter中，先创建AudioBean集合对象mList，再通过类的构造方法初始化mList，在主类中新建adapter对象，再使用binding.audioLv.setAdapter(adapter)应用适配器，然后重写适配器中的getView方法即可，确保了及时更新列表录音文件信息。修改前后的效果图如 和 所示。
2、时间显示错误。在应用调试过程中，出现音频文件实际时长与显示时长不一致的情况，显示时长比实际时长多出8小时。
解决：在写文件信息工具类时，获取到的文件时长以毫秒计算。但是使用SimpleDateFormat将毫秒转化为格式化后的时分秒时，出现了时区错误。在相关函数内添加simpleDateFormat. setTimeZone(TimeZone.getTimeZone(“GMT+00:00”));解决了因时区的不同而转换时间不同的问题。
3、录音开始播放后，应用直接退出，程序崩溃，提示空指针异常。
解决：没有写明当应用退出时对应的操作逻辑。在主活动中重写onDestroy方法，销毁MediaRecorder对象，将连接对象取消绑定。
4、当创建一条新录音后，下方的录音列表不会实时更新。
解决：每当有新数据添加后，将List类型的列表清空，即mData.clear()，替换掉原来产生错误的“使List为null”的mData=null代码块，只进行一次初始化，排除错误的同时也减轻了系统开销。
三、移动应用界面设计
1、主界面设计
主界面采用RelativeLayout布局形式。布局较为简洁，上部分为录音控制面板，下部分为录音文件列表。
（1）列表布局：
基于对现有的录音机产品的分析，所展示的单个文件信息包括文件名、创建时间、持续时间、播放/暂停控制按钮等。同样采用相对布局，首先在drawable包内绘制背景素材，设置好边距，边框颜色等，然后在相对布局中将其作为背景使用；通过设置marginTop、align等属性完成布局，得到的布局页面如图所示。
图 3 布局
（2）ListView列表：使用一个可垂直滚动的视图集合，其中每个视图都紧跟在列表中的前一个视图之下。列表内容由重写的adapter动态生成。
图 4 列表
（3）录音模块设计：采用相对布局，包括录音控制按钮、状态提示信息、已录制时间展示等内容，为程序的主要部分。如下图所示。
图 6 录音界面
2、长按界面设计
在选中某个录音文件后长按，可以弹出菜单页面。包括三项基本功能：文件详情、文件删除、文件重命名。如图所示。
图 7 长按界面
3、详情界面设计
图 8 详情界面
详情页面AudioInfoDialog类继承自Dialog类，并通过绑定到CardView来显示界面。CardView组件界面设置有名称、时间、文件大小、路径四个信息展示，点击关闭按钮或对话框外区域关闭dialog。如图所示。
4、名称修改页面设计
此页面单独绘制，使用LinearLayout布局，由Textview、AppCompatEditText、两个按钮组成。“确定”、“取消”按钮水平排列在下方。页面布局如图所示。
图 9 重命名
主界面如图所示。
图 10 主界面
四、移动应用功能实现
1、录音功能
通过三个按钮添加监听器实现。在xml布局文件中添加三个对应按钮停止、录音、删除。为按钮添加背景图片，添加onClickListener点击事件。设置三个标志位，分别记录可能的状态：已停止、正在录音、已暂停录音。用户点击按钮可以实现不同的功能，已停止状态时，停止与删除按钮失效，点击录音，录音开始，录音按钮改为“暂停”，切换到录音状态；正在录音状态时，点击停止保存录音，点击暂停、删除按钮可以实现对应的功能。相关代码概要如下：
/**
* 录音按钮
*/
View.OnClickListener onClickListener1 = new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
//点击录音按钮，关闭当前播放，开始录音
audioService.closeMusic();
for (AudioBean ab :
mData) {
ab.setPaused(false); //标志位，标志当前是否暂停
ab.setPlaying(false); //标志位，标志当前是否在播放
}
if (!isRecording && !isPaused) {
startRecording();
startTimer();//定时器，开始录音后实时更新已录制时间
binding.audioIb.setImageResource(R.drawable.ic_pause_white);
binding.state.setText("正在录音");
isRecording = true;
} else if (isRecording && !isPaused) {
pauseRecording();
binding.audioIb.setImageResource(R.drawable.ic_play_arrow_white);
binding.state.setText("已暂停");
isRecording = false;
isPaused = true;
} else {
continueRecording();
binding.state.setText("正在录音");
binding.audioIb.setImageResource(R.drawable.ic_pause_white);
isRecording = true;
isPaused = false;
}
}
};
/**
* 停止按钮
*/
View.OnClickListener onClickListener2 = new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
if ((isPaused ^ isRecording) && mediaRecorder != null) {
stopRecord();
//刷新界面
try {
getData();//获取数据列表函数
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
adapter.notifyDataSetChanged();//通知适配器有更改发生
}
}
};
/**
* 删除按钮，点击后撤销掉刚才的录音
*/
View.OnClickListener onClickListener3 = new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
if ((isPaused ^ isRecording) && mediaRecorder != null) {
stopRecord();//停止录制
boolean b = StorageUtils.deleteFileInAppDir(fileName);
System.out.println("删除刚才录制的文件：" + b);
adapter.notifyDataSetChanged();
}
}
};2、获取录音文件并展示在页面中
自定义adapter对象AudioListAdapter，重写相关的方法，使之在ListView的每一项都能获取到音频文件AudioBean的相关信息，主要表现在重写adapter的getView方法。Adapter的作用是动态获取并为列表添加项目。首先，使用一个 ViewHolder 对象缓存列表项的子 View，如果该列表项的 View 没有被创建过，使用 LayoutInflater 从布局文件 audio_layout 创建该 View；然后，根据列表项所代表的数据，更新列表项的各个子 View，如文本框的文字内容等。也包括根据列表项代表的音频文件的播放状态，更新列表项中的播放图标。列表项中的播放图标设置有点击监听器，以实现当用户点击播放图标时的交互操作。该监听器会回调 onItemPlayClick() 方法，以实现实际的播放操作。相关代码如下：
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
ViewHolder viewHolder = null;
if (convertView == null) {
convertView = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.audio_layout, parent, false);
viewHolder = new ViewHolder(convertView);
convertView.setTag(viewHolder);
} else {
viewHolder = (ViewHolder) convertView.getTag();
}
AudioBean audioBean = mData.get(position);
viewHolder.ab.tvTime.setText(audioBean.getTime());
viewHolder.ab.tvDuration.setText(audioBean.getDuration());
viewHolder.ab.tvTitle.setText(audioBean.getTitle());
if (audioBean.isPlaying()) {//currently is playing
viewHolder.ab.llController.setVisibility(View.VISIBLE);//显示
viewHolder.ab.pbPlay.setMax(100);
viewHolder.ab.pbPlay.setProgress(audioBean.getProgress());
viewHolder.ab.ivPlay.setImageResource(R.drawable.ic_pause_white);
} else {
viewHolder.ab.ivPlay.setImageResource(R.drawable.ic_play_arrow_white);//当暂停或停止时显示另一个图标
if (!audioBean.isPaused()){
viewHolder.ab.llController.setVisibility(View.GONE);//隐藏当前图标
}
}
View finalConvertView = convertView;
viewHolder.ab.ivPlay.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {//点击播放图标实现控制
@Override
public void onClick(View v) {
if (onItemPlayClickListener != null) {
try {
onItemPlayClickListener.onItemPlayClick(AudioListAdapter.this, finalConvertView, v, position);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
});
return convertView;
}3、音频播放相关功能实现
为了使录音回放在后台进行，使用了安卓四大组件之一的Service组件。使用ServiceConnection接口，在Android中用于绑定服务（Service）时，监听服务连接状态的变化。本应用在Activity中定义了AudioService类，实现ServiceConnection接口，然后绑定AudioService类，以便在其他地方使用该服务。
通过实现onServiceConnected方法，可以得到一个实例，并且通过该实例，设置playChangedListener监听器。该监听器的作用是通知adapter更改；此外，在AudioService类中定义了音频的具体操作，如音频状态检测、播放、音频进度显示的具体操作。AudioService的相关代码如下：
/**
* 音频播放
*/
public void play(int position) throws IOException {//position为点击的位置
if (mediaPlayer == null) {
mediaPlayer = new MediaPlayer();
//设置监听事件
mediaPlayer.setOnCompletionListener(this);
}
//播放时获取当前歌曲列表，判断是否有歌曲
mList = Contains.getMyAudioList();//Contain为自定义工具类
if (mList.size() <= 0) {
return;
}
if (mediaPlayer.isPlaying()) {
mediaPlayer.stop();//停止播放
}
mediaPlayer.reset();
playPosition = position;
//设置音频资源路径
mediaPlayer.setDataSource(mList.get(position).getPath());
mediaPlayer.prepare();
mediaPlayer.start();//开始播放
mList.get(position).setPlaying(true);
notifyActivityRefreshUI();
updateProgress();
}
/**
* 暂停或继续播放
*/
public void pauseOrContinueMusic() {
int playPosition = this.playPosition;
AudioBean audioBean = mList.get(playPosition);
if (mediaPlayer.isPlaying()) {
mediaPlayer.pause();
audioBean.setPlaying(false);
audioBean.setPaused(true);
} else {
mediaPlayer.start();
audioBean.setPlaying(true);
audioBean.setPaused(false);
}
notifyActivityRefreshUI();
}
/**
* 关闭音乐
*/
public void closeMusic() {
if (mediaPlayer != null) {
mediaPlayer.stop();
playPosition = -1;
}
}五、移动应用发布与运行展示
应用使用Android studio构建，使用Java 1.8开发，最小sdk版本为API24（Android 7.0），在Android10.0模拟器和真机上测试通过，修复错误，确保兼容性和性能。
应用发布：
1、点击导航栏“Build”-“Generate signed APK…”,在弹出的对话框中选择“APK”;
2、新建密钥，输入密码，开发者姓名等信息，保存。
3、生成apk，安装到模拟器或真机上运行。
运行时，可以手动在安卓设备的storage/emulated/0/MyRecord/recordings目录下添加音频，打开应用后，音频文件将实时更新到主页面列表中。支持的音频格式为MP3和m4a，可以手动更改。
六、总结
本次课程设计选择了“录音机”这一题目，类型为不包括数据库。本次题目涉及到的内容比较丰富，包括安卓四大组件、权限获取、文件存储、安卓录音api调用等。这些知识不是孤立存在而是相互联系的，不论是资源文件、布局文件，还是Activity类、接口实现、adapter实现、监听器实现，这些技巧贯穿于我的课程设计的始终。在设计中，一个清晰明了的设计思路和逻辑对我来说至关重要。代码本身是有规律的，一些代码规范可以通过查阅官方文档来解决，但是开发逻辑思路是需要重点去构思、策划，是应用设计中的关键。只有当我们确定了思路才可以又快又好地完成功能，而一个好的开发思路恰恰是我比较欠缺的。这也导致我在设计过程中出现了许多问题。比如前期设计音频播放时未设置一个音频文件的播放状态参数，导致切换其他音频后出现异常。我认为如果希望在移动应用领域有更好的发展，要在多接触项目的同时勤加练习，提高自己的开发水平。
对于本次作品，同样存在一些亮点，也有许多问题。本应用布局简洁，功能较为完整，设有进度条，可以在后台播放，对于录音进度有时间提示等。但是有一些问题尚未解决：当在最新Android12上测试时出现未知原因的空指针异常，缺失通知栏提醒、缺失批量删除、界面不够美观等。对我而言，这次课设令我体会到了严谨的意义与细节的重要性。一个小的代码上的疏忽会造成或多或少的令人疑惑的错误和异常。在以后的学习生活中，我会注意细节，在丰富知识水平的基础上提升自己。
七、参考文献
[1]. zhaihaohao1. Android中Service（onBind）和Activity之间通信[EB/OL]. [2019-08-02]. .
[2]. 菜鸟教程. 单例模式[EB/OL]. https://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html.
[3]. 兰红, 李淑芝, 朱合隆. Android Studio移动应用开发从入门到实战[M]. 第2版. 清华大学出版社, 2022.
