Hello, World

デベロッパーにとって、開発フレームワークの第一印象は、どれだけ簡単に「Hello, World」を記述できるかで決まります。Android では、非常に簡単に記述できます。総合開発環境として Eclipse を使用している場合には、開発は特に簡単です。プロジェクトの作成と管理に使用できる便利なプラグインが用意されており、開発サイクルを大幅にスピードアップできるためです。

Eclipse を使用していない場合でも問題ありません。Developing in Other IDEsに慣れてから、このチュートリアルに戻り、Eclipse に関する部分以外を参考にしてください。

開始する前に、最新の SDK がインストールされている必要があります。また、Eclipse を使用する場合には、ADT プラグインもインストールされている必要があります。これらのプログラムがインストールされていない場合は、「Installing the Android SDK」を参考にインストールを実行して、完了後にこのチュートリアルに戻ってください。

AVD の作成

このチュートリアルでは、開発したアプリケーションを Android エミュレータで実行します。エミュレータを起動するには、事前に Android 仮想デバイス(AVD)を作成する必要があります。AVD は、エミュレータが使用するシステム イメージとデバイスの設定を定義するものです。

AVD を作成するには、Android SDK に含まれている「android」ツールを使用します。コマンド プロンプトまたはターミナルを開き、SDK パッケージの中の tools/ ディレクトリに移動して、次のコマンドを実行します。

android create avd --target 2 --name my_avd

カスタム ハードウェア プロファイルを作成するかどうかを尋ねられます。ここではひとまず、リターン キーを押してスキップします(デフォルトの回答は「No」となっています)以上で AVD の作成は終了です。この作業により、Android 1.5 プラットフォームを使用する「my_avd」という名前の AVD が構成されました。これで、AVD をエミュレータで使用できる状態になりました。

上記のコマンドで使用した --target オプションは、エミュレータを実行する配備ターゲットを指定するもので、必須オプションです。--name オプションは新規 AVD の名前を定義するもので、これも必須オプションです。

新規 Android プロジェクトを作成する

AVD を作成したら、次は Eclipse 内で新規 Android プロジェクトを開始します。

  1. Eclipse で、[[]ファイル(File)] > [[]新規(New)] > [[]プロジェクト(Project)] を選択します。

    ADT Plugin for Eclipse が正常にインストールされていれば、表示されるダイアログに、「Android」というラベルの付いたフォルダと、その中の「Android プロジェクト(Android Project)」が表示されます(1 つまたは複数の Android プロジェクトを作成した後は、「Android XML File」というエントリも表示されるようになります)。

  2. 「Android プロジェクト(Android Project)」を選択して、[[]次へ(Next)] をクリックします。
  3. プロジェクトの詳細項目に以下の値を入力します。
    • プロジェクト名(Project name): HelloAndroid
    • アプリケーション名(Application name): Hello, Android
    • パッケージ名(Package name): com.example.helloandroid(または自分のプライベート ネームスペース)
    • アクティビティを作成(Create Activity): HelloAndroid
    • SDK の最小バージョン(Min SDK Version): 2

    [[]完了(Finish)] をクリックします。

    各フィールドの説明は以下のとおりです。

    プロジェクト名(Project Name)
    Eclipse のプロジェクト名。プロジェクト ファイルを格納するディレクトリの名前です。
    アプリケーション名(Application Name)
    アプリケーション名はユーザーにわかりやすいアプリケーションのタイトルにします。この名前が Android 携帯端末に表示されます。
    パッケージ名(Package Name)
    作成したすべてのソース コードを格納するパッケージ ネームスペースです(Java プログラミング言語で作成するパッケージと同じルールに従います)。また、これにより、スタブ Activity が生成されるパッケージの名前も設定されます。

    パッケージ名は Android システムにインストールされたすべてのパッケージに共通して固有のものでなければなりません。このため、作成するアプリケーションに標準的なドメイン スタイルのパッケージを使用することが非常に重要です。上記の例では、「com.example」というネームスペースを使用しています。これはサンプル ドキュメント用のネームスペースです。実際にアプリケーションを作成する際には、所属する組織または法人に適切なネームスペースを使用します。

    アクティビティを作成(Create Activity)
    プラグインによって生成されるクラス スタブの名前です。クラス スタブは Android の Activity クラスのサブクラスとなります。アクティビティとは単に、実行して何らかの処理を行うことができるクラスを意味します。選択に応じて UI を作成することもできます(ただし必須ではありません)。チェックボックスになっていることからわかるように、これは任意選択の項目です。しかし、実際にはほとんどのアプリケーションでは、アクティビティをアプリケーションの基盤として使用しています。
    SDK の最小バージョン(Min SDK Version)
    作成するアプリケーションが必要とする最小 API レベルを指定する値です。ここに入力した API レベルが、選択可能なターゲットのいずれかで提供される API レベルと一致する場合は、ビルド ターゲットが自動的に選択されます(この例では、API レベルに「2」と入力するとターゲット Android 1.1 が選択されます)。Android システム イメージと Android SDK それぞれの新しいバージョンでは、API に追加または変更が加えられている可能性があります。追加または変更が加えられている場合、新しい API レベルがシステム イメージに割り当てられ、どのアプリケーションの実行を許可するかが規制されます。アプリケーションで必要な API レベルがデバイスでサポートされるレベルよりも高い場合、アプリケーションはインストールされません。

    その他のフィールド: 「デフォルト ロケーションの使用」チェックボックスでは、プロジェクトのファイルが生成され保存されるディスク上の場所を変更することができます。「ビルド ターゲット」は、作成するアプリケーションがコンパイルされるときにターゲットとするプラットフォームです(この項目は [[]SDK の最小バージョン(Min SDK Version)] の入力値に基づいて自動的に選択されます)。

    ここで、選択した「ビルド ターゲット」で Android 1.1 プラットフォームが使用されることに注目してください。これは、作成するアプリケーションが Android 1.1 プラットフォーム ライブラリをターゲットとしてコンパイルされることを意味します。先ほど作成した AVD は Android 1.5 プラットフォームで実行されます。バージョンの数字が一致しませんが、Android アプリケーションには上方互換性があるため、1.1 プラットフォーム ライブラリをターゲットとして構築されたアプリケーションでも 1.5 プラットフォームで正常に動作します。ただしその逆の場合は正常に動作しません。

さて、これで Android プロジェクトを使用できる状態になりました。プロジェクトは左側のパッケージ エクスプローラー(Package Explorer)で表示できます。「HelloAndroid」 > 「src」 > 「com.example.helloandroid」 の中にある HelloAndroid.java ファイルを開きます。ファイルの内容は次のようになっています。

package com.example.helloandroid;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

public class HelloAndroid extends Activity {
    /** Called when the activity is first created. */
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
    }
}

クラスが Activity クラスに基づいていることに注目してください。アクティビティ(Activity)とは、処理を実行するために使用される単体のアプリケーション エンティティです。1 つのアプリケーションにはいくつものアクティビティが含まれる場合がありますが、ユーザーが一度に操作するのは 1 つのアクティビティです。アクティビティが開始すると、Android システムによって onCreate() メソッドが呼び出されます。このタイミングですべての初期化と UI セットアップを実行します。アクティビティにユーザー インターフェースは必須ではありませんが、通常はユーザー インターフェースを装備します。

では、コードを変更してみましょう。

UI を構築する

下記の変更済みのコードを参照して、お手元の HelloAndroid クラスに同じ変更を加えてみてください。太字の部分が追加された行です。

package com.android.helloandroid;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

public class HelloAndroid extends Activity {
   /** Called when the activity is first created. */
   @Override
   public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
       super.onCreate(savedInstanceState);
       TextView tv = new TextView(this);
       tv.setText("Hello, Android");
       setContentView(tv);
   }
}

ヒント: プロジェクトにインポート パッケージを簡単に追加できる方法として、Ctrl+Shift+O(Mac では コマンド+Shift+O)を押す方法があります。これは、コードの記述に基づいて足りないパッケージを特定して追加する Eclipse のショートカット キーです。

Android のユーザー インターフェースは、「ビュー(Views)」と呼ばれるオブジェクトの階層で構成されています。View は、UI レイアウト内でボタン、画像、または(このサンプルのように)テキスト ラベルといった要素として使用される、描画可能なオブジェクトです。これらのオブジェクトのそれぞれが View クラスのサブクラスであり、テキストを処理するサブクラスは TextView です。

この変更では、クラス コンストラクタを使用して TextView を作成します。このクラス コンストラクタは、パラメータとして Android Context インスタンスを受け入れます。Context とは、システムへのハンドルであり、リソースの解決、データベースや設定へのアクセスの取得などのサービスを提供します。Activity クラスは Context を継承します。作成する HelloAndroid クラスは、Activity のサブクラスであるため、Context でもあります。したがって、this を Context 参照として TextView に引き渡すことができます。

次に、setText(CharSequence) setText() を使用してテキスト コンテンツを定義します。

最後に、そのコンテンツが Activity UI のコンテンツとして表示されるように、TextView を setContentView() に引き渡します。Activity によってこのメソッドが呼び出されなければ、UI は表示されず、空白の画面が表示されます。

これで、Android で「Hello, World」が表示されるようになりました。次の手順はもちろん、アプリケーションの実行です。

アプリケーションを実行する

Eclipse プラグインでは、非常に簡単にアプリケーションを実行できます。

  1. [[]実行] > [[]実行] を選択します。
  2. 「Android Application」を選択します。

Eclipse ADT によって自動的にプロジェクトの新規起動構成が作成され、Android エミュレータが自動的に起動します。エミュレータが起動した後、少し経つとアプリケーションが表示されます。次のような画面が表示されます。

グレーのバーに表示されている「Hello, Android」は、アプリケーションのタイトルです。このタイトルは Eclipse プラグインによって自動的に作成されます(文字列は res/values/strings.xml ファイル内で定義され、AndroidManifest.xml によって参照されます)。タイトルの下のテキストは、先ほど TextView オブジェクトで作成した実際のテキストです。

これで「Hello World」についての基本的なチュートリアルは終了ですが、この続きもぜひ読んでください。Android アプリケーションの開発に関するさらに有益な情報を紹介しています。

UI を XML レイアウトにアップグレードする

先ほど作成した「Hello, World」のサンプルは、「プログラマティック」と呼ばれる UI レイアウトを使用しています。「プログラマティック」とは、アプリケーションの UI を直接ソース コードで作成および構築することを意味します。UI プログラミングの経験が豊富な方であればおそらく、このようなアプローチが時にいかに脆弱になり得るかをよくご存じでしょう。レイアウトの軽微な変更のたびに、ソース コード全体に関わる大きな問題が発生する可能性があるからです。また、複数のビューを適切に結びつけることも忘れられがちであるため、これによりレイアウトにエラーが発生し、コードのデバッグで時間が無駄になる場合があります。

その理由から、Android では、XML ベースのレイアウト ファイルを使用する別の UI 構築モデルを用意しています。この概念を簡単に説明するには、サンプルを紹介するのが一番です。ここに示すのは、上記の「プログラマティック」に構築したサンプルと同じように動作する XML レイアウト ファイルです。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<TextView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  android:layout_width="fill_parent"
  android:layout_height="fill_parent"
  android:text="@string/hello"/>

Android XML レイアウト ファイルの全般的な構造はシンプルです。XML 要素がツリー構造になっており、含まれた各ノードが View クラスの名前を表しています(このサンプルでは View 要素が 1 つのみですが)。XML レイアウト内の要素として、View を拡張する任意のクラスの名前を使用できます。これには作成するコードの中で定義するカスタム View クラスも含まれます。この構造により、プログラマティックなレイアウトよりもシンプルな構造と構文を使用して、迅速な UI 構築を非常に簡単に行うことができます。このモデルは、アプリケーションの表示(つまり UI)を、データの取得と入力に使用されるアプリケーション ロジックから切り離すことができる Web 開発モデルからヒントを得て考案されました。

上記の XML サンプルには、TextView という View 要素 1 つのみが含まれています。この要素は 4 つの XML 属性を持っています。下表に、これらの 4 つの属性の説明をまとめました。

属性 説明
xmlns:android Android ネームスペースで定義された共通の属性を参照することを Android ツールに伝える XML ネームスペース宣言です。すべての Android レイアウト ファイル内の最初と最後のタグはこの属性を持つ必要があります。
android:layout_width 該当の View が画面の利用可能な幅のうちどれくらいを占めるかを定義します。このサンプルでは、この View しかないため、「fill_parent」という値を使用して画面全体を占めることにします。
android:layout_height android:layout_width とよく似た属性で、幅ではなく高さを表します。
android:text TextView が表示するテキストを設定します。このサンプルでは、ハードコード記述された文字列値ではなく文字列リソースを使用します。文字列「hello」は res/values/strings.xml ファイル内で定義されます。アプリケーションに文字列を挿入する場合にはこの方法が推奨されます。レイアウト ファイルのハードコードを直接変更する必要がないため、アプリケーションの他の言語へのローカライズがスムーズに進むからです。詳しくは、「リソースと国際化」を参照してください。

これらの XML レイアウト ファイルは、作成するプロジェクトの res/layout/ ディレクトリ内に置かれます。「res」は「resources」の略で、アプリケーションに必要なコード以外のすべてのアセットがこのディレクトリに格納されます。リソースには、レイアウト ファイルの他に、画像、音声、ローカライズされた文字列などのアセットがあります。

Eclipse プラグインでは、このようなレイアウト ファイルの 1 つである「main.xml」が自動的に作成されます。先ほど「Hello World」アプリケーションを作成した際には、このファイルは無視してプログラマティックにレイアウトを作成しました。この作成方法は Android フレームワークについてより深く理解していただくことを意図したもので、実際にはほとんどの場合レイアウトはコードではなく XML ファイルで定義します。以下の手順では、既存のアプリケーションを変更して XML レイアウトが使用されるようにする方法を説明します。

  1. Eclipse のパッケージ エクスプローラー(Package Explorer)で、/res/layout/ フォルダを展開し、main.xml を開きます(開いた後、場合によっては XML ソースを見るのにウィンドウ下部にある「main.xml」タブをクリックする必要があります)。ファイルの内容を以下の XML に置き換えます。
    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <TextView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
      android:layout_width="fill_parent"
      android:layout_height="fill_parent"
      android:text="@string/hello"/>

    ファイルを保存します。

  2. res/values/ フォルダ内の strings.xml を開きます。このファイルは、作成するユーザー インターフェースのためのすべてのデフォルトのテキスト文字列を保存するものです。Eclipse を使用している場合、ADT によってあらかじめ helloapp_name という 2 つの文字列が用意された状態になります。hello を何か別の文字列に書き換えてみましょう。たとえば「Hello, Android! I am a string resource!」としてみましょう。変更後のファイルの全体は次のようになります。
    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <resources>
        <string name="hello">Hello, Android! I am a string resource!</string>
        <string name="app_name">Hello, Android</string>
    </resources>
    
  3. 次に、HelloAndroid クラスを開いて、XML レイアウトを使用して変更します。ファイルを編集して次のような内容にします。
    package com.example.helloandroid;
    
    import android.app.Activity;
    import android.os.Bundle;
    
    public class HelloAndroid extends Activity {
        /** Called when the activity is first created. */
        @Override
        public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.main);
        }
    }

    この変更を行う際に、コードを手入力してコード補完機能を試してみましょう。「R.layout.main」と入力しようとすると、プラグインによって入力候補が表示されます。この機能の便利さは、開発中に何回も実感すると思います。

    View オブジェクトに setContentView() を引き渡す代わりに、レイアウト リソースへの参照を付与します。リソースは R.layout.main として識別されます。これは、/res/layout/main.xml で定義されたレイアウトを、コンパイルされたオブジェクトで表したものです。Eclipse プラグインでは、この参照がプロジェクトの R.java クラス内に自動的に作成されます。Eclipse を使用していない場合、Ant を実行してアプリケーションのビルドを行う際に R.java クラスが生成されます(R クラスについて詳しくは後ほど説明します)。

ここで、アプリケーションを再実行します。起動構成は作成済みであるため、ここでは緑色の矢印アイコンをクリックして実行するか、または [[]実行(Run)] > [[]ヒストリーの実行(Run History)] > [[]Android Activity] を選択するだけです。TextView 文字列に加えた変更を除けば、アプリケーションは同じに見えます。ここでポイントとなるのは、2 つの異なるレイアウト編集方法を使用して同じ結果が得られるということです。

ヒント: ショートカット キーCtrl+F11(Mac では コマンド+Shift+F11)を使用して、現在表示されているアプリケーションを実行することができます。

ここからは、デバッグの基礎知識と、他の総合開発環境に関する補足情報について説明します。さらに詳しく学習したい場合は、「アプリケーションの基礎」を参照してください。Android アプリケーションが動作するためのすべての要素について説明しています。また、「デベロッパー ガイド」の導入ページを参照して、デベロッパー ガイド ドキュメントの概要を確認してください。

R クラス

Eclipse で、R.java という名前のファイル(gen/(「生成された Java ファイル(Generated Java Files)」フォルダ内)を開きます。ファイルの内容は次のようになっています。

package com.example.helloandroid;

public final class R {
    public static final class attr {
    }
    public static final class drawable {
        public static final int icon=0x7f020000;
    }
    public static final class layout {
        public static final int main=0x7f030000;
    }
    public static final class string {
        public static final int app_name=0x7f040001;
        public static final int hello=0x7f040000;
    }
}

プロジェクトの R.java ファイルは、ファイル内で定義されたすべてのリソースへのインデックスです。ソース コード内では、プロジェクトに含めたすべてのリソースを参照するための簡略形式としてこのクラスを使用します。これは、Eclipse などの総合開発環境のコード補完機能とともに使用すると特に便利です。探している特定の参照をすばやくインタラクティブに見つけることができるからです。

お手元のファイルはこれとは若干異なる可能性があります(おそらく 16 進値が異なるためです)。ここでは、「layout」という名前の内部クラスと、そのメンバーであるフィールド「main」に注目します。Eclipse プラグインにより main.xml という名前の XML レイアウト ファイルが認識され、ここにそのためのクラスが生成されたものです。プロジェクトに他のリソース(res/values/string.xml ファイル内の文字列や res/drawable/ ディレクトリ内の描画可能オブジェクトなど)を追加すると、R.java に最新の変更が反映されます。

Eclipse を使用していない場合は、(Ant ツールを使用した)ビルド時にこのクラス ファイルが生成されます。

くれぐれもこのファイルを手動で編集しないようにしてください。

プロジェクトをデバッグする

Android Plugin for Eclipse は、Eclipse のデバッガと優れた連動性を発揮します。このメリットを確認するため、作成したコードにバグを埋め込んでみましょう。作成した HelloAndroid ソース コードを次のように変更します。

package com.android.helloandroid;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

public class HelloAndroid extends Activity {
    /** Called when the activity is first created. */
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        Object o = null;
        o.toString();
        setContentView(R.layout.main);
    }
}

この変更は、単にコードに NullPointerException を発生させるものです。アプリケーションを再度実行すると、最終的に次のような画面が表示されます。

「強制終了」を押してアプリケーションを終了し、エミュレータ ウィンドウを閉じます。

エラーの詳細を確認するには、ソース コード内の Object o = null; 行にブレークポイントを設定します(該当するソース コード行の横にあるマーカー バーをダブルクリックします)。次に、メニューから [[]実行(Run)] > [[]デバッグ ヒストリー(Debug History)] > [[]Hello, Android] を選択して、デバッグ モードに入ります。エミュレータでアプリケーションが再起動されますが、今度は、先ほど設定したブレークポイントに到達した時点で中断されます。その後 Eclipse のデバッグ パースペクティブ(Debug Perspective)で、他のアプリケーションで通常行うように、コードの内容を確認できます。

Eclipse を使用せずにプロジェクトを作成する

Eclipse を使用していない場合(普段から使用している総合開発環境がある場合や、シンプルにテキスト エディタやコマンド ライン ツールを使用している場合など)は、Eclipse プラグインを利用することはできません。しかし心配は無用です。Eclipse を使用していないからといって何らかの機能が失われることはありません。

Android Plugin for Eclipse は、単に Android SDK に含まれるツール セットをまとめたものに過ぎません(エミュレータ、aapt、adb、ddms などの個別のツールについては、こちらで別途説明しています)。このため、これらのツールを別のツール、たとえば「Ant」のビルド ファイルなどでまとめることも可能です。

Android SDK には、「android」という名前のツールが含まれています。このツールを使用すると、作成するプロジェクトのソース コードとディレクトリ スタブすべて、および Ant と互換性のある build.xml ファイルを作成することができます。これにより、プロジェクトをコマンド ラインで作成したり、普段使用している総合開発環境と統合したりすることができます。

たとえば、Eclipse で作成されるものと同様の HelloAndroid プロジェクトを作成するには、次のコマンドを使用します。

android create project \
    --package com.android.helloandroid \
    --activity HelloAndroid \ 
    --target 2 \
    --path <path-to-your-project>/HelloAndroid 

これにより、path で定義された場所に、プロジェクトに必要なフォルダとファイルが作成されます。

SDK ツールを使用してプロジェクトを作成および構築する方法について詳しくは、「Developing in Other IDEs」を参照してください。

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