使用Python编写简单安卓应用

本文将会介绍如何使用BeeWare模块和Python代码来开发安卓应用。

一般，我们使用Java语言来开发安卓应用，开发体系成熟，工具繁多，流程规范。但对于不懂Java的人，该怎么使用Python语言来开发安卓应用呢？

在Python中，也提供了一些工具可以用来开发安卓应用，比如Kivy, BeeWare等。

本文将会介绍如何使用BeeWare工具来开发示例的安卓应用。

介绍

BeeWare 并不是一个单独的产品、工具或库，它是一系列工具和库的集合：每个工具和库都能协同工作，帮助您编写跨平台、具有本地图形用户界面的Python 应用程序。它包括:

• Toga，一个跨平台的 widget (小部件，控件) 工具包;

• Briefcase，一个用于将Python项目打包为可分发的成品，可以发送给最终用户的工具;

• 库（如 Rubicon ObjC），用于访问平台原生库的库;

• 预编译的Python构建版本，可在官方Python安装程序不可用的平台上使用。

在这个教程中，我们将使用所有这些工具，但作为用户，你只需要与前两个（Toga和Briefcase）互动。然而，每个工具也可以单独使用。例如，你可以使用Briefcase部署应用程序，而不使用Toga作为GUI工具包。

BeeWare套件可用于：macOS、Windows、Linux；在移动平台如Android和iOS；以及Web上，实现了「一次编写，处处部署」，平台移植能力强。

本文将会重点介绍如何使用BeeWare套件，将Python程序打包为Android App.

安装

安装briefcase:

pip install briefcase

创建应用

使用briefcase new创建一个应用，需要输入 应用的正式名称（比如：TimeTeller）、应用程序名称、域名、项目名称等信息，一般选择默认配置即可。同时，安装toga模块，该模块可以支持IOS/安卓应用开发。

创建的Python项目名称为timeteller，切换至该项目。此时项目结构如下：

$ tree .
.
├── CHANGELOG
├── LICENSE
├── README.md
├── pyproject.toml
├── src
│   └── timeteller
│       ├── __init__.py
│       ├── __main__.py
│       ├── app.py
│       └── resources
│           └── README
└── tests
    ├── __init__.py
    ├── test_app.py
    └── timeteller.py

5 directories, 11 files

app.py脚本用于实现安卓应用程序的功能，我们将代码调整如下，使其支持依据时区显示时间：

"""
The application for telling time
"""

import toga
from toga.style import Pack
from toga.style.pack import COLUMN, ROW
import pytz
import datetime


class TimeTeller(toga.App):
    def startup(self):
        """Construct and show the Toga application.

        Usually, you would add your application to a main content box.
        We then create a main window (with a name matching the app), and
        show the main window.
        """
        main_box = toga.Box()

        location_label = toga.Label("Your location: ", style=Pack(padding=(0, 5)))
        self.location_input = toga.TextInput(style=Pack(flex=1))
        location_box = toga.Box(style=Pack(direction=ROW, padding=5))
        location_box.add(location_label)
        location_box.add(self.location_input)

        button = toga.Button("Tell Me Time!", on_press=self.tell_time, style=Pack(padding=5))
        main_box.add(location_box)
        main_box.add(button)

        self.main_window = toga.MainWindow(title=self.formal_name)
        self.main_window.content = main_box
        self.main_window.show()

    def tell_time(self, widget):
        location = self.location_input.value
        location_dict = {"上海": "Asia/Shanghai",
                         "Shanghai": "Asia/Shanghai",
                         "shanghai": "Asia/Shanghai",
                         "sh": "Asia/Shanghai",
                         "SH": "Asia/Shanghai",
                         "东京": "Asia/Tokyo",
                         "Tokyo": "Asia/Tokyo",
                         "tokyo": "Asia/Tokyo",
                         "伦敦": "Europe/London",
                         "London": "Europe/London",
                         "london": "Europe/London",
                         "纽约": "America/New_York",
                         "New York": "America/New_York",
                         "new york": "America/New_York",
                         "NY": "America/New_York"}
        loc = location_dict.get(location, "Asia/Shanghai")
        self.main_window.info_dialog(
            location, datetime.datetime.now(tz=pytz.timezone(loc)).strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S %A")
        )


def main():
    return TimeTeller()

调试

在Windows、MacOS或Linux系统中可以对上述应用程序进行用户界面调试，使用命令为：briefcase dev，界面如下：

GUI界面

配置调整

在打包之前，有一点需要重点强调。我们的应用程序中，用到了Python的第三方模块pytz，因此在打包前需要将该模块加入至安卓配置中。对项目中的pyproject.toml文件内的[tool.briefcase.app.timeteller.android]配置进行修改，如下：

[tool.briefcase.app.timeteller.android]
requires = [
    "toga-android~=0.4.0",
    "pytz~=2023.3",
]

如果在项目开发中没有用到Python第三方模块，则可略过上述配置过程，使用默认配置即可，但一般我们的Python项目都会用到第三方模块。

打包

上述GUI界面功能验证OK，我们需要将上述项目打包为安卓应用。

创建应用：

briefcase create android

构建安卓应用：

briefcase build android

打包时间为12m 36s，打包后的文件路径为： Built android-debug.apk ，文件大小为40.4MB。初次打包时耗时较长，后续打包耗时会比较短，基本在一分钟内即可完成打包。本文是在自己的Mac电脑上打包的，当然也可以在Windows或Linux系统中打包。

这样就得到了我们所需的安卓应用包，格式为apk，可以直接在手机上进行安装。

创建完后，可以在电脑端使用安卓虚拟器进行应用测试。本文将略过这个步骤，直接在手机上安装该App，并进行功能测试。

初始界面

时间显示界面

其它例子

在上述的例子中，我们创建了一个名为TimeTeller的应用程序，使用Python代码开发，利用BeeWare工具将其打包为安卓应用，并测试了功能实现是正常的。

接下来，我们将开发一个WordSegment的安卓App，用于将用户输入的句子进行中文分词。打包的完整流程与之前类似，app.py实现代码如下：

"""
the application for Chinese Word segment.
"""

import toga
from toga.style import Pack
from toga.style.pack import COLUMN, ROW
import jieba


class WordSegment(toga.App):
    def startup(self):
        """Construct and show the Toga application.

        Usually, you would add your application to a main content box.
        We then create a main window (with a name matching the app), and
        show the main window.
        """
        main_box = toga.Box()

        sentence = toga.Label("句子: ", style=Pack(padding=(0, 10)))
        self._input = toga.TextInput(style=Pack(flex=1))
        input_box = toga.Box(style=Pack(direction=ROW, padding=10))
        input_box.add(sentence)
        input_box.add(self._input)

        button = toga.Button("提交", on_press=self.segment, style=Pack(padding=10))
        main_box.add(input_box)
        main_box.add(button)

        self.main_window = toga.MainWindow(title=self.formal_name)
        self.main_window.content = main_box
        self.main_window.show()

    def segment(self, widget):
        self.main_window.info_dialog(
            "分词结果",
            "/".join(jieba.cut(self._input.value, cut_all=False))
        )


def main():
    return WordSegment()

App效果如下：

中文分词应用

总结

本文介绍了如何使用BeeWare模块和Python代码来开发安卓应用，演示了TimeTeller应用程序的完整打包流程，并介绍了一个更有趣的应用：WordSegment（中文分词）应用。

本文所演示的TimeTeller项目已上传至Github，网址为：https://github.com/percent4/TimeTeller_in_Android .

参考文献

1. BeeWare 教程: https://docs.beeware.org/zh-cn/latest/index.html
2. 用 Python 编写安卓 APK ，简单几步搞定：https://zhuanlan.zhihu.com/p/398126847