МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ АДАПТИВНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ ДЛЯ ANDROID ПРИЛОЖЕНИЙ С УЧЁТОМ ЭКРАННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

METHODS FOR DEVELOPING ADAPTIVE INTERFACES FOR ANDROID APPLICATIONS WITH SCREEN CHARACTERISTICS IN MIND

Терехов В.И.

26.10.2024 23

10(127)

10. Информатика, вычислительная техника и управление

Цитировать:

Терехов В.И. МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ АДАПТИВНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ ДЛЯ ANDROID ПРИЛОЖЕНИЙ С УЧЁТОМ ЭКРАННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2024. 10(127). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18465 (дата обращения: 31.10.2024).

Прочитать статью:

DOI - 10.32743/UniTech.2024.127.10.18465

АННОТАЦИЯ

Разработка адаптивных пользовательских интерфейсов для Android приложений с использованием Java является важной задачей для обеспечения оптимального пользовательского опыта на устройствах с различными характеристиками экрана. Адаптивные интерфейсы позволяют приложению автоматически подстраиваться под размер экрана и ориентацию устройства, что повышает удобство взаимодействия. Java, как основной язык разработки для Android, предоставляет мощные инструменты и библиотеки для создания гибких интерфейсов, которые поддерживают корректное отображение элементов на различных устройствах. Ключевые компоненты, такие как ConstraintLayout и динамические макеты, обеспечивают возможность адаптации интерфейсов для экранов разного разрешения. Использование Java в сочетании с инструментами для проектирования интерфейсов, такими как Figma, Sketch и InVision, позволяет разработчикам эффективно создавать приложения, поддерживающие широкий спектр устройств. Это значительно улучшает пользовательский опыт и повышает конкурентоспособность приложений.

ABSTRACT

Developing responsive user interfaces for Android applications using Java is an important task to ensure an optimal user experience on devices with different screen characteristics. Adaptive interfaces allow the application to automatically adjust to the screen size and orientation of the device, which increases the convenience of interaction. Java, as the main development language for Android, provides powerful tools and libraries for creating flexible interfaces that support the correct display of elements on various devices. Key components such as ConstraintLayout and dynamic layouts provide the ability to adapt interfaces for screens of different resolutions. Using Java in combination with interface design tools such as Figma, Sketch, and InVision allows developers to efficiently create applications that support a wide range of devices. This significantly improves the user experience and increases the competitiveness of applications.

Ключевые слова: адаптивные интерфейсы, Android, Java, разработка, мобильные приложения, ConstraintLayout, UX/UI, гибкость интерфейсов.

Keywords: adaptive interfaces, Android, Java, development, mobile applications, ConstraintLayout, UX/UI, interface flexibility.

Введение

Разработка адаптивных пользовательских интерфейсов для Android-приложений является важной задачей современной мобильной разработки. С увеличением разнообразия мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты, различающихся по размерам и разрешению экранов, возрастает потребность в создании интерфейсов, которые автоматически подстраиваются под условия конкретного устройства.

Адаптивные интерфейсы обеспечивают удобство использования, делая взаимодействие с приложением интуитивным и комфортным для пользователя, независимо от характеристик экрана.

Применение языка программирования Java для разработки адаптивных интерфейсов в Android-приложениях также остается актуальным, несмотря на появление новых технологий и языков, таких как Kotlin. Java обладает широким набором инструментов и библиотек, что делает её универсальным решением для создания гибких интерфейсов. Кроме того, использование компонентов интерфейса, таких как ConstraintLayout и другие динамические макеты, позволяет разработчикам гибко адаптировать приложения для работы на устройствах с различными параметрами экрана.

Актуальность темы определяется необходимостью разработки мобильных приложений, способных обеспечивать качественный пользовательский опыт на широком спектре устройств. Целью работы является исследование подходов к разработке адаптивных интерфейсов для Android-приложений с использованием Java, а также рассмотрение современных инструментов и компонентов, способствующих повышению гибкости и функциональности интерфейсов на различных устройствах.

1. Принципы адаптивного дизайна для Android приложений

Адаптивный интерфейс представляет собой концепцию, в которой элементы интерфейса автоматически подстраиваются под различные параметры экрана. Это может включать в себя динамическое изменение размеров изображений, перестановку компонентов и прочие изменения, направленные на обеспечение корректного отображения на разных устройствах. К 2024 году внедрение адаптивного дизайна в приложения для Android резко возросло, особенно в таких отраслях, как электронная коммерция, банковское дело и приложения для повышения производительности, где критически важны улучшенный пользовательский опыт и более быстрое время загрузки. В 2019 году внедрение было в основном обусловлено более крупными компаниями, ориентированными на обеспечение совместимости между устройствами, но к 2024 году более 50% разработчиков Android внедрили принципы адаптивного дизайна в свои приложения, чтобы адаптироваться к постоянно растущему разнообразию форматов устройств. Ниже на рисунке 1 будет представлено развитие адаптивного дизайна в Android приложениях с 2019 по 2024 годы.

Рисунок 1. Развитие адаптивного дизайна в Android приложениях с 2019 по 2024 годы [8]

Основные принципы адаптивного дизайна заключаются в обеспечении гибкости интерфейсов для корректной работы на различных устройствах. Ключевую роль в этом играют динамические макеты, которые подстраиваются под размеры экранов. Для этого применяются такие компоненты, как ConstraintLayout, LinearLayout и RelativeLayout, позволяющие задавать относительные размеры и взаимное расположение элементов. Особенно выделяется ConstraintLayout, предоставляющий обширные возможности для создания сложных зависимостей между элементами интерфейса, что делает его незаменимым инструментом для адаптивных решений [1]. Ниже в таблице 1 будут описаны принципы реализации адаптивного интерфейса в Android.

Таблица 1.

Принципы реализации адаптивного интерфейса в Android [2]

Принцип	Описание	Преимущества
Использование гибких размеров компонентов	Применение параметров wrap_content и match_parent вместо фиксированных значений для компонентов интерфейса. Это позволяет элементам интерфейса изменять размеры в зависимости от устройства и экрана.	Обеспечивает корректное отображение интерфейса на экранах различных размеров, улучшает гибкость и адаптируемость интерфейса под различные устройства.
Медиа-запросы и работа с адаптивными ресурсами	Использование отдельных каталогов ресурсов для разных разрешений и ориентаций экрана (портретной и альбомной), что позволяет создавать адаптивные макеты для смартфонов, планшетов и других устройств.	Позволяет создавать различные макеты под разные устройства и ориентации экрана, обеспечивая более точную настройку отображения для каждой категории устройств.
Многостороннее тестирование	Тестирование интерфейса на различных устройствах с разными разрешениями, диагоналями экрана и ориентациями для проверки его корректного отображения и работы.	Обеспечивает универсальность интерфейса, устраняет возможные ошибки отображения на разных устройствах, улучшает пользовательский опыт на множестве различных моделей устройств.

Таким образом принципы адаптивного дизайна для Android приложений направлены на создание интерфейсов, которые гибко подстраиваются под различные размеры экранов и устройства. Основу адаптивности составляют динамические макеты, такие как ConstraintLayout, LinearLayout и RelativeLayout, которые обеспечивают корректное отображение элементов на любых экранах за счет их относительных размеров и взаимного расположения. Особую роль играет ConstraintLayout, предлагающий широкие возможности для создания сложных зависимостей между элементами интерфейса, что делает его важным инструментом для разработки адаптивных решений в Android.

2. Инструменты и библиотеки для разработки адаптивных интерфейсов

Программное обеспечение Wondershare Mockitt представляет собой один из ведущих инструментов для создания дизайна пользовательских интерфейсов на Android. Данное приложение обладает широким функционалом и удобным интерфейсом, что делает его доступным даже для пользователей без опыта в проектировании. Оно поддерживает создание прототипов для различных платформ, таких как Android, ПК, iPhone и другие. Также существует возможность настройки устройства в соответствии с требованиями пользователя.

Основные возможности:

Большой выбор иконок и виджетов, облегчающих процесс создания пользовательских интерфейсов на Android.
Синхронизация файлов и создание связей между экранами.
Простота обмена проектами через ссылки или QR-коды.
Возможность совместной работы в режиме реального времени с доступом к комментированию, выбору цветов и другим функциям для удобного проектирования интерфейсов.

Программное обеспечение Sketch — это профессиональное решение для создания дизайна пользовательского интерфейса Android, предлагающее широкий набор инструментов для оптимизации рабочего процесса. Оно значительно упрощает работу с графикой, объединяя в себе функции, ранее требовавшие использования нескольких программ, таких как Illustrator и Photoshop. Основное преимущество Sketch заключается в его специализации на проектировании UI/UX, что позволяет сосредоточиться на создании высококачественных интерфейсов.

Ключевые функции:

Возможность установки плагинов для ускорения работы.
Инструменты для настройки макетов, направляющих сеток, текстовых стилей и других элементов дизайна.
Создание каркасных моделей интерфейсов для различных устройств.

Приложение InVision App предоставляет дизайнеру Android интерфейсов возможность создания макетов с высокой степенью интерактивности. Инструмент ориентирован на создание прототипов с добавлением жестов, анимаций и других взаимодействий. InVision также поддерживает интеграцию с программами Sketch и Adobe Photoshop, что позволяет легко загружать проекты и продолжать работу в знакомых средах.

Основные возможности:

Поддержка взаимодействия и сотрудничества с клиентами и командой.
Автоматические обновления и трансляции изменений в реальном времени.
Оптимизированный процесс создания интерактивных прототипов, которые точно отражают функциональность конечного продукта.

Marvel — это инструмент, упрощающий создание каркасов и прототипов для интерфейсов Android. Благодаря интуитивному интерфейсу, работа с Marvel становится доступной даже для начинающих пользователей. Приложение совместимо с Adobe Photoshop и Sketch, что позволяет добавлять плагины и расширять функциональные возможности.

Основные функции:

Интеграция с основными графическими редакторами для создания качественных прототипов.
Возможность совместной работы над проектом с другими участниками команды.
Простота обмена идеями и результатами разработки.

Figma — это мощный инструмент для коллективного дизайна, который активно используется профессионалами для создания Android интерфейсов. Figma позволяет командам работать над проектами в режиме реального времени, предоставляя возможность редактирования и комментирования на всех этапах разработки.

Ключевые возможности:

Управление версиями проекта с возможностью добавления описаний.
Доступ к компонентной библиотеке для быстрого поиска и использования элементов дизайна.
Инструменты для эффективного командного взаимодействия.

Zeplin — это платформа для проектирования интерфейсов, ориентированная на взаимодействие между дизайнерами и разработчиками. Благодаря Zeplin процесс передачи проектов становится более удобным и быстрым, что повышает эффективность совместной работы.

Основные возможности:

Поддержка экспорта проектов из таких инструментов, как Adobe Photoshop, Sketch, Figma, Adobe XD.
Генерация спецификаций и ресурсов для разработчиков.
Возможность автоматического создания фрагментов кода для упрощения работы над проектом [3].

Proto.io — инструмент, который позволяет легко создавать мобильные интерфейсы, используя готовые элементы и шаблоны. Он предоставляет функции для предварительного просмотра прототипов на реальных устройствах, что помогает выявить возможные ошибки перед финальной версией приложения.

Axure RP предлагает мощные функции для создания интерактивных макетов и каркасов мобильных приложений. Его функциональные возможности включают в себя инструменты для разработки UX, позволяя создавать макеты для любых устройств с минимальными усилиями. Axure предоставляет разнообразные тарифные планы, что делает его доступным как для индивидуальных разработчиков, так и для крупных команд.

Justinmind предоставляет дизайнерским командам возможности для быстрого создания прототипов мобильных приложений с использованием готовых виджетов и шаблонов. Этот инструмент особенно полезен для начального этапа разработки, позволяя разработчикам тестировать пользовательские интерфейсы до начала кодирования [4].

Таким образом, каждая из платформ предлагает свои уникальные функции, адаптированные к различным потребностям разработчиков и дизайнеров, что помогает оптимизировать процессы проектирования и создания мобильных приложений.

3. Практическое применение Java для создания адаптивных интерфейсов

Алгоритм взаимодействия с пользователем зависит от текущего интерфейса, который отображается в приложении. Java является универсальным языком программирования, который широко применяется, в частности, при разработке мобильных приложений. С момента своего появления в 1995 году Java заняла ведущие позиции в создании Android-приложений, которые составляют значительную долю мобильного рынка. Популярность языка объясняется его ключевыми характеристиками, такими как объектно-ориентированная структура, простота синтаксиса и наличие обширных библиотек. Эти особенности формируют мощную среду разработки, способствующую развитию индустрии мобильных решений.

Java также активно используется для создания кроссплатформенных мобильных решений с помощью технологий, таких как Apache Cordova и Xamarin. Эти инструменты позволяют разрабатывать приложения, которые могут быть запущены на различных платформах, что увеличивает производительность и снижает затраты на разработку. Ниже в таблице 2 будут рассмотрены основные положительные и отрицательные аспекты использования этого языка в мобильной среде.

Таблица 2.

Положительные и отрицательные аспекты использования Java для разработки мобильных приложений [5]

Категория	Описание	Преимущества	Недостатки
Кроссплатформенность	Java поддерживает принцип «напиши один раз, запускай везде», что позволяет запускать приложения на разных платформах, поддерживающих JRE.	Ускорение разработки для нескольких платформ, снижение затрат	Возможны проблемы с оптимизацией под некоторые платформы
Объектно-ориентированная структура	ООП в Java способствует модульности и позволяет легко использовать повторно код, что упрощает поддержку и изменения в приложениях.	Модульность, упрощение поддержки и изменений	Может требовать больше ресурсов для сложных систем
Развитая экосистема	Java обладает широким спектром инструментов и библиотек, что ускоряет разработку и позволяет создавать многофункциональные приложения. Сообщество разработчиков помогает решать сложные задачи.	Ускорение разработки, доступ к сообществу, решение сложных задач	Потенциальная сложность в освоении для начинающих разработчиков
Богатый набор библиотек	Java предоставляет доступ к многочисленным библиотекам и API, что облегчает решение сложных задач и оптимизирует разработку мобильных приложений.	Облегчение разработки благодаря множеству готовых решений	Множество библиотек может вызвать трудности в выборе подходящих
Нагрузка на производительность	Приложения на Java могут быть менее производительными по сравнению с аналогами на Swift или Kotlin из-за виртуальной машины Java и механизма сборки мусора.	Позволяет работать на разных платформах благодаря JRE	Снижение производительности на устройствах с ограниченными ресурсами
Избыточность кода	Java известна многословным синтаксисом, что приводит к необходимости писать более объемные конструкции, усложняя написание и поддержку кода.	Строгий синтаксис может повысить точность кода	Увеличение объема кода, снижение читаемости, вероятность ошибок
Скорость выполнения	Приложения на Java часто запускаются медленнее по сравнению с нативными решениями, что создает баланс между кроссплатформенностью и быстродействием.	Возможность работы на большом количестве устройств	Медленное выполнение по сравнению с нативными приложениями, необходимость оптимизации

Далее рассмотрим практический пример использования Java в разработке пользовательских интерфейсов. Для удобства работы с интерфейсом приложения код может содержать запросы на наличие панели, позволяющей взаимодействовать с различными элементами, что облегчает создание запросов для всех компонентов макета. Например, в случае наличия отдельных элементов интерфейса важно проверить их доступность перед выполнением любых операций. В качестве примера можно привести приложение News Reader, где кнопка для вызова меню присутствует только в системах Android ниже версии 3.0. В более поздних версиях ее функции выполняет компонент ActionBar (API 11 и выше) [6]. Для проверки этого элемента можно использовать следующий фрагмент кода:

java

Button catButton = (Button) findViewById(R.id.categorybutton);

OnClickListener listener = /* создать обработчик событий */;

if (catButton != null) {

catButton.setOnClickListener(listener);

}

Это действие является стандартным для элементов интерфейса, который может различаться в зависимости от текущего макета. Например, в двухпанельном режиме, при выборе заголовка статьи в списке, контент отображается в правой панели, в то время как в однопанельном режиме запускается отдельная активность:

java

@Override

public void onHeadlineSelected(int index) {

mArtIndex = index;

if (mIsDualPane) {

mArticleFragment.displayArticle(mCurrentCat.getArticle(index));

} else {

Intent intent = new Intent(this, ArticleActivity.class);

intent.putExtra("catIndex", mCatIndex);

intent.putExtra("artIndex", index);

startActivity(intent);

}

Аналогично, выбор режима навигации зависит от макета: в двухпанельном режиме используются вкладки для навигации, а в однопанельном – раскрывающийся список. Примером этого подхода может служить следующий код:

java

final String CATEGORIES[] = { "Лучшие статьи", "Политика", "Экономика", "Новости технологий" };

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

if (mIsDualPane) {

actionBar.setNavigationMode(android.app.ActionBar.NAVIGATION_MODE_TABS);

for (int i = 0; i < CATEGORIES.length; i++) {

actionBar.addTab(actionBar.newTab().setText(CATEGORIES[i]).setTabListener(handler));

}

} else {

actionBar.setNavigationMode(android.app.ActionBar.NAVIGATION_MODE_LIST);

SpinnerAdapter adapter = new ArrayAdapter(this, R.layout.headline_item, CATEGORIES);

actionBar.setListNavigationCallbacks(adapter, handler);

}

Повторное использование компонентов интерфейса, таких как фрагменты, позволяет применять одни и те же элементы на разных экранах устройства. Например, в случае с приложением News Reader на больших экранах текст статей выводится в правой панели, тогда как на маленьких он открывается в новой активности. В этих случаях можно использовать подклассы фрагментов в нескольких активностях. Примером может служить ArticleFragment, который используется в двухпанельной конфигурации:

xml

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent"

android:orientation="horizontal">

<fragment android:id="@+id/headlines"

android:layout_width="400dp"

android:name="com.example.android.newsreader.HeadlinesFragment"

android:layout_marginRight="10dp"

android:layout_height="fill_parent"/>

<fragment android:id="@+id/article"

android:name="com.example.android.newsreader.ArticleFragment"

android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent"/>

</LinearLayout>

В случае с маленькими экранами, тот же фрагмент можно использовать в отдельной активности без необходимости прописывать макет XML:

java

ArticleFragment fragment = new ArticleFragment();

getSupportFragmentManager().beginTransaction().add(android.R.id.content, fragment).commit();

Таким образом, важно учитывать возможность повторного использования фрагментов в различных активностях. Для этого можно определить интерфейс взаимодействия между фрагментом и активностью, который должен быть реализован в самой активности [7]. Например, в приложении News Reader фрагмент HeadlinesFragment реализует интерфейс для оповещения о выборе заголовка:

public class HeadlinesFragment extends ListFragment {

OnHeadlineSelectedListener mHeadlineSelectedListener;

public interface OnHeadlineSelectedListener {

void onHeadlineSelected(int index);

}

public void setOnHeadlineSelectedListener(OnHeadlineSelectedListener listener) {

mHeadlineSelectedListener = listener;

}

@Override

public void onItemClick(AdapterView<?> parent, View view, int position, long id) {

if (mHeadlineSelectedListener != null) {

mHeadlineSelectedListener.onHeadlineSelected(position);

}

Этот подход позволяет гибко работать с различными конфигурациями устройства, обеспечивая оптимальное взаимодействие пользователя с приложением независимо от характеристик экрана.

Заключение

В результате анализа методов разработки адаптивных интерфейсов для Android приложений с использованием Java, можно заключить, что успешное создание качественных приложений напрямую зависит от грамотного применения гибких макетов и правильного выбора инструментов. Java, как основной язык программирования для Android, предоставляет множество возможностей для эффективного создания адаптивных интерфейсов. Ключевая роль в этом процессе принадлежит компонентам, обеспечивающим динамическую подстройку интерфейсов под различные устройства. Современные инструменты проектирования, такие как Figma, Sketch и InVision, способствуют более быстрому и удобному процессу разработки, что в конечном итоге улучшает пользовательский опыт.

Список литературы:

Згонникова А. О., Прокопенко А. А. Android разработка для бытовой техники //Наука, образование, инновации: актуальные вопросы и современные аспекты. – 2023. – С. 43-45.
Пономарёв Е. В. Разработка кредитных приложений на Android: особенности и вызовы //Вестник науки. – 2024. – Т. 2. – №. 9 (78). – С. 319-327.
Yang B. et al. UIS-hunter: Detecting UI design smells in Android apps //2021 IEEE/ACM 43rd International Conference on Software Engineering: Companion Proceedings (ICSE-Companion). – IEEE, 2021. – С. 89-92.
Кочубей Е. И. Влияние технологий на UX/UI-дизайн: перспективы и тенденции //Вестник науки. – 2024. – Т. 2. – №. 6 (75). – С. 1558-1566.
Блинова А. В. Противостояние языков программирования Kotlin и Java в разработке мобильных приложений //актуальные исследования. – С. 38.
Курганова Д. А. Значимость UX/UI-дизайна интерфейса в разработке мобильных приложений //Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. – 2021. – Т. 1. – С. 194-197.
Жестовский Я. С. Мобильное приложение на платформе Android //«Студент: наука, профессия, жизнь»: Материалы IX всероссийской. – 2022. – С. 161.
Building adaptive Android apps. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://io.google^*/2024/explore/d16737ba-e336-4b68-8928-24692a88e644/ (дата обращения 28.09.2024).

*(По требованию Роскомнадзора информируем, что иностранное лицо, владеющее информационными ресурсами Google является нарушителем законодательства Российской Федерации – прим. ред.)

Информация об авторах