论坛解贴通知(2002.7)

swjtu95 2002-07-04 01:21:55
http://www.csdn.net/expert/topic/849/849300.xml


论坛解贴通知

1、历史帖子的处理

配合本次改版,CSDN论坛将清理历史帖子,请大家将自己2002年1月1日前发出的帖子在7月30前结帐给分
如果实在无法解决的问题,请平均给分,然后重新提问。

如果不能按时解贴的我们将用程序自动结贴,对于2002年1月1日前的帖子结贴率<80% 或者大于5个未结的
用户将列入论坛禁止发贴用户。

2、结贴率控制
本次改版结贴率成为信誉分改动的一个重点,包括,移贴不在扣信誉分
一定时期内结贴率下降的用户将扣除信誉分(具体方案还需要讨论)
以后结贴统计以一个月为一个周期,3个月前的帖子必须结帐。

当然这些我们都会配有短消息或者email通知
...全文
132 1 打赏 收藏 转发到动态 举报
写回复
用AI写文章
1 条回复
切换为时间正序
请发表友善的回复…
发表回复
ferbruary 2002-07-04
  • 打赏
  • 举报
回复
我怕猫不怕狼,就不结!
----------------------------------- Android 编程基础 1 封面----------------------------------- Android 编程基础 2 开放手机联盟 --Open --Open --Open --Open Handset Handset Handset Handset Alliance Alliance Alliance Alliance 什么是开放手机联盟? 开放手机联盟, Open Handset Alliance :是美国 Google 公司与 2007 年 11 月 5 日宣布组建的一个全球性的联 盟组织。这一联盟将会支持 Google 发布的 Android 手机操作系统或者应用软件,共同开发名为 Android 的 开 放源代码的移动系统。开放手机联盟包括手机制造商、手机芯片厂商和移动运营商几类。目前,联盟成员 数 量已经达到了 43 家。 移动手机联盟创始成员: Aplix 、 Ascender 、 Audience 、 Broadcom 、中国移动、 eBay 、 Esmertec 、谷歌、宏达电、英特尔、 KDDI 、 Living Image 、 LG 、 Marvell 、摩托罗拉、 NMS 、 NTT DoCoMo 、 Nuance 、 Nvidia 、 PacketVideo 、高通、三星 、 SiRF 、 SkyPop 、 Sonic Network 、 Sprint Nextel 、 Synaptics 、 TAT 、意大利电信、西班牙电信、德州仪器、 T-M obile 和 Wind River 。 Mobile Mobile Mobile Mobile Operators Operators Operators Operators 移动运营商类 China Mobile Communications Corporation 中国移动通信 KDDI CORPORATION 日本 KDDI 电信 NTT DoCoMo, Inc. 日本多科莫电信 SOFTBANK MOBILE Corp. 日本软银移动 Sprint Nextel( 美国 ) T-Mobile( 德国 ) Telecom Italia( 意大利 ) Telef ó nica( 西班牙 ) Vodafone 沃达丰电信 China Unicom 中国联通 Semiconductor Semiconductor Semiconductor Semiconductor Companies Companies Companies Companies 半导体制造公司 AKM Semiconductor Inc Audience ARM Atheros Communications Broadcom Corporation( 博通 ) Ericsson ( 爱立信公司 ) Intel Corporation ( 英特尔公司 ) Marvell Semiconductor, Inc. ( 收购了 intel 手机芯片部门的公司 )----------------------------------- Android 编程基础 3 NVIDIA Corporation ( 英伟达公司 ) Qualcomm Inc.( 高通公司 ) SiRF Technology Holdings, Inc.( 知名 GPS 芯片制造商 ) Synaptics, Inc. Texas Instruments Incorporated ( 德州仪器 ) Handset Handset Handset Handset Manufacturers Manufacturers Manufacturers Manufacturers 电话制造商 ASUSTeK Computer Inc. 华硕 Garmin International, Inc. HTC Corporation ( 多普达的母公司 ) 宏达电子 Huawei Technologies 华为科技 LG Electronics, Inc. 乐金电子 Motorola, Inc. 摩托罗拉 Samsung Electronics 三星电子 Sony Ericsson 索尼爱立信 Toshiba Corporation 东芝公司 lenovo 联想移动 联盟成员: Software Software Software Software Companies Companies Companies Companies 软件提供公司 Ascender Corp. eBay Inc. Esmertec Google Inc. LivingImage LTD. Nuance Communications, Inc. OMRON SOFTWARE Co, Ltd. 日本欧姆龙软件 有限公司 PacketVideo (PV) SkyPop SONiVOX ASUSTeK Computer Inc. 华硕 AKM Semiconductor AKM 半导体公司 ARM 公司 Atheros Communications Toshiba Corporation 东芝公司 lenovo 联想移动 软银移动 日本无线运营商软银 瑞典计算机咨询公司 Teleca AB Garmin International, Inc. 高明 HTC Corporation ( 多普达的母公司 ) 宏达电子 Huawei Technologies 华为科技 LG Electronics, Inc. 乐金电子 Motorola, Inc. 摩托罗拉 Samsung Electronics 三星电子 Sony Ericsson 索尼爱立信 沃达丰 Teleca Borqs 播思通讯 联盟目的 将会支持 Google 可能发布的手机操作系统或者应用软件,共同开发名为 Android 的开放源代码的移动 系 统。 谷歌早在 2002 年就进入了移动领域,可是由于目前的手机操作系统企业和手机企业相对封闭,提高了 行业的进入门槛,移动互联网的发展远没有拥有统一标准的传统互联网发展迅速,此次推出的开源手机操 作 系统平台就是出于这个目的。 也有分析认为,谷歌并不想做一个简单的手机终端制造商或者软件平台开发商,而意在一统传统互联网和 移 动互联网。----------------------------------- Android 编程基础 4 Android Android Android Android 手机新概念 操作系统的选择 -------- 定制和长尾 � 重构 � MVC 和 Web APP 架构 Android Android Android Android 开发背景 � 计算技术、无线接入技术的发展,使嵌入式系统逐渐有能力对桌面系统常规业务进行支持。 � 谷歌长期以来奉行的移动发展战略:通过与全球各地的手机制造商和移动运营商结成合作伙伴,开发 既 有用又有吸引力的移动服务,并推广这些产品。 Android 进一步推进了 " 随时随地为每个人提供信息 " 这一企 业 目标的实现。 � Open Handset Alliance 汇集了多家业界巨头。运营商如: China Mobile 、 NTT DoCoMo 、 Vodafone 、 T-M obile 等;设备制造商如 ASUS 、 HTC 、 Huawei 、 LG 、 Motorola 、 Samsung 、 Sony Ericsson 、 Toshiba 等;芯片厂商 如 ARM 、 Broadcom 、 Intel 、 Marvell 、 NVIDIA 、 Qualcomm 等。软件厂商如 Ascender 、 eBay 、 Esmertec 、 Li vingImage 等。 � Android 更像一款桌面环境为 Java 的 Linux 操作系统。有助于 Google 实现其 " 随时随地为每个人提供信 息 " 的企业战略。 HTC HTC HTC HTC Dream/G1 Dream/G1 Dream/G1 Dream/G1 具体配置 硬件 3.17 英寸 HVGA (480 x 320) ; 1150mAh 电池 ;高通 528Mhz 7201 处理器 ; 64MB RAM 、 128MB ROM ; 1GB MicroSD 卡 ; QWERTY 全键盘; 310 万像素摄像头。 流媒体 支持视频格式: H.264 、流媒体、 3GPP 、 MPEG4 和 Codec 3GP ;支持音频格式: MP3 、 AAC 、 AAC+ 、 W MA 、 MPEG4 、 WAV 、 MIDI 、 REAL 、 AUDIO 和 OGG ;支持墙纸格式: JPG 、 BMP 、 PNG 和 GIF ;铃声 (MP3 、 AAC 、 AAC+ 和 WMA) 。 接入技术 蓝牙 (class 1) ;四频 (850 , 900 , 1800 , 1900) ;支持 3G , 802.11b 和 802.11g 。----------------------------------- Android 编程基础 5 互联网 支持 HTTP 、 WAP Push 和 xHTML ;支持 POP 、 IMAP 、 SMTP ,以及 AOL 和 GMAIL 电子邮件服务;支持 AIM 、 MSN 、雅虎通和 GTALK ;与谷歌日历同步;与 Android Market 联机;支持谷歌 “ 街景 ” 服务;包装盒内附 数据工具包。 更多信息 https://sites.google.com/a/android.com/opensource/release-features Android Android Android Android 盈利模式 Android 的 App Market 模式,软件开发者获得 7 成收入, 3 成用于系统维护。难点在于位置营销。 设备商通过卖设备、内置特色应用来获得盈利。也可以兼职专业软件开发者进行赢利。 Google 自身通过基于统一平台为用户提供信息来盈利。 Android Android Android Android 的优势 � 源代码完全开放,便于开发人员更清楚的把握实现细节,便于提高开发人员的技术水平,有利于开发 出 更具差异性的应用。 � 采用了对有限内存、电池和 CPU 优化过的虚拟机 Dalvik , Android 的运行速度比想象的要快很多。 � 运营商(中国移动等)的大力支持,产业链条的热捧。 � 良好的盈利模式( 3/7 开),产业链条的各方:运营商、制造商、独立软件生产商都可以获得不错的利 益 。 将移动终端的评价标准从硬件向软件转变,极大的激发了软件开发者的热情。 � Android 的源代码遵循 Apache V2 软件许可,而不是通常的 GPL v2 许可。有利于商业开发。 � 具有强大的 Linux 社区的支持。 Android Android Android Android 的不足 � 由于采用了 Java 作为应用开发语言,目前可用的传统第三方应用还很少,但由于 Android 是一款完全 开 源的移动计算平台,相信第三方应用会很快的丰富起来。 � Google 提供了一套 Java 核心包 (J2SE 5,J2SE 6) 的有限子集,尚不承诺遵守 Java 任何 Java 规范 , 可能会造 成J ava 阵营的进一步分裂。 � 现有应用完善度不太够,需要的开发工作量较大。----------------------------------- Android 编程基础 6 � 基于 QEMU 开发的模拟器调试手段不十分丰富,只支持通话、SMS等,速度慢。 � 暂不具备 Push Mail 和 Office(DataViz 、 QuickOffice 计划近期推出 ) 功能,目前主要面向的是普通消费 者 用户,对商业用户支持尚弱。 Android Android Android Android 带来的影响 ANDROID 的推出后可能影响的产业包括移动电信业,软件开发业,手机制造业,在以消费者为核心的状 态 。 对消费者的影响 � 高档手机选择面增加。 � A ndroid 在设计初期就考虑了与现其有业务的融合,改变以往从计算机为主改成从手机使用为导向。新 生应用如:G oogle 地图及其衍生应用、 GMail 、 GTalk 等。 � GPS 卫星导航功能,手机照相, MP3 ,蓝芽等均被列为 Android 所提供支持的基本选项。 � Android 的平台基本上是免费的,虽然有部份原生链接库会要求费用,但大部份是免权利金; Android 的 程序可以采用 JAVA 开发,但是因为它的虚拟机 (Virtual Machine) Dalvik ,是将 JAVA 的 bytecode 转成 自 己的格式,回避掉需要付给 SUN 有关 JAVA 的授权费用。 对手机制造者的影响 � Android 是款开源的移动计算软件平台,组建了 google 主导的拥有众多产业界巨头的产业联盟,有利于 高效开发、降低成本。 � 由于是源代码开放的产品,对非主导厂商而言,可以避开与主导厂商在核心技术上面的差距,开发出 更 具竞争力和差异化的产品。 对运营商的影响 � 丰富的数据业务,将导致数据流量的显著增加 。 � 手机来源增加,价格更为低廉。 对软件开发者的影响 � 因为 Android 移动软件平台抱持开放互通的观念,势必吸引不少自由软件的拥护者。 � 开发方向有三个重点 :----------------------------------- Android 编程基础 7 � 应用软件的开发 � 特殊功能的原生链接库 � 专属应用程序框架 � 由于 Android 的A pp Market 性质,可能催生出专门的应用软件开发商。 Android Android Android Android 应用现状 � 设备商: lenovo 、琦基、戴尔、三星、摩托罗拉、华为、英特尔、 Kogan 、索爱、华硕、多普达、爱可 视 、 Archos 等。 � 制造商: HTC 、 Telstra 等。 � 手机设计公司:播思、德信无线等。 � 运营商:中国移动、 Sprint 、 T-Mobile 、 Teleca AB 等。 � 芯片商: Qualcomm 、 Marvell 、 TI 、 Boardcom 等。----------------------------------- Android 编程基础 8 Android Android Android Android 开发入门 System System System System Requirements Requirements Requirements Requirements The sections below describe the system and software requirements for developing Android applications using the Android SDK tools included in Android 1.1 SDK, Release 1. Supported Supported Supported Supported Operating Operating Operating Operating Systems Systems Systems Systems • Windows XP (32-bit) or Vista (32- or 64-bit) • Mac OS X 10.4.8 or later (x86 only) • Linux (tested on Linux Ubuntu Dapper Drake) Supported Supported Supported Supported Development Development Development Development Environments Environments Environments Environments Eclipse IDE o Eclipse 3.3 (Europa), 3.4 (Ganymede) � Eclipse JDT plugin (included in most Eclipse IDE packages) � WST (optional, but needed for the Android Editors feature; included in most Eclipse IDE packages ) o JDK 5 or JDK 6 (JRE alone is not sufficient) o Android Development Tools plugin (optional) o Not Not Not Not compatible with Gnu Compiler for Java (gcj) Other development environments or IDEs o JDK 5 or JDK 6 (JRE alone is not sufficient) o Apache Ant 1.6.5 or later for Linux and Mac, 1.7 or later for Windows o Not Not Not Not compatible with Gnu Compiler for Java (gcj) Note: Note: Note: Note: If JDK is already installed on your development computer, please take a moment to make sure that it meets the version requirements listed above. In particular, note that some Linux distributions may include JDK 1.4 or Gnu Compiler for Java, both of which are not supported for Android development----------------------------------- Android 编程基础 9 什么是 Android? Android? Android? Android? Android 是一个专门针对移动设备的软件集,它包括一个操作系统,中间件和一些重要的应用程序。 Beta 版 的 Android SDK 提供了在 Android 平台上使用 JaVa 语言进行 Android 应用开发必须的工具和 API 接口。 特性 • 应用程序框架 支持组件的重用与替换 • Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik 虚拟机 专为移动设备优化 • 集成的浏览器 基于开源的 WebKit 引擎 • 优化的图形库 包括定制的 2D 图形库, 3D 图形库基于 OpenGL ES 1.0 (硬件加速可选) • SQLite SQLite SQLite SQLite 用作结构化的数据存储 • 多媒体支持 包括常见的音频、视频和静态图像格式 ( 如 MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG , GIF ) • GSM GSM GSM GSM 电话技术 (依赖于硬件) • 蓝牙 Bluetooth, Bluetooth, Bluetooth, Bluetooth, EDGE, EDGE, EDGE, EDGE, 3G, 3G, 3G, 3G, 和 WiFi WiFi WiFi WiFi (依赖于硬件) • 照相机, GPS GPS GPS GPS ,指南针,和加速度计( accelerometer accelerometer accelerometer accelerometer ) (依赖于硬件) • 丰富的开发环境 包括设备模拟器,调试工具,内存及性能分析图表,和 Eclipse 集成开发环境插件 应用程序 Android 会同一系列核心应用程序包一起发布,该应用程序包包括 email 客户端, SMS 短消息程序,日历, 地图,浏览器,联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用 JAVA 语言编写的。 应用程序框架 开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的 API 框架。该应用程序的架构设计简化了组件的重用;任 何 一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循 框 架的安全性限制)。同样,该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。 隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统 , 其中包括; • 丰富而又可扩展的视图( Views ),可以用来构建应用程序, 它包括列表( lists ),网格( grids ),文 本框( text boxes ),按钮( buttons ), 甚至可嵌入的 web 浏览器。 • 内容提供器( Content Providers )使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据(如联系人数据库), 或 者共享它们自己的数据 • 资源管理器( Resource Manager )提供 非代码资源的访问,如本地字符串,图形,和布局文件( la yout files )。 • 通知管理器 ( Notification Manager ) 使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。 • 活动管理器( Activity Manager ) 用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。----------------------------------- Android 编程基础 10 程序库 Android 包含一些 C/C++ 库,这些库能被 Android 系统中不同的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架 为开发者提供服务。以下是一些核心库: • 系统 C C C C 库 - 一个从 BSD 继承来的标准 C 系统函数库( libc ), 它是专门为基于 embedded linu x 的设备定制的。 • 媒体库 - 基于 PacketVideo OpenCORE ;该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制,同时支 持 静态图像文件。编码格式包括 MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG 。 • Surface Surface Surface Surface Manager Manager Manager Manager - 对显示子系统的管理,并且为多个应用程序提 供了 2D 和 3D 图层的无缝融合。 • LibWebCore LibWebCore LibWebCore LibWebCore - 一个最新的 web 浏览器引擎用,支持 Android 浏览器和一个可嵌入的 web 视图。 • SGL SGL SGL SGL - 底层的 2D 图形引擎 • 3D 3D 3D 3D libraries libraries libraries libraries - 基于 OpenGL ES 1.0 APIs 实现;该库可以使用硬件 3D 加速(如果可用)或者使用高 度优化的 3D 软加速。 • FreeType FreeType FreeType FreeType - 位图( bitmap )和矢量( vector )字体显示。 • SQLite SQLite SQLite SQLite - 一个对于所有应用程序可用,功能强劲的轻型关系型数据库引擎。 Android Android Android Android 运行库 Android 包括了一个核心库,该核心库提供了 JAVA 编程语言核心库的大多数功能。 每一个 Android 应用程序都在它自己的进程中运行,都拥有一个独立的 Dalvik 虚拟 机实例。 Dalvik 被设计 成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。 Dalvik 虚拟机执行( .dex )的 Dalvik 可执行文件,该格式 文 件针对小内存使用做了 优化。同时虚拟机是基于寄存器的,所有的类都经由 JAVA 编译器编译,然后通过 SDK 中 的 "dx" 工具转化成 .dex 格式由虚拟机执行。 Dalvik 虚拟机依赖于 linux 内核的一些功能,比如线程机制和底层内存管理机制。 Linux Linux Linux Linux 内核 Android 的核心系统服务依赖于 Linux 2.6 内核,如安全性,内存管理,进程管理, 网络协议栈和驱动模 型 。 Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。----------------------------------- Android 编程基础 11 Android Android Android Android 的系统架构 系统构架 Android Android Android Android 内核 � Linux 内核版本 2.6 � 位于硬件和软件堆之间的抽象层 � 核心服务:安全机制、内存管理、进程管理、网络、硬件驱动。 Android 依赖 Linux 内核 2.6 提供核心服务,比如安全、内存管理、进程管理、网络、硬件驱动。在这里, L inux 内核扮演的是硬件层和系统其它层次之间的一个抽象层的概念。这个操作系统并非类 GNU/Linux 的,因为 其 系统库,系统初始化和编程接口都和标准的 Linux 系统是有所不同的。----------------------------------- Android 编程基础 12 从 Google 目前 release 的 Linux 系统来看,其没有虚拟内存文件系统,系统所用的是 yaffs2 文件系统,具体 的映像也都位于 SDK 安装目录下。通过 emulator -console 命令,我们可以在 host 中断下得到一个简单的可 以 控制 Android 的 shell ,这 个 系 统 包 含 了 一 个 Toolbox ,提 供 一 些 基 本 的 命 令 工 具 , 集 中 在 /sbin,/system/sbin,/system/bin 中,但是很简陋,命令种类也很少。 目前 Android 的程序安装模式是靠 Eclipse 自动进行的,通过对底层的分析可知,大致步骤就是在 /data/app 和 data/data 下存放 android 底层和普通内核没有什么大的区别,我们可以将其作为一个 Linux 来进行开发和 hacking 。 Lib Lib Lib Lib 和运行环境 lib � C/C++ 库:被各种 Android 组件使用 � 通过应用程序框架开发者可以使用其功能 � 包括: � 媒体库: MPEG4 H.264 MP3 JPG PNG ..... � WebKit/LibWebCore : Web 浏览引擎 � SQLite 关系数据库引擎 � 2D , 3D 图形库、引擎 丰富的类库支持: 2D 和 3D 图像库 OpenGL ES 、数据库 SQLite 、对象数据库 db4o 类库、媒体库、基于 Lin ux 底层系统 C 库等等,让应用开发更简单多样。 Google 使用 Apache 的 Harmony 类库, Harmony 某些方面速 度 快于 Sun 的 VM 。 Runtime 在 Dalvik Java VM 上, Dalvik 采用简练、高效的 byte code 格式运行,它能够在 低 资耗和没有应用相互干扰的情况下并行执行多个应用。 运行时环境 � 核心库提供的 Java 功能 � Dalvik 虚拟机依赖于 Linux 内核,例如线程或底层内存管理 � 设备可以运行多个 Dalvik 虚拟机,每一个 Android 应用程序在它自己的 Dalvik VM 实例中运行 � VM 执行优化的 Dalvik 可执行文件 (.dex) � Dx- 工具把编译过的 Java 文件转换为 dex 文件----------------------------------- Android 编程基础 13 应用和框架 � 核心应用,例如联系人,电子邮件,电话,浏览器,日历,地图, ... � 充分访问所有核心应用框架 API � 简化组件的重用 � 用 Java 编写应用程序----------------------------------- Android 编程基础 14 支持的功能 + Application framework: 可重用的和可替换的组件部分,在这个层面上,所有的软件都是平等的。 + Dalvik virtul machine: 一个基于 Linux 的虚拟机。 + Integrated browser: 一个基于开源的 WebKit 引擎的浏览器,在应用程序层。 + Optimized graphics: 包含一个自定义的 2D 图形库和基于 OpenGL ES 1.0 标准的 3D 实现。 + SQLite: 数据库 + Media support: 通用的音频,视频和对各种图片格式的支持 (MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GI F) + GSM Telephony: GSM 移动网络 , 硬件支持。 + Bluetooth, EDGE, 3G, and WiFi: 都依赖于硬件支持。 + Camera, GPS, compass, and accelerometer: 都依赖于硬件支持。 + Rich development environment: 包含一套完整的开发工具集,方便跟踪调试,内存检测和性能测试,而且 提供了 Eclipse 的插件。最底层的是一个 Linux Kernel ,加载了几个移动设备必要的系统驱动(这么说来 Android 基 础系统是要以 GPL 发布了?不知道 34 家厂商的硬件开发商们是怎么样想的);上面是类库和 Runtime ,绿 色 的类库部分可以看到大名鼎鼎的 SQLite ,这个软件甚至声称自己属于公共领域(比 MIT License 还要强 @ @ ) , 字体 FreeType 是 BSD-style License 的,图形库 OpenGL ES 只需通过产品测试,无偿使用于产品。再向上看 是应用层的东西了,这里可以做的事情就非常多了 ,各个社区,各个厂家都可以参与进来。难怪 Android 的 sdk 可以 Apache License 发布了 , 对企业和开发人员友好啊。 那么 Google 自己的东西在哪里呢?没错,就是 右 边那个 runtime ,最吸引技术人员的就是这个 runtime (注意,这个才是 Android 的核心)。 Google 为它准备 了 一个虚拟机,叫做 Dalvik 。这个让人摸不着头脑的东西的到底是什么?从开发平台上我们清清楚楚地得到 了 答案: Java----------------------------------- Android 编程基础 15 封面----------------------------------- Android 编程基础 1 封面----------------------------------- Android 编程基础 2 7 7 7 7 个 Linux Linux Linux Linux 手机平台 � Maemo � Android � LIMO � OpenMOKO � GPE^2 � ALP � QTopia Phone Edition Maemo Maemo Maemo Maemo 架构----------------------------------- Android 编程基础 3 Android Android Android Android 架构----------------------------------- Android 编程基础 4 LIMO LIMO LIMO LIMO 架构----------------------------------- Android 编程基础 5 OpneMOKO OpneMOKO OpneMOKO OpneMOKO 架构----------------------------------- Android 编程基础 6 GPE^2 GPE^2 GPE^2 GPE^2 架构----------------------------------- Android 编程基础 7 ALP ALP ALP ALP 架构----------------------------------- Android 编程基础 8 QTopia QTopia QTopia QTopia Phone Phone Phone Phone Edition Edition Edition Edition 架构----------------------------------- Android 编程基础 9 进程间的通信 Linux 手机平台进程间通信 � Maemo 采用 D-BUS � Android 采用 OpenBinder � LiMO 采用 D-BUS � OpenMoko 采用 D-BUS � GPE Phone Edition 采用 D-BUS � ALC 采用 OpenBinder � Qtopia Phone Edition 采用 D-BUS 进程间通信种类 � D-BUS � Openbinder � CORBA/Corbit � IVY � GNET D-BUS----------------------------------- Android 编程基础 10 Android Android Android Android 学习方法 ① 了解什么是 Androi ② 建立开发环境 ③ 阅读 SDK 文档 ④ 背景知识 � Java � 面向对象 � 设计模式 � J2ME 、 Brew 、 Symbian 建立 Android Android Android Android 开发环境 ① 下载 JDK 5 or JDK 6 (JRE alone is not sufficient) -> 安装 -> 设置环境变量 JAVA_HOME CLASSPATH path ② 下载 Eclipse 3.3 (Europa), 3.4 (Ganymede) IDE for JAVA-> 解压 ③ 下载 Android SDK 解压 -> path 里加入 SDK 包中的 tools 目录全路径 ④ 下载 ADT 0.8.0 解压 ⑤ 打开 Eclipse 安装 ADT 插件----------------------------------- Android 编程基础 11 封面----------------------------------- Android 编程基础 1 封面----------------------------------- Android 编程基础 2 Android Android Android Android 开发环境搭建 ADV ADV ADV ADV 的创建 ADT0.9.1 版本 ① 在 Eclipse 中创建----------------------------------- Android 编程基础 3 ② 在命令行中创建 打开 CMD 命令行,进入到 Android SDK tools 目录 使用 android 命令列出 target 值 使用 android create avd 命令来创建 AVD cd E:\Mobile DEV\Android_SDK1.5\tools android list targets 行为: "create avd": 创建一个新的 Android 虚拟设备。 选项: -t --target 新的 AVD 的 Target ID( 必须 ) -c --sdcard 指向一个共享的 SD 存储卡的路径或是为新的 AVD 定制的新 SD 存储卡的容量大小 -p --path 新 AVD 将被创建的位置路径 -n --name 新 AVD 的名称 ( 必须 ) -f --force 强制创建 ( 覆盖已存在的 AVD) -s --skin 新 AVD 的皮肤----------------------------------- Android 编程基础 4 例子 : 将建一个名叫 GPhone 的 AVD , Target ID=2 、 SD 存储卡容量 52M 、路径 C:\AVD\ 、皮肤 SUSE-HVGA- P 查看自己新创建的 ADV : list avd 命令 ADT0.9.0 版本 只能在命令行中创建 开启命令行进入 Android SDK tools 目录 列出 Target ID 创建一个新的 AVD 查看新创建的 AVD 运行指定的 AVD 运行新创建的 AVD:GPhone android create avd -n GPhone -t 2 -c 52M -p C:\AVD\ -s SUSE-HVGA-P android list avd cd E:\Mobile DEV\Android_SDK1.5\tools andriod list target android create avd -n GPhone -t 2 -c 52M -p C:\AVD\ -s SUSE-HVGA-P android list avd emulator -avd GPhone----------------------------------- Android 编程基础 5 Windows Windows Windows Windows 平台: Eclipse IDE 版本 ------------JDK+Eclipse+Android SDK+ADT 1. 必须软件 2. 安装过程 ① 安装 JAVA JDK SE 1.6 � 设置环境变量 � JAVA_HOME � JAVA_JRE_HOME � JRE_HOME � Android_SDK_HOME � CLASSPATH � Path ① JAVA JDK SE 1.6 jdk-6u13-windows-i586-p.exe ② Eclipse 3.4.2 eclipse-java-ganymede-SR2-win32.zip ③ Google Android SDK android-sdk-windows-1.5_r1.zip ④ ADT-0.9.0 ADT-0.9.0.zip JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_13 JAVA_JRE_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_13\jre JRE_HOME=C:\Program Files\Java\jre6 Android_SDK_HOME =C:\Mobile Phone DEV\Android SDK CLASSPATH=.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;%JAVA_HOME%\lib\dt. jar;%JRE_HOME%\lib;%JRE_HOME%\lib\rt.jar;%JAVA_JRE_HOME%\lib;%JAVA_JRE_HOME% \lib\rt.jar Path= %Android_SDK_HOME%\tools ;%JAVA_HOME%\bin;%JRE_HOME%\bin;%JAVA_JRE _HOME%\bin; 要使用命令行工具必须配置----------------------------------- Android 编程基础 6 ② 解压 Eclipse 3.4.2 ③ 解压 Google Android SDK ④ Eclipse 下安装 ADT 0.9.0 ⑤ 设置 Google Android SDK 路径 解压 eclipse-java-ganymede-SR2-win32.zip 到 C:\Eclipse For Android\ 解压 android-sdk-windows-1.5_r1.zip 到 C:\Mobile Phone DEV\Android SDK 复制 ADT-0.9.0.zip 到 C:\ 打开 C:\Eclipse For Android\eclipse.exe 设置工作路径为 C:\WorkSpace Help->SoftWare Update->find and install ->Search for new features to install ->Next->New Archived site-> 选中 C:\ ADT-0.9.0.zip->OK->Finish->ADT-0.9.0.zip 选勾 ->Next->Accept->Next->Finish- >Install All->Restart “ YES ” Window->preferences-> 选中 Android->SDK Location 中选择 Google Android SDK 的安装路 径 C:\Mobile Phone DEV\Android SDK->OK----------------------------------- Android 编程基础 7 3. HelloWorld 程序实例 ① 新建一个 Android Project � Project name 设置工程名 Hello Google Android � Package name 设置包名 zyf.android.test.hello � Activity name 设置活动名 Hello � Application name 设置应用程序名 Hello � Build Target 设置 AVD API 的版本 3 Android1.5----------------------------------- Android 编程基础 8----------------------------------- Android 编程基础 9 ② 修改 Hello.java 文件 内容如下: ③ 运行 as Android package package package package zyf.android.test.hello; import import import import android.app.Activity; import import import import android.os.Bundle; import import import import android.widget.TextView; public public public public class class class class Hello extends extends extends extends Activity { /** Called when the activity is first created. */ @Override public public public public void void void void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super super super super .onCreate(savedInstanceState); // setContentView (R.layout.main); TextView tv = new new new new TextView( this this this this ); tv.setText( " 这是一个测试 Android 的 helloWorld" ); setContentView(tv); } }----------------------------------- Android 编程基础 10 ④ 代码分析: 在 Android 中,用户界面控件被封装成了各种 Class 叫做 Views 。一个 View 是一个可以显示的控件对 象,比如 RadioButton , Animation , TextLable 等。其中的一个简单的控件是 TextView: 传入 TextView 构造函数的参数是一个 Context 对象,通过这个对象可以使用系统提供的功能接口,比 如加载资源,访问数据库和共享数据等等。 Activity 类从 Context 类继承而来,所以 Activity 本身 是 一个 Context ( Java 中的继承概念)。 TextView 对象构建以后就可以设置要显示的数据了。 tv.setText(" 这是一个测试 Android 的 helloWorld"); 最后是连接 TextView 到屏幕 , 类似这样 : setContentView() 方法可以控制具体哪一个控件和系统的 UI 联系起来(我的理 解是设置为主显示 View )。如果没有设置,屏幕中将会显示空白。 ⑤ 结果 TextView tv = new new new new TextView( this this this this ); setContentView(tv);----------------------------------- Android 编程基础 11----------------------------------- Android 编程基础 12 Apache Ant IDE 版本 ------------JDK+Android SDK +Ant 1. 必须软件 2. 安装过程 ① 安装 JAVA JDK SE 1.6 � 设置环境变量 � JAVA_HOME � JAVA_JRE_HOME � JRE_HOME � Android_SDK_HOME � ANT_HOME � CLASSPATH � Path ① JAVA JDK SE 1.6 jdk-6u13-windows-i586-p.exe ② Google Android SDK android-sdk-windows-1.5_r1.zip ③ Apache Ant apache-ant-1.7.1-bin.zip JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_13 JAVA_JRE_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_13\jre JRE_HOME=C:\Program Files\Java\jre6 Android_SDK_HOME =C:\Mobile Phone DEV\Android SDK ANT_HOME=C:\Mobile Phone DEV\Apache Ant\apache-ant-1.7.1 CLASSPATH=.;%ANT_HOME%\lib;%ANT_HOME%\lib\ant.jar;%JAVA_HOME%\lib;%JAV A_HOME%\lib\tools.jar;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JRE_HOME%\lib;%JRE_HOME%\lib\r t.jar;%JAVA_JRE_HOME%\lib;%JAVA_JRE_HOME%\lib\rt.jar Path=%ANT_HOME%\bin;%Android_SDK_HOME%\tools;%JAVA_HOME%\bin;%JRE_HO ME%\bin;%JAVA_JRE_HOME%\bin;----------------------------------- Android 编程基础 13 ② 解压 Google Android SDK ③ 解压 apache-ant-1.7.1.zip 3. HelloWorld 程序实例 结果 解压 android-sdk-windows-1.5_r1.zip 到 C:\Mobile Phone DEV\Android SDK 解压 Apache Ant apache-ant-1.7.1.zip 到 C:\Mobile Phone DEV\Apache Ant\apache-ant-1.7.1 ① 开始 -> 运行 ->cmd ② cd C:\Mobile Phone DEV\WorkSpace ③ 使用命令行工具来创建一个新工程 ④ cd Hello ⑤ ant debug ⑥ cd bin ⑦ emulator -avd Android_SDK1.5 ⑧ adb install ./hello-debug.apk ⑨ 在模拟器中运行 hello 程序 android create project -k zyf.hello -n HelloAndroid -t 2 -a AntActivity -p ./Hello----------------------------------- Android 编程基础 14 Linux Linux Linux Linux 平台: JDK+Eclipse+Android SDK+ADT JDK+Android SDK +Ant----------------------------------- Android 编程基础 15 应用解析 Activity Activity Activity Activity : : : : 活动是最基本的 Android 应用程序组件,应用程序中,一个活动通常就是一个单独的屏幕。每一个活动 都被实现为一个独立的类,并且从活动基类中继承而来,活动类将会显示由视图控件组成的用户接口,并 对 事件做出响应。大多数的应用是由多个屏幕显示组成。例如 : 一个文本信息的应用也许有一个显示发送消息 的 联系人列表屏幕,第二个屏幕用来写文本消息和选择收件人,再来一个屏幕查看消息历史或者消息设置操 作 等。这里每一个这样的屏幕就是一个活动,很容易实现从一个屏幕到一个新的屏幕并且完成新的活动。在 某 些情况下当前的屏幕也许需要向上一个屏 幕活动提供返回值 -- 比如让用户从手机中挑选一张照片返回通讯录 做为电话拨入者的头像。 当一个新的屏幕打开后,前一个屏幕将会暂停,并保存在历史堆栈中。用户可以返回到历史堆栈中的 前 一个屏幕。当屏幕不再使用时,还可以从历史堆栈中删除。默认情况下, Android 将会保留从主屏幕到每一 个应用的运行屏幕。 简单理解 Activity 代表一个用户所能看到的屏幕, Activity 主要是处理一个应用的整体性工作,例如, 监 听系统事件 ( 按键事件、触摸屏事件等 ) 、为用户显示指定的 View ,启动其他 Activity 等。所有应用的 Activit y 都继承于 android.app.Activity 类,该类是 Android 提供的基层类,其他的 Activity 继承该父类后,通过 Over ride 父类的方法来实现各种功能,这种设计在其他领域也较为常见。 Intent Intent Intent Intent : : : : 调用 Android 专有类 Intent 进行架构屏幕之间的切换。 Intent 是描述应用想要做什么。 Intent 数据结构两 个最重要的部分是动作和动作对应的数据。典型的动作类型有 :MAIN (活动的门户)、 VIEW 、 PICK 、 EDIT 等。而动作对应的数据则以 URI 的形式进行表示。例如 : 要查看某个人的联系方式,你需要创建一个动作类 型为 VIEW 的 Intent ,以及一个表示这个人的 URI 。 Android 使用了 Intent 这个特殊类,实现在屏幕与屏幕之间移动。 Intent 类用于描述一个应用将会做什 么 事。在 Intent 的描述结构中,有两个最重要的部分:动作和动作对应的数据。典型的动作类型有: MAIN ( a ctivity 的门户)、 VIEW 、 PICK 、 EDIT 等。而动作对应的数据则以 URI 的形式进行表示。例如:要查看一个人的 联 系方式,你需要创建一个动作类型为 VIEW 的 intent ,以及一个表示这个人的 URI 。 与之有关系的一个类叫 IntentFilter 。相对于 intent 是一个有效的做某事的请求,一个 intentfilter 则用于 描 述一个 activity (或者 IntentReceiver )能够操作哪些 intent 。一个 activity 如果要显示一个人的联系方式时, 需 要声明一个 IntentFilter ,这个 IntentFilter 要知道怎么去处理 VIEW 动作和表示一个人的 URI 。 IntentFilter 需 要在 AndroidManifest.xml 中定义。 通过解析各种 intent ,从一个屏幕导航到另一个屏幕是很简单的。当向前导航时, activity 将会调用 startActivity(IntentmyIntent) 方法。然后,系统会在所有安装的应用程序中定义的 IntentFilter 中查找,找到最 匹配 myIntent 的 Intent 对应的 activity 。新的 activity 接收到 myIntent 的通知后,开始运行。当 startActivity 方 法被调用将触发解析 myIntent 的动作,这个机制提供了两个关键好处:----------------------------------- Android 编程基础 16 A 、 Activities 能够重复利用从其它组件中以 Intent 的形式产生的一个请求; B 、 Activities 可以在任何时候被一个具有相同 IntentFilter 的新的 Activity 取代。 IntentReceiver: IntentReceiver: IntentReceiver: IntentReceiver: 当你希望你的应用能够对一个外部的事件 ( 如当电话呼入时,或者数据网络可用时,或者到了晚上时 ) 做出响 应,你可以使用一个 IntentReceiver 。虽然 IntentReceiver 在感兴趣的事件发生时,会使用 NotificationManage r 通知用户,但它并不能生成一个 UI 。 IntentReceiver 在 AndroidManifest.xml 中注册,但也可以在代码中使用 Context.registerReceiver() 进行注册。当一个 intentreceiver 被触发时,你的应用不必对请求调用 inten treceiver , 系统会在需要的时候启动你的应用。各种应用还可以通过使用 Context.broadcastIntent() 将它们自己的 intentreceiver 广播给其它应用程序。 Service Service Service Service : : : : 一个 Service 是一段长生命周期的,没有用户界面的程序。比较好的一个例子就是一个正在从播放列表中 播放歌曲的媒体播放器。在一个媒体播放器的应用中,应该会有多个 activity ,让使用者可以选择歌曲并播 放 歌曲。然而,音乐重放这个功能并没有对应的 activity ,因为使用者当然会认为在导航到其它屏幕时音乐应 该 还在播放的。在这个例子中,媒体播放器这个 activity 会使用 Context.startService() 来启动一个 service ,从而 可以在后台保持音乐的播放。同时,系统也将保持这个 service 一直执行,直到这个 service 运行结束。另外 , 我们还可以通过使用 Context.bindService() 方法,连接到一个 service 上(如果这个 service 还没有运行将启动 它)。当连接到一个 service 之后,我们还可以 service 提供的接口与它进行通讯。拿媒体播放器这个例子来 说 , 我们还可以进行暂停、重播等操作。 Content Content Content Content Provider Provider Provider Provider : : : : Android 应用程序能够将它们的数据保存到文件、 SQLite 数据库中,甚至是任何有效的设备中。当你想 将你的应用数据与其它的应用共享时,内容提供器就可以发挥作用了。因为内容提供器类实现了一组标准 的 方法,从而能够让其它的应用保存或读取此内容提供器处理的各种数据类型。 数据是应用的核心。在 Android 中,默认使用鼎鼎大名的 SQLite 作为系统 DB 。但是在 Android 中,使用方 法有点小小的不一样。在 Android 中每一个应用都运行在各自的进程中,当你的应用需要访问其他应用的数 据时,也就需要数据在不同的虚拟机之间传递,这样的情况操作起来可能有些困难 ( 正常情况下,你不能读 取 其他的应用的 db 文件 ) , ContentProvider 正是用来解决在不同的应用包之间共享数据的工具。 � 所有被一个 Android 应用程序创建的偏好设置,文件和数据库都是私有的。 � 为了和其他应用程序共享数据,应用程序不得不创建一个 Content Provider � 要回索其他应用程序的数据,它自己的 Content Provider 必须被调用 � Android 本地 Content Provider 包括: � CallLog :地址和接收到的电话信息 � Contact.People.Phones :存储电话号码 � Setting.System :系统设置和偏好设置 � 等等----------------------------------- Android 编程基础 17 封面----------------------------------- Android 编程基础 1 封面----------------------------------- Android 编程基础 2 Android Android Android Android 虚拟机 Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik 冲击 随着 Google 的 AndroidSDK 的发布,关于它的 API 以及在移动电话领域所带来的预 期影响这些方面的讨论不胜枚举。不过,其中的一个话题在 Java 社区是一石激起千层浪, 这就是 Android 平台的基础 —— Dalvik 虚拟机。 Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik 和标准 Java Java Java Java 虚拟机 (JVM) (JVM) (JVM) (JVM) 首要差别 Dalvik 基于寄存器,而 JVM 基于栈。,基于寄存器的虚拟机对于更大的程序来说,在它们编译的时候,花 费 的时间更短。 Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik 和 Java Java Java Java 运行环境的区别 Dalvik 经过优化,允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例,并且每一个 Dalvik 应用作为一个独立 的 Linux 进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭 . Dalvik Dalvik Dalvik Dalvik 形势 Dalvik 的诞生也导致人们开始忧虑 Java 平台的第一次大规模的分道扬镳或许已经是进行时了 —— 有人已经 把 Davlik 和微软的 JVM 以及 Sun 对微软的诉讼联系起来,等着看 Google 身上是否也会发生类似事情;另外 一 些人则指出, Google 并没有宣称 Dalvik 是一个 Java 实现,而微软却是这样做的。 Sun 也对可能带来的阵营 分裂表达了忧虑情绪,并提出和 Google 合作来保证 Dalvik 和 JVM 之间的兼容性 —— Google 对此的解释是, Dalvik 是对解决目前 JavaME 平台上分裂的一次尝试,也是为了提供一个拥 有较少限制许可证的平台。甚至 还有人怀疑这是否是 Sun 和 Google 两大阵营对 Java 之未来的一次大规模较量。----------------------------------- Android 编程基础 3 Android Android Android Android 中各种 JAVA JAVA JAVA JAVA 包的功能描述 在 Android 的应用程序开发中,通常使用的是 JAVA 语言,除了需要熟悉 JAVA 语 言的基础知识之外,还需要了解 Android 提供的扩展的 JAVA 功能。 在一般的 JAVA 应用中,如果需用引用基础类库,通常需要使用如下的方式: import javax.swing.*; 以上代码表示了引用 JAVA 的 GUI 组件 Swing,javax.swing 即 JAVA 中的一个包。 android 提供一些扩展的 JAVA 类库,类库分为若干个包,每个包中包含若干个类。 重要包的描述: android.app :提供高层的程序模型、提供基本的运行环境 android.content :包含各种的对设备上的数据进行访问和发布的类 android.database :通过内容提供者浏览和操作数据库 android.graphics :底层的图形库,包含画布,颜色过滤,点,矩形,可以将他们直接绘制到屏幕上 . android.location :定位和相关服务的类 android.media :提供一些类管理多种音频、视频的媒体接口 android.net :提供帮助网络访问的类,超过通常的 java.net.* 接口 android.os :提供了系统服务、消息传输、 IPC 机制 android.opengl :提供 OpenGL 的工具 android.provider :提供类访问 Android 的内容提供者 android.telephony :提供与拨打电话相关的 API 交互 android.view :提供基础的用户界面接口框架 android.util :涉及工具性的方法,例如时间日期的操作 android.webkit :默认浏览器操作接口 android.widget :包含各种 UI 元素(大部分是可见的)在应用程序的屏幕中使用----------------------------------- Android 编程基础 4 Android Android Android Android 的相关文件类型 Java Java Java Java 文件 ----- ----- ----- ----- 应用程序源文件 android 本身相当一部分都是用 java 编写而成 ( 基本上架构图里头蓝色的部份都是用 Java 开发的 ) , android 的 应用必须使用 java 来开发。 Class Class Class Class 文件 ------Java ------Java ------Java ------Java 编译后的目标文件 不像 J2se , java 编译成 class 就可以直接运行, android 平台上 class 文件不能直接在 android 上运行。由于 G oogle 使用了自己的 Dalvik 来运行应用,所以这里的 class 也肯定不能在 AndroidDalvik 的 java 环境中运行, androi d 的 class 文件实际上只是编译过程中的中间目标文件,需要链接成 dex 文件后才能在 dalvik 上运行。 Dex Dex Dex Dex 文件 -----Android -----Android -----Android -----Android 平台上的可执行文件 Android 虚拟机 Dalvik 支持的字节码文件格式 Google 在新发布的 Android 平台上使用了自己的 Dalvik 虚拟 机 来定义,这种虚拟机执行的并非 Java 字节码,而是另一种字节码: dex 格式的字节码。在编译 Java 代码之 后 , 通过 Android 平台上的工具可以将 Java 字节码转换成 Dex 字节码。虽然 Google 称 Dalvik 是为了移动设备定 做的,但是业界很多人认为这是为了规避向 sun 申请 Javalicense 。这个 DalvikVM 针对手机程式 /CPU 做过 最 佳化,可以同时执行许多 VM 而不会占用太多 Res ource 。 Apk Apk Apk Apk 文件 -------Android -------Android -------Android -------Android 上的安装文件 Apk 是 Android 安装包的扩展名,一个 Android 安装包包含了与某个 Android 应用程序相关的所有文件。 apk 文件将 AndroidManifest.xml 文件、应用程序代码 (.dex 文件 ) 、资源文件和其他文件打成一个压缩包。一个工 程只能打进一个 .apk 文件。----------------------------------- Android 编程基础 5 Android Android Android Android 的应用程序结构分析: HelloActivity 本例以一个简单的 HelloActivity 程序为例,简单介绍 Android 应用程序的源代码结构。事实 上, Android 应用程序虽然不是很复杂,但是通常涉及了 JAVA 程序 ,XML 文件, Makefile 多方面的内容。 HelloActivity 虽然简单,但是麻雀虽小,五脏俱全,是学习 Android 应用程 序的最好示例。 第一部分: HelloActivity HelloActivity HelloActivity HelloActivity 的源代码 HelloActivity 工程的源代码在 Android 目录的 development/samples/HelloActivity/ 中,代码的 结构如下所示: 其中 tests 是一个独立的项目,可以暂时不考虑。其他部分看作一个 Android 的一应用程序 的工程。这个工程主要的组成部分如下所示: AndroidManifest.xml :工程的描述文件,在运行时有用处 Android.mk :整个工程的 Makefile development/samples/HelloActivity/ |-- Android.mk |-- AndroidManifest.xml |-- res | |-- layout | | `-- hello_activity.xml | `-- values | `-- strings.xml |-- src | `-- com | `-- example | `-- android | `-- helloactivity | `-- HelloActivity.java `-- tests |-- Android.mk |-- AndroidManifest.xml `-- src `-- com `-- android `-- helloactivity `-- HelloActivityTest.java----------------------------------- Android 编程基础 6 res :放置资源文件的目录 src/com/example/android/helloactivity/HelloActivity.java :这是 JAVA 类文件,这个文件的路径 表示在 Andorid 的 JAVA 包的结构中的位置, 这个包的使用方式为 com.example.android.helloactivity 。 第二部分: 编译的中间结果 这个 HelloActivity 工程经过编译后将生成 out/target/common/obj/APPS/He lloActivity_intermediates/ 目录, 这个目录中的内容都是 HelloActivity 工程相关的, 更具体地说都与 development/samples/HelloActivity/ 中的 Android.mk 文件相关。 classes.dex 是一个最重要的文件,它是给 Android 的 JAVA 虚拟机 Dalvik 运行的字节码文 件。 classes.jar 是一个 JAR 文件, JAR 的含义为 Java ARchive ,也就是 Java 归档,是一种与平台 无关的文件格式,可将多个文件合成一个文件。解压缩之后的目录结构: (JAVA 标准编译得 到的类 ) out/target/common/obj/APPS/He lloActivity_intermediates/ |-- classes.dex (字节码) |-- classes.jar ( JAR 文件 ) |-- public_resources.xml (根据 resources 结构生成的 xml ) `-- src |-- R.stamp `-- com `-- example `-- android `-- helloactivity `-- R.java ( resources 生成的文件)----------------------------------- Android 编程基础 7 各个以 class 为扩展名的文件,事实上是 JAVA 程序经过编译后的各个类的字节码。 第三部分: 目标 apk apk apk apk 文件 目标 apk 文件是 Android 的 JAVA 虚拟机 Dalvik 安装和运行的文件,事实上这个 apk 文件将 由编译的中间结果和原始文件生成。 apk 文件的本质是一个 zip 包。这个 APK 包解压缩后的 目录结构如下所示: 值得注意的是,这里的 xml 文件经过了处理,和原始的文件不太一样,不能按照文本文件 的方式阅读。 classes |-- META-INF | `-- MANIFEST.MF `-- com `-- example `-- android `-- helloactivity |-- HelloActivity.class |-- R$attr.class |-- R$id.class |-- R$layout.class |-- R$string.class `-- R.class out/target/product/generic/obj/APPS/HelloActivity_intermediates/package.apk_FILES/ |-- AndroidManifest.xml |-- META-INF | |-- CERT.RSA | |-- CERT.SF | `-- MANIFEST.MF |-- classes.dex |-- res | `-- layout | `-- hello_activity.xml `-- resources.arsc----------------------------------- Android 编程基础 8 第四部分: 源代码的各个文件 Android.mk 是整个工程的 “ Makefile ” ,其内容如下所示: � LOCAL_PATH:= $(call my-dir) � include $(CLEAR_VARS) � LOCAL_MODULE_TAGS := samples � # Only compile source java files in this apk. � LOCAL_SRC_FILES := $(call all-java-files-under, src) � LOCAL_PACKAGE_NAME := HelloActivity � LOCAL_SDK_VERSION := current � include $(BUILD_PACKAGE) � # Use the following include to make our test apk. � include $(call all-makefiles-under,$(LOCAL_PATH)) 这个文件在各个 Android 的工程中都是类似的,其中 LOCAL_PACKAGE_NAME 表示了这 个包的名字。 LOCAL_MODULE_TAGS 表示了模块的标,在这里使用的是 samples ,正式的应用程序( packages 目录中的应用)中多使用 eng development 。 AndroidManifest.xml 是这个 HelloActivity 工程的描述文件,其内容如下所示: 其中 package 用于说明这个包的名称, android:labeapplication 中的内容是表示这个应用程序 在界面上显示的标题, activity 中的 android:name 表示这个 Android 的活动的名称。 ----------------------------------- Android 编程基础 9 文件 src/com/example/android/helloactivity/HelloActivity.java 是程序主要文件,由 JAVA 语言 写成 com.example.android.helloactivity 表示的是这个包的名称 , 在文件的头部引入了两个包 android.app.Activity 是一个 Android 活动( Activity )包,每一个 Android 活动都需要继承 Activity 类。 包 android.os.Bundle 用于映射字符串的值。 onCreate() 是一个重载的函数,在这个函数中实现应用程序创建的所执行的过程。其中 setContentView() 设置当前的视图( View )。 设置的方法是使用一个文件,这个文件因此决定了视图中包含的内容。这里使用的是 R.layout.hello_activity ,表示从 res/layout/ 目录中使用 hello_activity.xml 文件。 res/layout/hello_activity.xml 文件的内容如下所示: 其中定义了一个可编辑的文本( EditText ),下面的各项其实是它的各种属性, android:text 表示这个文本 的 内 容 ,string/hello_activity_text_text 表 示 找 到 相 应 的 文 件 , 也 就 是 res/value/string.xml 文 件 中 的 hello_activity_text_text 文本。 res/value/string.xml 的内容如下所示: hello_activity_text_text 文本被 res/layout/hello_activity.xml 文件引用,正是应用程序运行时在 屏幕显示的文本。 package package package package com.example.android.helloactivity; import import import import android.app.Activity; import import import import android.os.Bundle; public public public public class class class class HelloActivity extends extends extends extends Activity { public public public public HelloActivity() { } @ Override public public public public void void void void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super super super super .onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.hello_activity); } } He llo , World! ----------------------------------- Android 编程基础 10 Android Android Android Android ADB ADB ADB ADB 工具使用 adb(Android Debug Bridge) 是 Android 提供的一个通用调试工具,借助这个工具,我妈可以管理设备或手机 模 拟器的状态。 adb adb adb adb 功能操作: � 快速更新设备或手机模拟器中的代码,如应用或 Android 系统升级 � 在设备上运行 shell 命令 � 管理设备或手机模拟器上预定端口 � 在设备或手机模拟器上复制、粘贴文件 adb adb adb adb 常用操作: 安装应用到模拟器 Android 没有提供一个卸载应用的命令,只能手动删除: 进入设备或模拟器的 Shell 通过以上命令,可以进入设备或模拟器的 shell 环境中,在这个 Linux Shell 中,你可以执行各种 Linux 的命 令 , 另外如果只想执行一条 shell 命令,可以采用以下方式: 如: 会打印出内核的调试信息 发布端口 可以设置任意的端口号,做为主机向模拟器或设备的请求端口。如 : adb install app.apk adb shell cd data/app rm app.apk adb shell adb shell [command] adb shell dmesg adb forward tcp:5555 tcp:8000----------------------------------- Android 编程基础 11 复制文件 可向一个设备或从一个设备中复制文件 � 复制一个文件或目录到设备或模拟器上: 如: � 从设备或模拟器上复制一个文件或目录 如: 搜索 / 等待模拟器、设备实例 取得当前运行的模拟器、设备的实例列表及每个实例的状态 | 等待正在运行的设备 查看 Bug 报告 记录无线通讯日志 无线通讯记录日志非常多,在运行时没必要记录,可以通过命令设置记录 获取设备 ID 和序列号 访问数据库 SQLite3 adb push adb push test.txt /tmp/test.txt adb pull adb pull /android/lib/libwebcore.os adb devices adb wait-for-device adb bugreport adb shell logcat -b radio adb get-product adb get-serialno adb shell sqlite3----------------------------------- Android 编程基础 12 封面----------------------------------- Android 编程基础 1 封面----------------------------------- Android 编程基础 2 Android Android Android Android 模拟器 模拟器参数 参数格式 option 选项 emulator [option] [-qemu args] -sysdir 为模拟器在 目录中搜索系统硬盘镜像 -system 为模拟器从 文件中读取初始化系统镜像 -datadir 设置用户数据写入的目录 -kernel 为模拟器设置使用指定的模拟器内核 -ramdisk 设置内存 RAM 镜像文件 ( 默认为 /ramdisk.img) -image 废弃,使用 -system 替代 -init-data 设置初始化数据镜像 ( 默认为 /userdata.img) -initdata 和 "-init-data " 使用方法一致 -data 设置数据镜像 ( 默认为 /userdata-qemu.img) -partition-size system/data 分区容量大小 (MB) -cache 设置模拟器缓存分区镜像 ( 默认为 零时文件 ) -no-cache 禁用缓存分区 -nocache 与 "-no-cache" 使用方法相同 -sdcard 指定模拟器 SDCard 镜像文件 ( 默认为 /sdcard.img) -wipe-data 清除并重置用户数据镜像 ( 从 initdata 拷贝 ) -avd 指定模拟器使用 Android 虚拟设备 -skindir 设置模拟器皮肤 在 目录中搜索皮肤 ( 默认为 /skins 目录 ) -skin 选择使用给定的皮肤 -no-skin 不适用任何模拟器皮肤 -noskin 使用方法与 "-no-skin" 相同 -memory 物理 RAM 内存大小 (MB) -netspeed 设置最大网络下载、上传速度 -netdelay 网络时延模拟 -netfast 禁用网络形态 -tarce 代码配置可用 -show-kernel 显示内核信息 -shell 在当前终端中使用根 Shell 命令 -no-jni Dalvik 运行时禁用 JNI 检测 -nojni 使用方法与 "-no-jni" 相同 -logcat 输出给定 tag 的 Logcat 信息----------------------------------- Android 编程基础 3 -no-audio 禁用音频支持 -noaudio 与 "-no-audio" 用法相同 -audio 使用指定的音频 backend -audio-in 使用指定的输入音频 backend -audoi-out 使用指定的输出音频 backend -raw-keys 禁用 Unicode 键盘翻转图 -radio 重定向无线模式接口到个性化设备 -port 设置控制台使用的 TCP 端口 -ports , 设置控制台使用的 TCP 端口和 ADB 调试桥使用的 TCP 端口 -onion 在屏幕上层使用覆盖 PNG 图片 -onion-alpha 指定上层皮肤半透明度 -onion-rotation 0|1|2|3 指定上层皮肤旋转 -scale 调节模拟器窗口尺寸 ( 三种: 1.0-3.0 、 dpi 、 auto) -dpi-device 设置设备的 resolution (dpi 单位 ) ( 默认 165) -http-proxy 通过一个 HTTP 或 HTTPS 代理来创建 TCP 连接 -timezone 使用给定的时区,而不是主机默认的 -dns-server 在模拟系统上使用给定的 DNS 服务 -cpu-delay 调节 CUP 模拟 -no-boot-anim 禁用动画来快速启动 -no-window 禁用图形化窗口显示 -version 显示模拟器版本号 -report-console 向远程 socket 报告控制台端口 -gps 重定向 GPS 导航到个性化设备 -keyset 指定按键设置文件名 -shell-serial 根 shell 的个性化设备 -old-system 支持旧版本 (pre 1.4) 系统镜像 -tcpdump 把网络数据包捕获到文件中 -bootchart bootcharting 可用 -qemu args.... 向 qemu 传递参数 -qemu -h 显示 qemu 帮助 -verbose 和 "-debug-init" 相同 -debug 可用、禁用调试信息 -debug- 使指定的调试信息可用 -debug-no- 禁用指定的调试信息 -help 打印出该帮助文档 -help- 打印出指定 option 的帮助文档 -help-disk-images 关于硬盘镜像帮助 -help-keys 支持按钮捆绑 ( 手机快捷键 ) -help-debug-tags 显示出 -debug 命令中的 tag 可选值 -help-char-devices 个性化设备说明 -help-environment 环境变量 -help-keyset-file 指定按键绑定设置文件 -help-virtula-device 虚拟设备管理----------------------------------- Android 编程基础 4 -help-sdk-images 当使用 SDK 时关于硬盘镜像的信息 -help-build-images 当构建 Android 时,关于硬盘镜像的信息 -help-all 打印出所有帮助----------------------------------- Android 编程基础 5 进程: 在 Android 中,进程完全是应用程序的实现细节,不是用户一般想象的那样。 它们的用途很简单: � 通过把不信任或是不稳定的代码放到其他进程中来提高稳定性或是安全性 � 通过在相同的进程中运行多个 .apk 代码来减少消耗 � 通过把重量级代码放入一个分开的进程中来帮助系统管理资源。该分开的进程可以被应用程序的其他 部 分单独地杀死 � 如果两个没有共享相同的用户 ID 的 .apk 试图在相同的进程中运行,这将不被允许,并且系统会为每一 个 apk 程序创建不同的进程会 线程 � Android 让一个应用程序在单独的线程中,指导它创建自己的线程 � 应用程序组件( Activity 、 service 、 broadcast receiver )所有都在理想的主线程中实例化 � 没有一个组件应该执行长时间或是阻塞操作 ( 例如网络呼叫或是计算循环 ) 当被系统调用时,这将中断所 有在该进程的其他组件 � 你可以创建一个新的线程来执行长期操作----------------------------------- Android 编程基础 6 Android Android Android Android 释放手机资源,进程释放优先级 当系统资源消耗, Android 将会杀死一些进程来释放资源。 进程优先级顺序: ① 前台进程: 包含一个前台 Activity 、包含一个正在运行的广播接收器、正在运行的服务(当前用户所需的 Activity 、 正在屏幕顶层运行的 Activity ) ② 可视进程: 包含一个可视化的 Activity ( Activity 可视的,但是不是在前台的( onPause ))、例如显示在一个前台对 话框之后的以前的 Activity ) ③ 服务进程: 包含一个被开启的服务 ( 处理服务,不是直接可视,例如媒体播放器,网络上传、下载 ) ④ 后台进程: 包含一个不可视的 Activity( 带有一个当前不可视的 Activity 、可以在任意时刻杀死该进程来回收内存 ) ⑤ 空进程 没有持有任何应用程序组件----------------------------------- Android 编程基础 7 Android Android Android Android 应用开发 1 1 1 1 分析 Hello Hello Hello Hello Android Android Android Android 打开 Hello Android 工程 Main.xml src 文件夹 HelloAndroid.java R.java Android Library Assets 文件夹 源文件 主程序文件 资源文件 Java 库 静态文件 打包 res 文件夹 drawable 文件夹 layout 文件夹 values 文件夹 程序图标 (ico.png) 布局 UI (main.xml) 程序用到的 String 、颜色 **(string.xml) AndroidMainfest.xml 描述应用程序、构成、组件、权限 bin 文件夹 classes.dex HelloAndroid.apk 自定义的包文件夹 编译的 java 二进制 码 Android 安装包 (APK 包 ) 存放编译后的字节码文件 整体布局 表示线性布局 xmlns:android = "http://schemas.android.com/apk/res/android" 名字空间 android:orientation = "vertical" 控件布局 垂直往下布局 android:layout_width = "fill_parent" android:layout_height = "fill_parent" 上层控件填充满 图形空间 派生于 View ----------------------------------- Android 编程基础 8 R.java 通过 res 文件夹下的 xml 文件定义自动生成的, main.xml ico.png string.xml 是配套的关联,进行修改后 R.java 自动重新生成 AndroidManifest.xml 有关版本,程序信息, java 包,程序图标,程序记录信息等。 Manifest.xml 文件轮廓 ----------------------------------- Android 编程基础 9 添加编辑框与按钮 package package package package zyf.Study.AndroidSturdyByMyself; import import import import android.app.Activity; import import import import android.os.Bundle; import import import import android.view.View; import import import import android.view.View.OnClickListener; import import import import android.widget.Button; import import import import android.widget.EditText; import import import import android.widget.TextView; public public public public class class class class AndroidSturdyByMyself extends extends extends extends Activity { private private private private EditText getNameEditText ; private private private private Button button_Login ; private private private private TextView show_Login_TextView ; /** Called when the activity is first created. */ @Override public public public public void void void void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super super super super .onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout. main ); getNameEditText =(EditText)findViewById(R.id. widget29_getName_EditText ); button_Login =(Button)findViewById(R.id. widget30_Login_Button ); show_Login_TextView =(TextView)findViewById(R.id. widget31_showLogin_TextView ); button_Login .setOnClickListener( new new new new OnClickListener(){ @Override public public public public void void void void onClick(View v) { // TODO TODO TODO TODO Auto-generated method stub show_Login_TextView .setText( getNameEditText .getText()+ " 欢迎您进入 " ); } }); } }----------------------------------- Android 编程基础 10 使用 Intent Intent Intent Intent 启动另一个 Activity Activity Activity Activity 在多个 Activity Activity Activity Activity 之间切换时候,注意每个 Activity Activity Activity Activity 都应在 AndroidManifest.xml AndroidManifest.xml AndroidManifest.xml AndroidManifest.xml 中有所声 明定义(如下) 在不同 Task Task Task Task 中启动 Activity Activity Activity Activity Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK Intent showNextPage_Intent= new new new new Intent(); showNextPage_Intent.setClass(UsingBundel. this this th
LINGO是用来求解线性和非线性优化问题的简易工具。LINGO内置了一种建立最优化模型的语言,可以简便地表达大规模问题,利用LINGO高效的求解器可快速求解并分析结果。 §1 LINGO快速入门 当你在windows下开始运行LINGO系统时,会得到类似下面的一个窗口: 外层是主框架窗口,包含了所有菜单命令和工具条,其它所有的窗口将被包含在主窗口之下。在主窗口内的标题为LINGO Model – LINGO1的窗口是LINGO的默认模型窗口,建立的模型都都要在该窗口内编码实现。下面举两个例子。 例1.1 如何在LINGO中求解如下的LP问题: 在模型窗口中输入如下代码: min=2*x1+3*x2; x1+x2>=350; x1>=100; 2*x1+x2<=600; 然后点击工具条上的按钮 即可。 例1.2 使用LINGO软件计算6个发点8个收点的最小费用运输问题。产销单位运价如下表。 单 位 销地 运 价 产地 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 产量 A1 6 2 6 7 4 2 5 9 60 A2 4 9 5 3 8 5 8 2 55 A3 5 2 1 9 7 4 3 3 51 A4 7 6 7 3 9 2 7 1 43 A5 2 3 9 5 7 2 6 5 41 A6 5 5 2 2 8 1 4 3 52 销量 35 37 22 32 41 32 43 38 使用LINGO软件,编制程序如下: model: !6发点8收点运输问题; sets: warehouses/wh1..wh6/: capacity; vendors/v1..v8/: demand; links(warehouses,vendors): cost, volume; endsets !目标函数; min=@sum(links: cost*volume); !需求约束; @for(vendors(J): @sum(warehouses(I): volume(I,J))=demand(J)); !产量约束; @for(warehouses(I): @sum(vendors(J): volume(I,J))<=capacity(I)); !这里是数据; data: capacity=60 55 51 43 41 52; demand=35 37 22 32 41 32 43 38; cost=6 2 6 7 4 2 9 5 4 9 5 3 8 5 8 2 5 2 1 9 7 4 3 3 7 6 7 3 9 2 7 1 2 3 9 5 7 2 6 5 5 5 2 2 8 1 4 3; enddata end 然后点击工具条上的按钮 即可。 为了能够使用LINGO的强大功能,接着第二节的学习吧。 §2 LINGO中的集 对实际问题建模的时候,总会遇到一群或多群相联系的对象,比如工厂、消费者群体、交通工具和雇工等等。LINGO允许把这些相联系的对象聚合成集(sets)。一旦把对象聚合成集,就可以利用集来最大限度的发挥LINGO建模语言的优势。 现在我们将深入介绍如何创建集,并用数据初始化集的属性。学完本节后,你对基于建模技术的集如何引入模型会有一个基本的理解。 2.1 为什么使用集 集是LINGO建模语言的基础,是程序设计最强有力的基本构件。借助于集,能够用一个单一的、长的、简明的复合公式表示一系列相似的约束,从而可以快速方便地表达规模较大的模型。 2.2 什么是集 集是一群相联系的对象,这些对象也称为集的成员。一个集可能是一系列产品、卡车或雇员。每个集成员可能有一个或多个与之有关联的特征,我们把这些特征称为属性。属性值可以预先给定,也可以是未知的,有待于LINGO求解。例如,产品集中的每个产品可以有一个价格属性;卡车集中的每辆卡车可以有一个牵引力属性;雇员集中的每位雇员可以有一个薪水属性,也可以有一个生日属性等等。 LINGO有两种类型的集:原始集(primitive set)和派生集(derived set)。 一个原始集是由一些最基本的对象组成的。 一个派生集是用一个或多个其它集来定义的,也就是说,它的成员来自于其它已存在的集。 2.3 模型的集部分 集部分是LINGO模型的一个可选部分。在LINGO模型中使用集之前,必须在集部分事先定义。集部分以关键字“sets:”开始,以“endsets”结束。一个模型可以没有集部分,或有一个简单的集部分,或有多个集部分。一个集部分可以放置于模型的任何地方,但是一个集及其属性在模型约束中被引用之前必须定义了它们。 2.3.1 定义原始集 为了定义一个原始集,必须详细声明: •集的名字 •可选,集的成员 •可选,集成员的属性 定义一个原始集,用下面的语法: setname[/member_list/][:attribute_list]; 注意:用“[]”表示该部分内容可选。下同,不再赘述。 Setname是你选择的来标记集的名字,最好具有较强的可读性。集名字必须严格符合标准命名规则:以拉丁字母或下划线(_)为首字符,其后由拉丁字母(A—Z)、下划线、阿拉伯数字(0,1,…,9)组成的总长度不超过32个字符的字符串,且不区分大小写。 注意:该命名规则同样适用于集成员名和属性名等的命名。 Member_list是集成员列表。如果集成员放在集定义中,那么对它们可采取显式罗列和隐式罗列两种方式。如果集成员不放在集定义中,那么可以在随后的数据部分定义它们。 ① 当显式罗列成员时,必须为每个成员输入一个不同的名字,中间用空格或逗号搁开,允许混合使用。 例2.1 可以定义一个名为students的原始集,它具有成员John、Jill、Rose和Mike,属性有sex和age: sets: students/John Jill, Rose Mike/: sex, age; endsets ② 当隐式罗列成员时,不必罗列出每个集成员。可采用如下语法: setname/member1..memberN/[: attribute_list]; 这里的member1是集的第一个成员名,memberN是集的最末一个成员名。LINGO将自动产生中间的所有成员名。LINGO也接受一些特定的首成员名和末成员名,用于创建一些特殊的集。列表如下: 隐式成员列表格式 示例 所产生集成员 1..n 1..5 1,2,3,4,5 StringM..StringN Car2..car14 Car2,Car3,Car4,…,Car14 DayM..DayN Mon..Fri Mon,Tue,Wed,Thu,Fri MonthM..MonthN Oct..Jan Oct,Nov,Dec,Jan MonthYearM..MonthYearN Oct2001..Jan2002 Oct2001,Nov2001,Dec2001,Jan2002 ③ 集成员不放在集定义中,而在随后的数据部分来定义。 例2.2 !集部分; sets: students:sex,age; endsets !数据部分; data: students,sex,age= John 1 16 Jill 0 14 Rose 0 17 Mike 1 13; enddata 注意:开头用感叹号(!),末尾用分号(;)表示注释,可跨多行。 在集部分只定义了一个集students,并未指定成员。在数据部分罗列了集成员John、Jill、Rose和Mike,并对属性sex和age分别给出了值。 集成员无论用何种字符标记,它的索引都是从1开始连续计数。在attribute_ list可以指定一个或多个集成员的属性,属性之间必须用逗号隔开。 可以把集、集成员和集属性同C语言中的结构体作个类比。如下图: 集 ←→ 结构体 集成员 ←→ 结构体的域 集属性 ←→ 结构体实例 LINGO内置的建模语言是一种描述性语言,用它可以描述现实世界中的一些问题,然后再借助于LINGO求解器求解。因此,集属性的值一旦在模型中被确定,就不可能再更改。在LINGO中,只有在初始部分中给出的集属性值在以后的求解中可更改。这与前面并不矛盾,初始部分是LINGO求解器的需要,并不是描述问题所必须的。 2.3.2 定义派生集 为了定义一个派生集,必须详细声明: •集的名字 •父集的名字 •可选,集成员 •可选,集成员的属性 可用下面的语法定义一个派生集: setname(parent_set_list)[/member_list/][:attribute_list]; setname是集的名字。parent_set_list是已定义的集的列表,多个时必须用逗号隔开。如果没有指定成员列表,那么LINGO会自动创建父集成员的所有组合作为派生集的成员。派生集的父集既可以是原始集,也可以是其它的派生集。 例2.3 sets: product/A B/; machine/M N/; week/1..2/; allowed(product,machine,week):x; endsets LINGO生成了三个父集的所有组合共八组作为allowed集的成员。列表如下: 编号 成员 1 (A,M,1) 2 (A,M,2) 3 (A,N,1) 4 (A,N,2) 5 (B,M,1) 6 (B,M,2) 7 (B,N,1) 8 (B,N,2) 成员列表被忽略时,派生集成员由父集成员所有的组合构成,这样的派生集成为稠密集。如果限制派生集的成员,使它成为父集成员所有组合构成的集合的一个子集,这样的派生集成为稀疏集。同原始集一样,派生集成员的声明也可以放在数据部分。一个派生集的成员列表有两种方式生成:①显式罗列;②设置成员资格过滤器。当采用方式①时,必须显式罗列出所有要包含在派生集中的成员,并且罗列的每个成员必须属于稠密集。使用前面的例子,显式罗列派生集的成员: allowed(product,machine,week)/A M 1,A N 2,B N 1/; 如果需要生成一个大的、稀疏的集,那么显式罗列就很讨厌。幸运地是许多稀疏集的成员都满足一些条件以和非成员相区分。我们可以把这些逻辑条件看作过滤器,在LINGO生成派生集的成员时把使逻辑条件为假的成员从稠密集中过滤掉。 例2.4 sets: !学生集:性别属性sex,1表示男性,0表示女性;年龄属性age. ; students/John,Jill,Rose,Mike/:sex,age; !男学生和女学生的联系集:友好程度属性friend,[0,1]之间的数。 ; linkmf(students,students)|sex(&1) #eq# 1 #and# sex(&2) #eq# 0: friend; !男学生和女学生的友好程度大于0.5的集; linkmf2(linkmf) | friend(&1,&2) #ge# 0.5 : x; endsets data: sex,age = 1 16 0 14 0 17 0 13; friend = 0.3 0.5 0.6; enddata 用竖线(|)来标记一个成员资格过滤器的开始。#eq#是逻辑运算符,用来判断是否“相等”,可参考§4. &1可看作派生集的第1个原始父集的索引,它取遍该原始父集的所有成员;&2可看作派生集的第2 个原始父集的索引,它取遍该原始父集的所有成员;&3,&4,……,以此类推。注意如果派生集B的父集是另外的派生集A,那么上面所说的原始父集是集A向前回溯到最终的原始集,其顺序保持不变,并且派生集A的过滤器对派生集B仍然有效。因此,派生集的索引个数是最终原始父集的个数,索引的取值是从原始父集到当前派生集所作限制的总和。 总的来说,LINGO可识别的集只有两种类型:原始集和派生集。 在一个模型中,原始集是基本的对象,不能再被拆分成更小的组分。原始集可以由显式罗列和隐式罗列两种方式来定义。当用显式罗列方式时,需在集成员列表中逐个输入每个成员。当用隐式罗列方式时,只需在集成员列表中输入首成员和末成员,而中间的成员由LINGO产生。 另一方面,派生集是由其它的集来创建。这些集被称为该派生集的父集(原始集或其它的派生集)。一个派生集既可以是稀疏的,也可以是稠密的。稠密集包含了父集成员的所有组合(有时也称为父集的笛卡尔乘积)。稀疏集仅包含了父集的笛卡尔乘积的一个子集,可通过显式罗列和成员资格过滤器这两种方式来定义。显式罗列方法就是逐个罗列稀疏集的成员。成员资格过滤器方法通过使用稀疏集成员必须满足的逻辑条件从稠密集成员中过滤出稀疏集的成员。不同集类型的关系见下图。 §3 模型的数据部分和初始部分 在处理模型的数据时,需要为集指派一些成员并且在LINGO求解模型之前为集的某些属性指定值。为此,LINGO为用户提供了两个可选部分:输入集成员和数据的数据部分(Data Section)和为决策变量设置初始值的初始部分(Init Section)。 3.1 模型的数据部分 3.1.1 数据部分入门 数据部分提供了模型相对静止部分和数据分离的可能性。显然,这对模型的维护和维数的缩放非常便利。 数据部分以关键字“data:”开始,以关键字“enddata”结束。在这里,可以指定集成员、集的属性。其语法如下: object_list = value_list; 对象列(object_list)包含要指定值的属性名、要设置集成员的集名,用逗号或空格隔开。一个对象列中至多有一个集名,而属性名可以有任意多。如果对象列中有多个属性名,那么它们的类型必须一致。如果对象列中有一个集名,那么对象列中所有的属性的类型就是这个集。 数值列(value_list)包含要分配给对象列中的对象的值,用逗号或空格隔开。注意属性值的个数必须等于集成员的个数。看下面的例子。 例3.1 sets: set1/A,B,C/: X,Y; endsets data: X=1,2,3; Y=4,5,6; enddata 在集set1中定义了两个属性X和Y。X的三个值是1、2和3,Y的三个值是4、5和6。也可采用如下例子中的复合数据声明(data statement)实现同样的功能。 例3.2 sets: set1/A,B,C/: X,Y; endsets data: X,Y=1 4 2 5 3 6; enddata 看到这个例子,可能会认为X被指定了1、4和2三个值,因为它们是数值列中前三个,而正确的答案是1、2和3。假设对象列有n个对象,LINGO在为对象指定值时,首先在n个对象的第1个索引处依次分配数值列中的前n个对象,然后在n个对象的第2个索引处依次分配数值列中紧接着的n个对象,……,以此类推。 模型的所有数据——属性值和集成员——被单独放在数据部分,这可能是最规范的数据输入方式。 3.1.2 参数 在数据部分也可以指定一些标量变量(scalar variables)。当一个标量变量在数据部分确定时,称之为参数。看一例,假设模型中用利率8.5%作为一个参数,就可以象下面一样输入一个利率作为参数。 例3.3 data: interest_rate = .085; enddata 也可以同时指定多个参数。 例3.4 data: interest_rate,inflation_rate = .085 .03; enddata 3.1.3 实时数据处理 在某些情况,对于模型中的某些数据并不是定值。譬如模型中有一个通货膨胀率的参数,我们想在2%至6%范围内,对不同的值求解模型,来观察模型的结果对通货膨胀的依赖有多么敏感。我们把这种情况称为实时数据处理(what if analysis)。LINGO有一个特征可方便地做到这件事。 在本该放数的地方输入一个问号(?)。 例3.5 data: interest_rate,inflation_rate = .085 ?; enddata 每一次求解模型时,LINGO都会提示为参数inflation_rate输入一个值。在WINDOWS操作系统下,将会接收到一个类似下面的对话框: 直接输入一个值再点击OK按钮,LINGO就会把输入的值指定给inflation_rate,然后继续求解模型。 除了参数之外,也可以实时输入集的属性值,但不允许实时输入集成员名。 3.1.4 指定属性为一个值 可以在数据声明的右边输入一个值来把所有的成员的该属性指定为一个值。看下面的例子。 例3.6 sets: days /MO,TU,WE,TH,FR,SA,SU/:needs; endsets data: needs = 20; enddata LINGO将用20指定days集的所有成员的needs属性。对于多个属性的情形,见下例。 例3.7 sets: days /MO,TU,WE,TH,FR,SA,SU/:needs,cost; endsets data: needs cost = 20 100; enddata 3.1.5 数据部分的未知数值 有时只想为一个集的部分成员的某个属性指定值,而让其余成员的该属性保持未知,以便让LINGO去求出它们的最优值。在数据声明中输入两个相连的逗号表示该位置对应的集成员的属性值未知。两个逗号间可以有空格。 例3.8 sets: years/1..5/: capacity; endsets data: capacity = ,34,20,,; enddata 属性capacity的第2个和第3个值分别为34和20,其余的未知。 3.2 模型的初始部分 初始部分是LINGO提供的另一个可选部分。在初始部分中,可以输入初始声明(initialization statement),和数据部分中的数据声明相同。对实际问题的建模时,初始部分并不起到描述模型的作用,在初始部分输入的值仅被LINGO求解器当作初始点来用,并且仅仅对非线性模型有用。和数据部分指定变量的值不同,LINGO求解器可以自由改变初始部分初始化的变量的值。 一个初始部分以“init:”开始,以“endinit”结束。初始部分的初始声明规则和数据部分的数据声明规则相同。也就是说,我们可以在声明的左边同时初始化多个集属性,可以把集属性初始化为一个值,可以用问号实现实时数据处理,还可以用逗号指定未知数值。 例3.9 init: X, Y = 0, .1; endinit Y=@log(X); X^2+Y^2<=1; 好的初始点会减少模型的求解时间。 在这一节中,我们仅带大家接触了一些基本的数据输入和初始化概念,不过现在你应该可以轻松的为自己的模型加入原始数据和初始部分啦。 §4 LINGO函数 有了前几节的基础知识,再加上本节的内容,你就能够借助于LINGO建立并求解复杂的优化模型了。 LINGO有9种类型的函数: 1. 1. 基本运算符:包括算术运算符、逻辑运算符和关系运算符 2. 2. 数学函数:三角函数和常规的数学函数 3. 3. 金融函数:LINGO提供的两种金融函数 4. 4. 概率函数:LINGO提供了大量概率相关的函数 5. 5. 变量界定函数:这类函数用来定义变量的取值范围 6. 6. 集操作函数:这类函数为对集的操作提供帮助 7. 7. 集循环函数:遍历集的元素,执行一定的操作的函数 8. 8. 数据输入输出函数:这类函数允许模型和外部数据源相联系,进行数据的输入输出 9. 9. 辅助函数:各种杂类函数 4.1 基本运算符 这些运算符是非常基本的,甚至可以不认为它们是一类函数。事实上,在LINGO中它们是非常重要的。 4.1.1 算术运算符 算术运算符是针对数值进行操作的。LINGO提供了5种二元运算符: ^ 乘方 ﹡ 乘 / 除 ﹢ 加 ﹣ 减 LINGO唯一的一元算术运算符是取反函数“﹣”。 这些运算符的优先级由高到底为: 高 ﹣(取反)   ^     ﹡/   低 ﹢﹣ 运算符的运算次序为从左到右按优先级高低来执行。运算的次序可以用圆括号“()”来改变。 例4.1 算术运算符示例。 2﹣5/3,(2﹢4)/5等等。 4.1.2 逻辑运算符 在LINGO中,逻辑运算符主要用于集循环函数的条件表达式中,来控制在函数中哪些集成员被包含,哪些被排斥。在创建稀疏集时用在成员资格过滤器中。 LINGO具有9种逻辑运算符: #not#  否定该操作数的逻辑值,#not#是一个一元运算符 #eq#  若两个运算数相等,则为true;否则为flase #ne# 若两个运算符不相等,则为true;否则为flase #gt# 若左边的运算符严格大于右边的运算符,则为true;否则为flase #ge#  若左边的运算符大于或等于右边的运算符,则为true;否则为flase #lt#  若左边的运算符严格小于右边的运算符,则为true;否则为flase #le#  若左边的运算符小于或等于右边的运算符,则为true;否则为flase #and#  仅当两个参数都为true时,结果为true;否则为flase #or# 仅当两个参数都为false时,结果为false;否则为true 这些运算符的优先级由高到低为: 高 #not# #eq# #ne# #gt# #ge# #lt# #le# 低 #and# #or# 例4.2 逻辑运算符示例 2 #gt# 3 #and# 4 #gt# 2,其结果为假(0)。 4.1.3 关系运算符 在LINGO中,关系运算符主要是被用在模型中,来指定一个表达式的左边是否等于、小于等于、或者大于等于右边,形成模型的一个约束条件。关系运算符与逻辑运算符#eq#、#le#、#ge#截然不同,前者是模型中该关系运算符所指定关系的为真描述,而后者仅仅判断一个该关系是否被满足:满足为真,不满足为假。 LINGO有三种关系运算符:“=”、“=”。LINGO中还能用“”表示大于等于关系。LINGO并不支持严格小于和严格大于关系运算符。然而,如果需要严格小于和严格大于关系,比如让A严格小于B:A通知EXCEL装载指定的电子数据表,最后从电子数据表中获得Ranges。为了使用OLE函数,必须有EXCEL5及其以上版本。OLE函数可在数据部分和初始部分引入数据。 @OLE可以同时读集成员和集属性,集成员最好用文本格式,集属性最好用数值格式。原始集每个集成员需要一个单元(cell),而对于n元的派生集每个集成员需要n个单元,这里第一行的n个单元对应派生集的第一个集成员,第二行的n个单元对应派生集的第二个集成员,依此类推。 @OLE只能读一维或二维的Ranges(在单个的EXCEL工作表(sheet)中),但不能读间断的或三维的Ranges。Ranges是自左而右、自上而下来读。 例4.16 sets: PRODUCT; !产品; MACHINE; !机器; WEEK; !周; ALLOWED(PRODUCT,MACHINE,WEEK):x,y; !允许组合及属性; endsets data: rate=0.01; PRODUCT,MACHINE,WEEK,ALLOWED,x,y=@OLE('D:\IMPORT.XLS'); @OLE('D:\IMPORT.XLS')=rate; enddata 代替在代码文本的数据部分显式输入形式,我们把相关数据全部放在如下电子数据表中来输入。下面是D:\IMPORT.XLS的图表。 除了输入数据之外,我们也必须定义Ranges名:PRODUCT,MACHINE,WEEK,ALLOWED,x,y. 明确的,我们需要定义如下的Ranges名: Name Range PRODUCT B3:B4 MACHINE C3:C4 WEEK D3:D5 ALLOWED B8:D10 X F8:F10 Y G8:G10 rate C13 为了在EXCEL中定义Ranges名: ① 按鼠标左键拖曳选择Range, ② 释放鼠标按钮, ③ 选择“插入|名称|定义”, ④ 输入希望的名字, ⑤ 点击“确定”按钮。 我们在模型的数据部分用如下代码从EXECL中引入数据: PRODUCT,MACHINE,WEEK,ALLOWED,x,y=@OLE('D:\IMPORT.XLS'); @OLE('D:\IMPORT.XLS')=rate; 等价的描述为 PRODUCT,MACHINE,WEEK,ALLOWED,x,y =@OLE('D:\IMPORT.XLS', PRODUCT,MACHINE,WEEK,ALLOWED,x,y); @OLE('D:\IMPORT.XLS',rate)=rate; 这一等价描述使得变量名和Ranges不同亦可。 4.@ranged(variable_or_row_name) 为了保持最优基不变,变量的费用系数或约束行的右端项允许减少的量。 5.@rangeu(variable_or_row_name) 为了保持最优基不变,变量的费用系数或约束行的右端项允许增加的量。 6.@status() 返回LINGO求解模型结束后的状态: 0 Global Optimum(全局最优) 1 Infeasible(不可行) 2 Unbounded(无界) 3 Undetermined(不确定) 4 Feasible(可行) 5 Infeasible or Unbounded(通常需要关闭“预处理”选项后重新求解模型,以确定模型究竟是不可行还是无界) 6 Local Optimum(局部最优) 7 Locally Infeasible(局部不可行,尽管可行解可能存在,但是LINGO并没有找到一个) 8 Cutoff(目标函数的截断值被达到) 9 Numeric Error(求解器因在某约束中遇到无定义的算术运算而停止) 通常,如果返回值不是0、4或6时,那么解将不可信,几乎不能用。该函数仅被用在模型的数据部分来输出数据。 例4.17 model: min=@sin(x); data: @text()=@status(); enddata end 部分计算结果为: Local optimal solution found at iteration: 33 Objective value: -1.000000 Variable Value Reduced Cost X 4.712388 0.000000 结果中的6就是@status()返回的结果,表明最终解是局部最优的。 7.@dual @dual(variable_or_row_name)返回变量的判别数(检验数)或约束行的对偶(影子)价格(dual prices)。 4.9 辅助函数 1.@if(logical_condition,true_result,false_result) @if函数将评价一个逻辑表达式logical_condition,如果为真,返回true_ result,否则返回false_result。 例4.18 求解最优化问题 其LINGO代码如下: model: min=fx+fy; fx=@if(x #gt# 0, 100,0)+2*x; fy=@if(y #gt# 0,60,0)+3*y; x+y>=30; end 2.@warn(’text’,logical_condition) 如果逻辑条件logical_condition为真,则产生一个内容为’text’的信息框。 例4.19 示例。 model: x=1; @warn('x是正数',x #gt# 0); end §5 LINGO WINDOWS命令 5.1 文件菜单(File Menu) 1. 1. 新建(New) 从文件菜单中选用“新建”命令、单击“新建”按钮或直接按F2键可以创建一个新的“Model”窗口。在这个新的“Model”窗口中能够输入所要求解的模型。 2. 2. 打开(Open) 从文件菜单中选用“打开”命令、单击“打开”按钮或直接按F3键可以打开一个已经存在的文本文件。这个文件可能是一个Model文件。 3. 3. 保存(Save) 从文件菜单中选用“保存”命令、单击“保存”按钮或直接按F4键用来保存当前活动窗口(最前台的窗口)中的模型结果、命令序列等保存为文件。 4. 4. 另存为...(Save As...) 从文件菜单中选用“另存为...”命令或按F5键可以将当前活动窗口中的内容保存为文本文件,其文件名为你在“另存为...”对话框中输入的文件名。利用这种方法你可以将任何窗口的内容如模型、求解结果或命令保存为文件。 5. 5. 关闭(Close) 在文件菜单中选用“关闭”(Close)命令或按F6键将关闭当前活动窗口。如果这个窗口是新建窗口或已经改变了当前文件的内容,LINGO系统将会提示是否想要保存改变后的内容。 6. 6. 打印(Print) 在文件菜单中选用“打印” (Print)命令、单击“打印”按钮或直接按F7键可以将当前活动窗口中的内容发送到打印机。 7. 7. 打印设置(Print Setup...) 在文件菜单中选用“打印设置...”命令或直接按F8键可以将文件输出到指定的打印机。 8. 8. 打印预览(Print Preview) 在文件菜单中选用“打印预览...”命令或直接按Shift+F8键可以进行打印预览。 9. 9. 输出到日志文件(Log Output...) 从文件菜单中选用“Log Output...”命令或按F9键打开一个对话框,用于生成一个日志文件,它存储接下来在“命令窗口”中输入的所有命令。 10.提交LINGO命令脚本文件(Take Commands...) 从文件菜单中选用“Take Commands...”命令或直接按F11键就可以将LINGO命令脚本(command script)文件提交给系统进程来运行。 11.引入LINGO文件(Import Lingo File...) 从文件菜单中选用“Import Lingo File...”命令或直接按F12键可以打开一个LINGO格式模型的文件,然后LINGO系统会尽可能把模型转化为LINGO语法允许的程序。 12.退出(Exit) 从文件菜单中选用“Exit”命令或直接按F10键可以退出LINGO系统。 5.2 编辑菜单(Edit Menu) 1. 1. 恢复(Undo) 从编辑菜单中选用“恢复”(Undo)命令或按Ctrl+Z组合键,将撤销上次操作、恢复至其前的状态。 2. 2. 剪切(Cut) 从编辑菜单中选用“剪切”(Cut)命令或按Ctrl+X组合键可以将当前选中的内容剪切至剪贴板中。 3. 3. 复制(Copy) 从编辑菜单中选用“复制”(Copy)命令、单击“复制”按钮或按Ctrl+C组合键可以将当前选中的内容复制到剪贴板中。 4. 4. 粘贴(Paste) 从编辑菜单中选用“粘贴”(Paste)命令、单击“粘贴”按钮或按Ctrl+V组合键可以将粘贴板中的当前内容复制到当前插入点的位置。 5. 5. 粘贴特定..(Paste Special。。) 与上面的命令不同,它可以用于剪贴板中的内容不是文本的情形。 6. 全选(Select All) 从编辑菜单中选用“Select All”命令或按Ctrl+A组合键可选定当前窗口中的所有内容。 6. 7. 匹配小括号(Match Parenthesis) 从编辑菜单中选用“Match Parenthesis”命令、单击“Match Parenthesis”按钮或按Ctrl+P组合键可以为当前选中的开括号查找匹配的闭括号。 7. 8. 粘贴函数(Paste Function) 从编辑菜单中选用“Paste Function”命令可以将LINGO的内部函数粘贴到当前插入点。 5.3 LINGO菜单 1. 1. 求解模型(Slove) 从LINGO菜单中选用“求解”命令、单击“Slove”按钮或按Ctrl+S组合键可以将当前模型送入内存求解。 2. 2. 求解结果...(Solution...) 从LINGO菜单中选用“Solution...”命令、单击“Solution...”按钮或直接按Ctrl+O组合键可以打开求解结果的对话框。这里可以指定查看当前内存中求解结果的那些内容。 3. 3. 查看...(Look...) 从LINGO菜单中选用“Look...”命令或直接按Ctrl+L组合键可以查看全部的或选中的模型文本内容。 4. 4. 灵敏性分析(Range,Ctrl+R) 用该命令产生当前模型的灵敏性分析报告:研究当目标函数的费用系数和约束右端项在什么范围(此时假定其它系数不变)时,最优基保持不变。灵敏性分析是在求解模型时作出的,因此在求解模型时灵敏性分析是激活状态,但是默认是不激活的。为了激活灵敏性分析,运行LINGO|Options…,选择General Solver Tab, 在Dual Computations列表框中,选择Prices and Ranges选项。灵敏性分析耗费相当多的求解时间,因此当速度很关键时,就没有必要激活它。 下面我们看一个简单的具体例子。 例5.1某家具公司制造书桌、餐桌和椅子,所用的资源有三种:木料、木工和漆工。生产数据如下表所示: 每个书桌 每个餐桌 每个椅子 现有资源总数 木料 8单位 6单位 1单位 48单位 漆工 4单位 2单位 1.5单位 20单位 木工 2单位 1.5单位 0.5单位 8单位 成品单价 60单位 30单位 20单位 若要求桌子的生产量不超过5件,如何安排三种产品的生产可使利润最大? 用DESKS、TABLES和CHAIRS分别表示三种产品的生产量,建立LP模型。 max=60*desks+30*tables+20*chairs; 8*desks+6*tables+chairs<=48; 4*desks+2*tables+1.5*chairs<=20; 2*desks+1.5*tables+.5*chairs<=8; tables<=5; 求解这个模型,并激活灵敏性分析。这时,查看报告窗口(Reports Window),可以看到如下结果。 Global optimal solution found at iteration: 3 Objective value: 280.0000 Variable Value Reduced Cost DESKS 2.000000 0.000000 TABLES 0.000000 5.000000 CHAIRS 8.000000 0.000000 Row Slack or Surplus Dual Price 1 280.0000 1.000000 2 24.00000 0.000000 3 0.000000 10.00000 4 0.000000 10.00000 5 5.000000 0.000000 “Global optimal solution found at iteration: 3”表示3次迭代后得到全局最优解。 “Objective value:280.0000”表示最优目标值为280。 “Value”给出最优解中各变量的值:造2个书桌(desks), 0个餐桌(tables), 8个椅子(chairs)。所以desks、chairs是基变量(非0),tables是非基变量(0)。 “Slack or Surplus”给出松驰变量的值: 第1行松驰变量 =280(模型第一行表示目标函数,所以第二行对应第一个约束) 第2行松驰变量 =24 第3行松驰变量 =0 第4行松驰变量 =0 第5行松驰变量 =5 “Reduced Cost”列出最优单纯形表中判别数所在行的变量的系数,表示当变量有微小变动时, 目标函数的变化率。其中基变量的reduced cost值应为0, 对于非基变量 Xj, 相应的 reduced cost值表示当某个变量Xj 增加一个单位时目标函数减少的量( max型问题)。本例中:变量tables对应的reduced cost值为5,表示当非基变量tables的值从0变为 1时(此时假定其他非基变量保持不变,但为了满足约束条件,基变量显然会发生变化),最优的目标函数值 = 280 - 5 = 275。 “DUAL PRICE”(对偶价格)表示当对应约束有微小变动时, 目标函数的变化率。输出结果中对应于每一个约束有一个对偶价格。 若其数值为p, 表示对应约束中不等式右端项若增加1 个单位,目标函数将增加p个单位(max型问题)。显然,如果在最优解处约束正好取等号(也就是“紧约束”,也称为有效约束或起作用约束),对偶价格值才可能不是0。本例中:第3、4行是紧约束,对应的对偶价格值为10,表示当紧约束 3) 4 DESKS + 2 TABLES + 1.5 CHAIRS <= 20 变为 3) 4 DESKS + 2 TABLES + 1.5 CHAIRS <= 21 时,目标函数值 = 280 +10 = 290。对第4行也类似。 对于非紧约束(如本例中第2、5行是非紧约束),DUAL PRICE 的值为0, 表示对应约束中不等式右端项的微小扰动不影响目标函数。有时, 通过分析DUAL PRICE, 也可对产生不可行问题的原因有所了解。 灵敏度分析的结果是 Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Allowable Variable Coefficient Increase Decrease DESKS 60.00000 0.0 0.0 TABLES 30.00000 0.0 0.0 CHAIRS 20.00000 0.0 0.0 Righthand Side Ranges Row Current Allowable Allowable RHS Increase Decrease 2 48.00000 0.0 0.0 3 20.00000 0.0 0.0 4 8.000000 0.0 0.0 5 5.000000 0.0 0.0 目标函数中DESKS变量原来的费用系数为60,允许增加(Allowable Increase)=4、允许减少(Allowable Decrease)=2,说明当它在[60-4,60+20] = [56,80]范围变化时,最优基保持不变。对TABLES、CHAIRS变量,可以类似解释。由于此时约束没有变化(只是目标函数中某个费用系数发生变化),所以最优基保持不变的意思也就是最优解不变(当然,由于目标函数中费用系数发生了变化,所以最优值会变化)。 第2行约束中右端项(Right Hand Side,简写为RHS)原来为48,当它在[48-24,48+∞] = [24,∞]范围变化时,最优基保持不变。第3、4、5行可以类似解释。不过由于此时约束发生变化,最优基即使不变,最优解、最优值也会发生变化。 灵敏性分析结果表示的是最优基保持不变的系数范围。由此,也可以进一步确定当目标函数的费用系数和约束右端项发生小的变化时,最优基和最优解、最优值如何变化。下面我们通过求解一个实际问题来进行说明。 例5.2一奶制品加工厂用牛奶生产A1,A2两种奶制品,1桶牛奶可以在甲车间用12小时加工成3公斤A1,或者在乙车间用8小时加工成4公斤A2。根据市场需求,生产的A1,A2全部能售出,且每公斤A1获利24元,每公斤A2获利16元。现在加工厂每天能得到50桶牛奶的供应,每天正式工人总的劳动时间480小时,并且甲车间每天至多能加工100公斤A1,乙车间的加工能力没有限制。试为该厂制订一个生产计划,使每天获利最大,并进一步讨论以下3个附加问题: 1) 若用35元可以买到1桶牛奶,应否作这项投资?若投资,每天最多购买多少桶牛奶? 2) 若可以聘用临时工人以增加劳动时间,付给临时工人的工资最多是每小时几元? 3) 由于市场需求变化,每公斤A1的获利增加到30元,应否改变生产计划? 模型代码如下: max=72*x1+64*x2; x1+x2<=50; 12*x1+8*x2<=480; 3*x1<=100; 求解这个模型并做灵敏性分析,结果如下。 Global optimal solution found at iteration: 0 Objective value: 3360.000 Variable Value Reduced Cost X1 20.00000 0.000000 X2 30.00000 0.000000 Row Slack or Surplus Dual Price 1 3360.000 1.000000 2 0.000000 48.00000 3 0.000000 2.000000 4 40.00000 0.000000 Ranges in which the basis is unchanged: Objective Coefficient Ranges Current Allowable Allowable Variable Coefficient Increase Decrease X1 72.00000 24.00000 8.000000 X2 64.00000 8.000000 16.00000 Righthand Side Ranges Row Current Allowable Allowable RHS Increase Decrease 2 50.00000 10.00000 6.666667 3 480.0000 53.33333 80.00000 4 100.0000 INFINITY 40.00000 结果告诉我们:这个线性规划的最优解为x1=20,x2=30,最优值为z=3360,即用20桶牛奶生产A1, 30桶牛奶生产A2,可获最大利润3360元。输出中除了告诉我们问题的最优解和最优值以外,还有许多对分析结果有用的信息,下面结合题目中提出的3个附加问题给予说明。 3个约束条件的右端不妨看作3种“资源”:原料、劳动时间、车间甲的加工能力。输出中Slack or Surplus给出这3种资源在最优解下是否有剩余:原料、劳动时间的剩余均为零,车间甲尚余40(公斤)加工能力。 目标函数可以看作“效益”,成为紧约束的“资源”一旦增加,“效益”必然跟着增长。输出中DUAL PRICES 给出这3种资源在最优解下“资源”增加1个单位时“效益”的增量:原料增加1个单位(1桶牛奶)时利润增长48(元),劳动时间增加1个单位(1小时)时利润增长2(元),而增加非紧约束车间甲的能力显然不会使利润增长。这里,“效益”的增量可以看作“资源”的潜在价值,经济学上称为影子价格,即1桶牛奶的影子价格为48元,1小时劳动的影子价格为2元,车间甲的影子价格为零。读者可以用直接求解的办法验证上面的结论,即将输入文件中原料约束milk)右端的50改为51,看看得到的最优值(利润)是否恰好增长48(元)。用影子价格的概念很容易回答附加问题1):用35元可以买到1桶牛奶,低于1桶牛奶的影子价格48,当然应该作这项投资。回答附加问题2):聘用临时工人以增加劳动时间,付给的工资低于劳动时间的影子价格才可以增加利润,所以工资最多是每小时2元。 目标函数的系数发生变化时(假定约束条件不变),最优解和最优值会改变吗?这个问题不能简单地回答。上面输出给出了最优基不变条件下目标函数系数的允许变化范围:x1的系数为(72-8,72+24)=(64,96);x2的系数为(64-16,64+8)=(48,72)。注意:x1系数的允许范围需要x2系数64不变,反之亦然。由于目标函数的费用系数变化并不影响约束条件,因此此时最优基不变可以保证最优解也不变,但最优值变化。用这个结果很容易回答附加问题3):若每公斤A1的获利增加到30元,则x1系数变为30×3=90,在允许范围内,所以不应改变生产计划,但最优值变为90×20+64×30=3720。 下面对“资源”的影子价格作进一步的分析。影子价格的作用(即在最优解下“资源”增加1个单位时“效益”的增量)是有限制的。每增加1桶牛奶利润增长48元(影子价格),但是,上9 面输出的CURRENT RHS 的ALLOWABLE INCREASE 和 ALLOWABLE DECREASE 给出了影子价格有意义条件下约束右端的限制范围: milk)原料最多增加10(桶牛奶),time)劳动时间最多增加53(小时)。现在可以回答附加问题1)的第2问:虽然应该批准用35元买1桶牛奶的投资,但每天最多购买10桶牛奶。顺便地说,可以用低于每小时2元的工资聘用临时工人以增加劳动时间,但最多增加53.3333小时。 需要注意的是:灵敏性分析给出的只是最优基保持不变的充分条件,而不一定是必要条件。比如对于上面的问题,“原料最多增加10(桶牛奶)”的含义只能是“原料增加10(桶牛奶)”时最优基保持不变,所以影子价格有意义,即利润的增加大于牛奶的投资。反过来,原料增加超过10(桶牛奶),影子价格是否一定没有意义?最优基是否一定改变?一般来说,这是不能从灵敏性分析报告中直接得到的。此时,应该重新用新数据求解规划模型,才能做出判断。所以,从正常理解的角度来看,我们上面回答“原料最多增加10(桶牛奶)”并不是完全科学的。 5. 5. 模型通常形式...(Generate...) 从LINGO菜单中选用“Generate...”命令或直接按Ctrl+G组合键可以创建当前模型的代数形式、LINGO模型或MPS格式文本。 6. 6. 选项...(Options...) 从LINGO菜单中选用“Options...”命令、单击“Options...”按钮或直接按Ctrl+I组合键可以改变一些影响LINGO模型求解时的参数。该命令将打开一个含有7个选项卡的窗口,你可以通过它修改LINGO系统的各种参数和选项。如上图。 修改完以后,你如果单击“Apply(应用)”按钮,则新的设置马上生效;如果单击“OK(确定)”按钮,则新的设置马上生效,并且同时关闭该窗口。如果单击“Save(保存)”按钮,则将当前设置变为默认设置,下次启动LINGO时这些设置仍然有效。单击“Default(缺省值)”按钮,则恢复LINGO系统定义的原始默认设置(缺省设置)。 5.4 窗口菜单(Windows Menu) 1. 1. 命令行窗口(Open Command Window) 从窗口菜单中选用“Open Command Window”命令或直接按Ctrl+1可以打开LINGO的命令行窗口。在命令行窗口中可以获得命令行界面,在“:”提示符后可以输入LINGO的命令行命令。 2. 2. 状态窗口(Status Window) 从窗口菜单中选用“Status Window”命令或直接按Ctrl+2可以打开LINGO的求解状态窗口。 如果在编译期间没有表达错误,那么LINGO将调用适当的求解器来求解模型。当求解器开始运行时,它就会显示如下的求解器状态窗口(LINGO Solver Status)。 求解器状态窗口对于监视求解器的进展和模型大小是有用的。求解器状态窗口提供了一个中断求解器按钮(Interrupt Solver),点击它会导致LINGO在下一次迭代时停止求解。在绝大多数情况,LINGO能够交还和报告到目前为止的最好解。一个例外是线性规划模型,返回的解是无意义的,应该被忽略。但这并不是一个问题,因为线性规划通常求解速度很快,很少需要中断。注意:在中断求解器后,必须小心解释当前解,因为这些解可能根本就不最优解、可能也不是可行解或者对线性规划模型来说就是无价值的。 在中断求解器按钮的右边的是关闭按钮(Close)。点击它可以关闭求解器状态窗口,不过可在任何时间通过选择Windows|Status Window再重新打开。 在中断求解器按钮的右边的是标记为更新时间间隔(Update Interval)的域。LINGO将根据该域指示的时间(以秒为单位)为周期更新求解器状态窗口。可以随意设置该域,不过若设置为0将导致更长的求解时间——LINGO花费在更新的时间会超过求解模型的时间。 变量框(Variables) Total显示当前模型的全部变量数,Nonlinear显示其中的非线性变量数,Integers显示其中的整数变量数。非线性变量是指它至少处于某一个约束中的非线性关系中。例如,对约束 X+Y=100; X和Y都是线性变量。对约束 X*Y=100; X和Y的关系是二次的,所以X和Y都是非线性变量。对约束 X*X+Y=100; X是二次方是非线性的,Y虽与X构成二次关系,但与X*X这个整体是一次的,因此Y是线性变量。被计数变量不包括LINGO确定为定值的变量。例如: X=1; X+Y=3; 这里X是1,由此可得Y是2,所以X和Y都是定值,模型中的X和Y都用1和2代换掉。 约束(Constraints)框 Total显示当前模型扩展后的全部约束数,Nonlinear显示其中的非线性约束数。非线性约束是该约束中至少有一个非线性变量。如果一个约束中的所有变量都是定值,那么该约束就被剔除出模型(该约束为真),不计入约束总数中。 非零(Nonzeroes)框 Total显示当前模型中全部非零系数的数目,Nonlinear显示其中的非线性变量系数的数目。 内存使用(Generator Memory Used,单位:K)框 显示当前模型在内存中使用的内存量。可以通过使用LINGO|Options命令修改模型的最大内存使用量。 已运行时间(Elapsed Runtime)框 显示求解模型到目前所用的时间,它可能受到系统中别的应用程序的影响。 求解器状态(Solver Status)框 显示当前模型求解器的运行状态。域的含义如下。 域名 含义 可能的显示 Model Class 当前模型的类型(请参阅本书第1章) LP,QP,ILP,IQP,PILP, PIQP,NLP,INLP,PINLP (以I开头表示IP,以PI开头表示PIP) State 当前解的状态 "Global Optimum", "Local Optimum", "Feasible", "Infeasible"(不可行), "Unbounded"(无界), "Interrupted"(中断), "Undetermined"(未确定) Objective 当前解的目标函数值 实数 Infeasibility 当前约束不满足的总量(不是不满足的约束的个数) 实数(即使该值=0,当前解也可能不可行,因为这个量中没有考虑用上下界形式给出的约束) Iterations 目前为止的迭代次数 非负整数 扩展求解器状态(Extended Solver Status)框 显示LINGO中几个特殊求解器的运行状态。包括分枝定界求解器(Branch-and- Bound Solver)、全局求解器(Global Solver)和多初始点求解器(Multistart Solver)。该框中的域仅当这些求解器运行时才会更新。域的含义如下。 域名 含义 可能的显示 Solver Type 使用的特殊求解程序 B-and-B (分枝定界法) Global (全局最优求解) Multistart(用多个初始点求解) Best Obj 目前为止找到的可行解的最佳目标函数值 实数 Obj Bound 目标函数值的界 实数 Steps 特殊求解程序当前运行步数: 分枝数(对B-and-B程序); 子问题数(对Global程序); 初始点数(对Multistart程序) 非负整数 Active 有效步数 非负整数 其余几个命令都是对窗口的排列,这里不作介绍,试一试便知。 5.5 帮助菜单(Help Menu) 1. 1. 帮助主题(Help Menu) 从帮助菜单中选用“Help Menu”可以打开LINGO的帮助文件。 2. 2. 关于LINGO(About Lingo) 关于当前LINGO的版本信息等。 §6 LINGO的命令行命令 以下将按类型列出在LINGO命令行窗口中使用的命令,每条命令后都附有简要的描述说明。 在平台中,从的窗口菜单中选用“Command Window”命令或直接按Ctrl+1可以打开LINGO的命令行窗口,便可以在命令提示符“:”后输入以下命令。 如果需要以下命令的详细描述说明,可以查阅LINGO的帮助。 1. 1. LINGO信息 Cat 显示所有命令类型 Com 按类型显示所用LINGO命令 Help 显示所需命令的简要帮助信息 Mem 显示内存变量的信息 2. 2. 输入(Input) model 以命令行方式输入一个模型 take 执行一个文件的命令正本或从磁盘中读取某个模型文件 3. 3.

401

社区成员

发帖
与我相关
我的任务
社区描述
PowerBuilder 非技术版
社区管理员
  • 非技术版社区
加入社区
  • 近7日
  • 近30日
  • 至今
社区公告
暂无公告

试试用AI创作助手写篇文章吧