前言

你正在一条熟悉的路上慢跑，突然被一个念头击中——下一款杀手级的移动应用。一路上你甚至不再关心时间，只想让你的想法立即变为现实。但究竟如何下手呢？你还不是一名程序员，要想成为程序员，也得需要几年的时间，而时间就是金钱，而且......甚至，有人可能已经把它做出来了。就这样，你的设想胎死腹中了。 现在想象一个不同的世界，在那里，创建应用无需多年的编程经验，艺术家、科学家、人道主义者、卫生保健工作者、律师、消防员、马拉松运动员、足球教练，以及社会各界人士都可以自己创建应用。想象一下，在这个世界里，不必雇用程序员，就可以将想法转化为应用的原型；你可以创建自己专属的应用，利用移动计算技术来满足你个人的需求。 这就是App Inventor的世界，谷歌公司的新型可视化编程工具，用于构建移动应用。事实证明，基于可视“块”语言的编程方法，即便是对孩子来说，也是成功的。App Inventor大大降低了为Android手机和设备开发应用的门槛。想象一下，视频游戏里的角色变成你和你的朋友；或者一款“买牛奶”的应用，当你在下午3点以后路过某个超市时，它会提醒你；或者一款测验应用，其实是一种别出心裁的求婚形式，发给你的另一半“问题4：你愿意嫁给我吗？如果愿意，按下按钮发送短信。”真的有人用这种App Inventor应用来求婚，而对方居然说是！ ## **移动电话专用的块语言** App Inventor是一个可视化，可拖拽的编程工具，用于在Android平台上构建移动应用。利用基于web的图形化的用户界面生成器，可以设计应用的用户界面（外观），然后像玩拼图玩具一样，将“块”语言拼在一起，来定义应用的行为。 插图0-1显示了一款应用的早期版本中使用的块语言，创作者Daniel Finnegan是一名从未学过编程的大学生。你能说出这个应用的功能吗?  **图 0-1　用App Inventor块语言来定义应用的功能** 这是一款短信“应答机”应用。开车时启动它，就可以对收到的短信进行自动回复。 可以看到，比起传统的程序代码，这些块语言更易于理解，因此你立即受到吸引，结合自己的实际经验，你可能会问：能不能把收到的短信大声读出来？我可以定制我的回复吗？我能否建一个应用，像“美国偶像”那样，让人们用短信来投票？以上所有问题的答案都是肯定的。这本书将要告诉你怎样做到。 ## **用App Inventor做什么？** ### **玩** 为手机写应用充满了乐趣，而App Inventor更增加了探索和发现的乐趣。只需在Web浏览器中打开App Inventor，连上手机，并像图0-1中那样把一些块拼在一起，立即就能在手机上看到你的应用，并与之交互了。于是你开始编程，你会发邮件给朋友们，让他们发短信来测试你的应用；或者用刚写好的应用来控制一个LEGO NXT机器人；再或者拔下手机，走到户外，去验证一下应用中是否正确地使用了位置传感器。 ### **建立原型** 对应用有想法了，是吗？快速地创建一个原型，而不是随手记在餐巾纸上，或干脆让它随风飘散。原型是想法的模型，不够完整，也不够精致。用文字来表达一个想法，就像写一篇散文给朋友或爱人；而建一个App Inventor的原型，就像写首诗歌给风险投资人。这样一来，对于移动应用的开发来说，App Inventor就像一张电子餐巾纸。 ### **构建个性化应用** 在当前的移动应用世界里，我们被迫接受那些推送过来的应用。你没抱怨过吗？我们期待个性化的应用，或者至少让我们能够调整它的功能。使用App Inventor，可以创建贴近自己需求的应用。例如，第三章的MoleMash（打地鼠）游戏中，有一个随机移动的地鼠，每次触碰到它都可以得分，你可以把地鼠的形象替换成你喜欢的，比如你兄弟姐妹的照片，而不必在乎别人是否喜欢；第八章的测验应用，询问与美国总统有关的问题，但你可以轻松地修改问题，任何话题都可以，从你最喜爱的音乐到家族史。 ### **开发完整的应用** App Inventor不只是一个原型系统或界面设计器，也可以用于创建各类完整的应用。它所使用的块语言提供了所有基础的编程指令，如循环及条件，只是以“块”的方式来呈现。 ### **教学** 无论你是中学生还是大学生，App Inventor都是一个伟大的教学工具。它的伟大不仅仅是对计算机科学而言，对与数学、物理、创业以及几乎任何其他学科来说，它都是一个了不起的工具。重要的是在创造中学习，而不是死记公式，例如，你创建了一个寻找最近医院（或商场）的应用；又比如，用马丁•路德•金和马尔科姆•X的视频或演讲片段来创建一个多媒体测验应用，远比写一段黑人历史的文章来得生动。我们坚信App Inventor以及本书将成为你学习中贯穿始终的伟大工具。 ## **为什么要用App Inventor** 很多人说App Inventor之所以易用，是因为它可视化的操作界面，以及可拖拽的块语言。但这究竟意味着什么呢？为什么App Inventor会易于使用？ ### **无需记忆并输入指令** 对于新手来说，编程最大的挫折在于两点，一是要输入代码，二是面对计算机弹出的令人费解的错误消息。这种挫折让很多初学者来不及体会解决逻辑性问题的乐趣，就中途放弃了。 ### **你有多种选择的可能性** 在App Inventor中，组件和块被分门别类地放在不同的抽屉中，触手可得。编程的过程，就是找到这些块，并把它们拖到程序中，来实现你预设的功能，无需记住那些指令或查阅手册。 ### **限定块之间的匹配** 与那些挫败程序员的神秘的错误信息相比，App Inventor的块语言从一开始就排出了很多犯错的机会。例如，某功能块要求输入数字，就无法输入文字。这虽然不能消除所有的错误，但肯定是有帮助的。 ### **直接处理事件** 使用传统编程语言时，程序的执行就像照着菜谱做菜一样，是顺序执行一系列的指令。但使用图形界面的应用，特别是移动应用，事件可能随时发生（例如，接收短信或电话），多数程序都不采用菜谱的形式，取而代之的是对事件的处理。事件处理程序的工作方式是：“当某事件发生时，程序要做这件事。”在传统的语言如Java中，你要了解类、对象，以及一种叫做侦听器的特殊对象，每个侦听器代表一个事件。在App Inventor中，用“when”块来表示事件，像“当用户点击按钮...”或“当收到短信时...”这样的事件。 ## **你可以创建怎样的应用？** 用App Inventor可以创建各种不同类型的应用。发挥你的想象力，就可以创建出各种既有趣又实用的应用。 ### **游戏** 人们往往从简单的应用开始，像第3章的“打地鼠”游戏，或第2章的在朋友脸上绘画的应用。随着不断进步，可以开始按照自己的想法做一些更复杂的游戏，如吃豆人与太空侵略者等。你甚至可以使用手机的传感器，通过倾斜手机让游戏中的角色移动（第5章）。 ### **教育软件** App Inventor不仅限于制作简单的游戏，也可用于创建信息和教育类应用。第8章的“测验”应用可以帮助学生们在考试前更好地复习，第10章的“出题”应用，允许用户为自己出一份考卷（想想那些长途旅行的家长们会多么喜欢这个应用！）。 ### **位置感知应用** 因为App Inventor提供了访问GPS位置传感器的功能，因此可以构建一个定位应用——知道自己在哪儿；也可以建一个停车应用，帮你记住停车位置（第7章）；或者一个找人应用，在音乐会或大型会议时，显示你的朋友或同事的位置；或者一个定制的游览应用，为你所在学校、工作场所或博物馆预置游览路线。 ### **高科技应用** 您可以创建以下应用：扫描条码、交谈、倾听（文字识别）、播放音乐、制作音乐（第9章）、播放视频、检测手机的方向和加速度、拍照以及拨打电话。从技术上讲，智能手机就像一把瑞士军刀，并且谷歌的工程师们一直致力于让App Inventor的技术更易于掌握。 ### **短信息应用** “开车不发短信”（第4章）只一个短信处理类应用的简单案例，还可以编写应用，定时向亲友们发送“想念你”一类的问候，或像“广播中心”（第11章）那样的应用，帮助协调大型活动。需要这样的应用吗？让你的朋友用短信来投票，就像“美国偶像”节目那样。这些应用都可以用App Inventor来完成。 ### **控制机器人的应用** 第12章展示了如何创建应用来充当LEGO机器人的控制器。把手机当做遥控器，或者为机器人编写一个“大脑”伴随它到处游走。机器人与手机之间依靠蓝牙通信，App Inventor的蓝牙组件也可以创建类似的应用，来控制其他的蓝牙设备。 ### **复杂应用** App Inventor大大降低了编程的门槛，几小时内就可以创建出很炫的高科技应用，但这门语言的功能并不简单，它同样提供了循环、条件以及其它程序及逻辑结构，来实现逻辑较为复杂的应用。在尝试创建应用的过程中，你会惊奇地发现这些逻辑问题是多么的有趣。 ### **基于web的应用** App Inventor也提供了应用与Web之间的通信手段。可以写一个应用从Twitter或RSS订阅上抓取数据，或者打开亚马逊书店的Web页面，通过扫描条码来查询一本书的线上价格。 ## **什么人能够创建应用？** App Inventor免费提供给任何人使用。它在线运行（不是桌面程序），可以在任何浏览器中访问。你甚至不需要手机：内置的Android模拟器可用于应用的测试。截至2011年1月，App Inventor已经拥有了几万个活跃用户以及几十万个应用。 是谁创建了这些应用？他们是程序员吗？有些人是，但大多数人不是。其中最有说服力的例子是David Wolber教授的一门课程。Wolber教授是本书的作者之一。在旧金山大学（USF），App Inventor是计算机科学通识课的一部分，主要针对商务和人文学院的学生。许多参加这门课的学生对数学是既恨又怕，而这门课恰恰满足了学生们惧怕数学的核心需求，绝大多数学生连做梦也没想到他们会编写计算机程序。 尽管毫无经验可言，但学生们依然学会了App Inventor并成功地创建了伟大的应用。英语专业的学生首创了“开车不发短信”应用；两个通信专业的学生创建了“Android，我的车在哪儿？”；而一个国际研究专业的学生创建了“广播中心”应用（第11章）。有一天晚上，在下班后，一个艺术专业的学生去敲Wolber教授办公室的门，询问怎么写一个while循环，此时此刻他意识到，App Inventor已经极大地改变了技术的格局。 媒体也开始关注这一意义非凡的变化。《纽约时报》称App Inventor为“DIY应用创建软件”；《旧金山大学记事》撰文报到了USF学生们的工作：“Google让大正成为应用的生产者”。《无线》杂志描写了Daniel Finnegan——“开车不发短信”的作者，并写到“Finnegan的故事有力地说明：编程普及的时代正在来临。” 如他们所说，这只猫已经跳出来（第一章应用里有一只小猫）。现在App Inventor已经在高中开课；在“挑战技术创新”的课后项目中（面向旧金山湾区的高中女生），在西雅图湖畔学校，以及几所大学的入门课上，都有App Inventor的一席之地。有数千名爱好者、商人、婚介人以及能工巧匠们正漫游在App Inventor的网站和论坛上([http://appinventor.googlelabs.com/forum/](http://appinventor.googlelabs.com/forum/))。想要开始行动吗？不必拥有编程经验！ ## **本书中使用的惯例** 本书采用了如下的通用惯例： 粗体绿色文本：代表程序块 斜体：表示email地址、URL地址、文件名、路径名，强调首次出现的术语。 等宽字体：表示Python代码，组件、属性、变量及函数的名称。 　这个图标表示：测试环节以及测试说明。 　这个图标表示：提示、建议或一般性注释。 ## **如何使用本书** 本书可作为初高中及大学课程的教科书，或有志向的开发者的入门书。全书分为两部分：第一部分是一整套创建具体应用的教程，第二部分是App Inventor指南（手册），后者的编排更像是一部经典的编程教科书。随着学习的不断深入，教程的复杂性也在增加，从第一章的“Hello，猫咪！”——每次点击都让小猫发出叫声，到一个支持Web的应用：通过扫描书上的条码，就可以从Amazon Web Service上获得相关信息（第13章）。 从理论上将，最好是按教程的顺序来学习，但如果你觉得很轻松，那么也可以跳着看。本教程手把手地教你创建应用的每一个具体步骤，并提供块语言的截图来帮助理解，你还可以参考App Inventor指南部分的章节，将有助于巩固对概念的理解。 手头最好有本参考书，因为App Inventor的开发环境占满了电脑屏幕，留给显示教程的空间极其有限。我们设想人们将书放在手边，并跟随教程完成每个应用的学习和创建过程。然而我们同样希望人们能在远离电脑的情况下，花时间来系统地阅读更多App Inventor指南中的章节。 对于教师和学生来说，这本书可以作为计算机科学入门课程的教科书，或者任何一门靠创造来学习的课程的参考资料。依我们的经验，“阅读教程→讨论→创作”这样的顺序会取得最好的效果。所以，第一步先让学生完成教程中的一两个应用，不必要求太高，只要能按部就班地完成就好；第二步可以指定App Inventor指南中的某个章节，在课堂上进行讨论和演说，来减缓学习的进度；第三步要鼓励学生探索：让学生按照每一章末尾的改进建议，在没有具体指导的前提下，对应用做出修改；最后，指定一个创造性的任务，让学生对应用提出自己的想法，然后实现它们。 每章的文件及例子的完整代码都可从这里下载：[http://examples.oreilly.com/0636920016632/](http://examples.oreilly.com/0636920016632/)。 ## **致谢** 创建App Inventor开发工具的动机是教育，基于这样的动机，我们坚持认为，通过主动学习，程序可以成为那些闪光的强大思想的载体。因此，App Inventor是不断发展的计算机及教育事业的一部分，这一事业始于20世纪60年代Seymour Papert及MIT的Logo小组的努力，他们设计了众多的活动和计划，来支持计算思维，其影响一直延续至今。 App Inventor的设计借鉴了此前的计算机辅助教育的研究成果，并立足于谷歌在线开发环境。可视化编程框架与MIT的scratch编程语言密切相关，在具体实现上依赖于Open Blocks，它由MIT的Scheller教师培育项目发布，并源自MIT 的Ricarose Roque的研究论文。我们感谢Scheller项目的Eric Klopfer与Daniel Wendel让Open Blocks成为现实，并感谢他们在工作中所提供的协助。将视觉化的块语言翻译为Android上的实现的编译器使用了Kawa语言框架，而Kawa是Scheme编程语言的方言，由Per Bothner开发，并由自由软件基金会发布，它是GNU操作系统的一部分。 作者要感谢谷歌和App Inventor团队在USF、米尔斯学院及MIT所给予我们的工作的支持以及教学上的努力。特别感谢App Inventor技术主管Mark Friedman，项目经理Karen Parker，与工程师Sharon Perl和Debby Wallach。 我们还需特别感谢O'Reilly的编辑们，Courtney Nash、Brian Jepson，还有Kathy Riutzel、Brian Kernighan、Debby Wallach以及Rafiki Cai，感谢他们的反馈和见解。 最后，我们还要感谢我们各自的配偶的支持：Ellen的丈夫Keith Golden，Hal的妻子Lynn Abelson，Liz的丈夫Kevin Looney，David的妻子Minerva Novoa。新妈妈Ellen还要感谢保姆Neil Fullagar的帮助。