博斯数据研究中心发布的《2011-2015中国手机游戏行业市场分析与投资前景研究报告》中称，据不完全统计，截至2007年初，中国移动，联通的用户数量突破5亿大关之多^[1]，现如今到2019年可以说是人人都有手机，甚至不止一部，用户数量更是到达难以置信的高度。博思数据发布的《2017-2022年中国手机游戏行业市场评估分析及投资发展方向研究报告》介绍了手机游戏行业相关概述、中国手机游戏产业运行环境、分析了中国手机游戏行业的现状、中国手机游戏行业竞争格局、对中国手机游戏行业做了重点企业经营状况分析及中国手机游戏产业发展前景与投资预测。作为一个手机应用来讲，手机游戏的发展如众人预期的那样得到了迅猛的发展，同时手机作为游戏平台的主流载体之一，其自身的特性优势已经逐渐体现出独有的魅力，研究和学习手机游戏开发和设计的方法与技术，是保证我国在该行业的综合实力水平的具有重要战略意义的一项任务。但是Android游戏开发行业并不成熟，当前适合Android平台上的游戏引擎很少，没有一个主流的底层平台，由于Android游戏开发的广阔前景，Android手机游戏的开发呈现出百花齐放的态势，行业发展也十分迅速，出现了许多优秀的作品^[2]。

近年来，因特网在国内迅速普及，导致了网络游戏的高速发展。同样手机的普及，导致了手机游戏市场呈现爆炸式的发展。尤其是国内外巨大的手机拥有量，更是让商家看到了商机，手机游戏市场利润将会十分丰厚。面对潜力如此巨大的手机游戏市场，各游戏开发商、运营商、服务商以及手机终端厂商等都纷纷开始了各自的应战准备，以便抢占商机。国内外各大手机厂商开始不断的提升手机在游戏方面的性能，同时还在手机操作系统方面采用开放式的平台，方便用户享受不同的手机游戏业务。而国内游戏开发商，如盛大、网易等公司，纷纷跻身手机游戏开发商行列。新浪、搜狐等著名的门户网站，也纷纷涉足手机游戏领域，相继开辟了各自的手机游戏频道和栏目，其他一些游戏网站也都全面加快了手机游戏开发的步伐。

现在的拼图游戏可以说是无处不在，它不光以单独的游戏的形式存在，还会以解锁密码或解决困难的钥匙形式存在于其他大型策略游戏或者闯关类的游戏中。现在越来越多的游戏中都会普遍看到在一个或者多个关卡里，让你完成拼图之后能完成过关的钥匙或者提示的要求^[3]。Android,作为谷歌推出的一个专门为移动设备设计的软件平台，确实是一个非常强大的工具，尤其是在游戏方面，因此越来越多的人开始进行Android游戏的研发，也越来越多经典的游戏在不断面世，其中就包括多种多样的拼图游戏。对比近些年Android游戏市场热点，结合国内如新浪等多家网络媒体调查的数据可以发现，2009到2010年间Android游戏的热点主要集中在连连看和拼图游戏这个领域，而游戏行业的投资目标主要都集中在从事拼图游戏的企业和研发企业。从Android平台的出现以来,对Android游戏的开发与测试一直是业界的析改进一直是个研究热点。而Android游戏也是具有非常多局限性的，如碎片化日益严重，游戏品质参差不齐等。

从近年的现状看，手机游戏的增速远超过当年网页游戏爆发的时候，很多工程师转手机开发，Android游戏的吸金魅力也即将被广泛认可。

2. 研究的基本内容与方案

1）研究（设计）的目标

现代科学技术的发展，改变了人类的生活，作为新世纪的大学生，应该站在时代发展的前沿，掌握最先进的现代科学技术知识，以适应社会的发展，应能够独立地完成各种应要面临的任务，成为一名有创新意识的新型人才。

2）研究（设计）的基本内容

在本次设计过程中准备使用Android Studio以及Java语言，于Android操作系统的四层架构以及基于Android系统的应用程序开发方法，开发基于Android的拼图游戏，深入研究经典拼图游戏的设计思路，理解游戏核心算法，掌握拼图游戏的基本组成要素--选择图片后进入拼图界面，可以选择默认图片或者自定义图片，即从图库选择或者从相机拍照；可以设置游戏的难度，即选择拼图为NXN结构；自动打乱拼图的顺序，利用倒置和算法，确保生成的数据有解；拼图过程中可以查看原图；拼图具有计时、记步功能；完成拼图后显示全部图片并提升拼图成功；可以查看历史记录；利用IDA STAR算法可以自动解题。

3）技术方案及措施

Android软件平台主要由五部分构成，它们分别是:关键应用程序、应用程序框架和组件、C /C 函数库、Java程序运行环境、优化了的Linux内核。Android应用程序以各种组件(API)为基础，API是Android软件平台的重要组成部分，也是开发Android应用的关键所在。

拼图游戏的设计可以分为如下几个部分：① UI设计；② 事件监听，事件处理；③ 游戏逻辑。

当前活动程序Activity:作为最常用的应用程序组件，几乎所有Activity都会通过创建U I窗口与用户进行交流。Activity具有生命周期，它包含运行、暂停、停止等几个状态，状态间的转换可通过调用onCreate()、onStart()、onRestart()、onResume()、onFreeze()、onPause()、onStop ()、onDestory()等方法来实现。图像显示View: View是最基本的UI构件，它在屏幕中占据一个矩形区域可用来显示文本、图像等内容，还可完成图像事件处理。事件Intent: Intent抽象描述了想要执行的某种操作，它与startActivity一起使用可以开启新的activity，与startService 一起使用可以开启后台服务。Intent最重要的作用还是加载activity，它是不同activity间的桥梁。

而游戏逻辑也并不复杂，可以假设空的拼图块其实真是存在，但只是不显示，空拼图块内容可与周围拼图块内容交换。那么问题来了，游戏是否有意义，也就是随机生成的图片是否能够还原成原图呢？这个随机的图片又该怎样生成？这里就需要用到一个定理：图形A与图形B等价的充要条件图形A的排列的逆序数加上0元素行号和列号的奇偶性等于图形B的排列的逆序数加上0元素行号和列号的奇偶性。为方便表述，把图形排列的逆序数加上0元素行号和列号的奇偶性称为图形的奇偶性。通过为每一格的拼图块分配序号，通过算法计算逆序数来安排拼图块的位置，即解决了随机拼图块的生成问题，那么这个拼图块一定是可以还原的，还原问题也就迎刃而解了。

[1] 景保玉. 2010中国移动应用开发现状与趋势大调查[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2011.

[2] 陈强.Android实例开发完全手册.人民邮电出版社，2012.

[3] 郭金尚．Android经典项目案例开发实战宝典[M]．北京：清华大学出版社，2013.

[4] Reto Meier（佘建伟 译）. Android 4高级编程(第3版). 清华大学出版社，2013.

[5] 李刚.疯狂Android讲义(第2版).电子工业出版社，2013.

[6] 明日科技．Android从入门到精通[M]．北京：清华大学出版社，2012.

[7] 郭霖．第二行代码[M]．北京：清华大学出版社，2016.

[8] 许瑾.第一次开发Android程序的历程[J]. 科技资讯，2014.

[9] 杨丰盛. Android 技术内幕[M]. 北京：机械工业出版社，2011.

[10] 杨云君.Android 的设计与实现[M]. 北京：机械工业出版社，2013.

[11] 马越.Android 的架构与应用[D].北京:中国地质大学，2008.

[12] 朱生，牟星亮，单康康.基于Android平台的应用程序开发研究[J]. 网络安全技术与应用，2013.

[13] Robert C.Martin.Clean Architecture: A Craftsman's Guide to Software Structure and Design.电子工业出版社.2018.

[14] Satya Komatineni,Dave MacLean.精通Android.人民邮电出版社.2014.

[15] Bill Phillips,Brian Hardy.Android Programming The big nerd ranch guide .人民邮电出版社.2014.

[16] Smith D,Friesen J. Android Recipes: A Problem-Solution Approach, Second Edition.清华大学出版社.2014.

博斯数据研究中心发布的《2011-2015中国手机游戏行业市场分析与投资前景研究报告》中称，据不完全统计，截至2007年初，中国移动，联通的用户数量突破5亿大关之多^[1]，现如今到2019年可以说是人人都有手机，甚至不止一部，用户数量更是到达难以置信的高度。博思数据发布的《2017-2022年中国手机游戏行业市场评估分析及投资发展方向研究报告》介绍了手机游戏行业相关概述、中国手机游戏产业运行环境、分析了中国手机游戏行业的现状、中国手机游戏行业竞争格局、对中国手机游戏行业做了重点企业经营状况分析及中国手机游戏产业发展前景与投资预测。作为一个手机应用来讲，手机游戏的发展如众人预期的那样得到了迅猛的发展，同时手机作为游戏平台的主流载体之一，其自身的特性优势已经逐渐体现出独有的魅力，研究和学习手机游戏开发和设计的方法与技术，是保证我国在该行业的综合实力水平的具有重要战略意义的一项任务。但是Android游戏开发行业并不成熟，当前适合Android平台上的游戏引擎很少，没有一个主流的底层平台，由于Android游戏开发的广阔前景，Android手机游戏的开发呈现出百花齐放的态势，行业发展也十分迅速，出现了许多优秀的作品^[2]。

近年来，因特网在国内迅速普及，导致了网络游戏的高速发展。同样手机的普及，导致了手机游戏市场呈现爆炸式的发展。尤其是国内外巨大的手机拥有量，更是让商家看到了商机，手机游戏市场利润将会十分丰厚。面对潜力如此巨大的手机游戏市场，各游戏开发商、运营商、服务商以及手机终端厂商等都纷纷开始了各自的应战准备，以便抢占商机。国内外各大手机厂商开始不断的提升手机在游戏方面的性能，同时还在手机操作系统方面采用开放式的平台，方便用户享受不同的手机游戏业务。而国内游戏开发商，如盛大、网易等公司，纷纷跻身手机游戏开发商行列。新浪、搜狐等著名的门户网站，也纷纷涉足手机游戏领域，相继开辟了各自的手机游戏频道和栏目，其他一些游戏网站也都全面加快了手机游戏开发的步伐。

现在的拼图游戏可以说是无处不在，它不光以单独的游戏的形式存在，还会以解锁密码或解决困难的钥匙形式存在于其他大型策略游戏或者闯关类的游戏中。现在越来越多的游戏中都会普遍看到在一个或者多个关卡里，让你完成拼图之后能完成过关的钥匙或者提示的要求^[3]。Android,作为谷歌推出的一个专门为移动设备设计的软件平台，确实是一个非常强大的工具，尤其是在游戏方面，因此越来越多的人开始进行Android游戏的研发，也越来越多经典的游戏在不断面世，其中就包括多种多样的拼图游戏。对比近些年Android游戏市场热点，结合国内如新浪等多家网络媒体调查的数据可以发现，2009到2010年间Android游戏的热点主要集中在连连看和拼图游戏这个领域，而游戏行业的投资目标主要都集中在从事拼图游戏的企业和研发企业。从Android平台的出现以来,对Android游戏的开发与测试一直是业界的析改进一直是个研究热点。而Android游戏也是具有非常多局限性的，如碎片化日益严重，游戏品质参差不齐等。

从近年的现状看，手机游戏的增速远超过当年网页游戏爆发的时候，很多工程师转手机开发，Android游戏的吸金魅力也即将被广泛认可。

2. 研究的基本内容与方案

1）研究（设计）的目标

现代科学技术的发展，改变了人类的生活，作为新世纪的大学生，应该站在时代发展的前沿，掌握最先进的现代科学技术知识，以适应社会的发展，应能够独立地完成各种应要面临的任务，成为一名有创新意识的新型人才。

2）研究（设计）的基本内容