49、Android音频录制与播放及Google Maps API集成开发指南

Android音频录制与播放及Google Maps API集成开发指南

一、Android音频录制与播放

1.1 权限检查代码

在Android应用中进行音频录制，需要检查录制权限。以下代码用于检查权限请求结果：

if (requestCode == RECORD_REQUEST_CODE) {
    if (grantResults.length == 0
            || grantResults[0] !=
            PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {

        binding.recordButton.setEnabled(false);

        Toast.makeText(this,
                "Record permission required",
                Toast.LENGTH_LONG).show();
    }
}

上述代码首先检查请求标识符代码，以确定哪个权限请求已返回，然后检查相应权限是否被授予。如果权限被拒绝，会向用户显示一条消息，表明应用将无法正常工作，并禁用录制按钮。

1.2 音频设置方法

在应用启动时，需要调用新添加的 requestPermission() 方法来请求麦克风访问权限。以下是修改后的 audioSetup() 方法：

private void audioSetup(){
    binding.recordButton = findViewById(R.id.recordButton);
    binding.playButton = findViewById(R.id.playButton);
    binding.stopButton = findViewById(R.id.stopButton);

    if (!hasMicrophone())
    {
        stopButton.setEnabled(false);
        playButton.setEnabled(false);
        recordButton.setEnabled(false);
    } else {
        playButton.setEnabled(false);
        stopButton.setEnabled(false);
    }

    File audioFile = new File(this.getFilesDir(), "myaudio.3gp");
    audioFilePath = audioFile.getAbsolutePath();

    requestPermission(Manifest.permission.RECORD_AUDIO,
            RECORD_REQUEST_CODE);
}

该方法的主要步骤如下：
1. 初始化录制、播放和停止按钮。
2. 检查设备是否有麦克风，如果没有则禁用所有按钮；如果有则禁用播放和停止按钮。
3. 创建一个音频文件，并获取其绝对路径。
4. 请求录制音频的权限。

1.3 应用测试

要测试应用，可按以下步骤操作：
1. 在包含麦克风的Android设备上编译并运行应用。
2. 允许应用访问麦克风。
3. 点击“Record”按钮进行录制。
4. 录制完成后，点击“Stop”按钮，再点击“Play”按钮。此时，录制的音频应通过设备扬声器播放。

1.4 音频录制与播放总结

Android SDK提供了多种实现音频录制和播放的机制，这里主要介绍了 MediaPlayer 和 MediaRecorder 类。在开发过程中，需要确保设备有麦克风，并在录制音频前请求相应的权限。

二、Google Maps Android API

2.1 Google Maps Android API概述

Google多年前推出地图服务时，可能未曾预料到其能集成到移动应用中。如今，借助Google Maps Android API，开发者可以在Android应用中直接使用Google Maps的强大功能。

2.2 Google Maps Android API的组成元素

Google Maps Android API由一组核心类组成，这些类共同为Android应用提供地图功能。主要元素如下：
| 元素 | 描述 |
| ---- | ---- |
| GoogleMap | 是Google Maps Android API的主要类，负责下载和显示地图图块，以及显示和响应地图控件。该对象不是由应用直接创建，而是在创建 MapView 或 MapFragment 实例时创建。可通过调用 MapView 、 MapFragment 或 SupportMapFragment 实例的 getMap() 方法获取对 GoogleMap 对象的引用。 |
| MapView | 是 View 类的子类，为 GoogleMap 对象提供绘制地图的视图画布，允许将地图放置在活动的用户界面布局中。 |
| SupportMapFragment | 是 Fragment 类的子类，允许在Android布局的 Fragment 中放置地图。 |
| Marker | 用于在地图上标记位置。通过获取与地图关联的 GoogleMap 对象的引用，然后调用该对象实例的 addMarker() 方法来添加标记。标记的位置由经度和纬度定义，还可以进行各种配置，如指定标题、文本和图标，并且标记可以设置为“可拖动”。 |
| Shapes | 使用 Polyline 、 Polygon 和 Circle 类在地图上绘制线条和形状。 |
| UiSettings | 用于自定义地图上显示的控件。例如，应用可以控制缩放、当前位置和指南针控件是否显示，还可以配置地图识别的触摸屏手势。 |
| My Location Layer | 启用后，会在地图上显示一个按钮，用户点击该按钮时，地图将以用户的当前地理位置为中心。如果用户静止，地图上会用蓝色标记表示该位置；如果用户在移动，位置将由一个箭头表示用户的行进方向。 |

以下是一个简单的mermaid流程图，展示了获取 GoogleMap 对象的流程：

graph TD;
    A[创建MapView或MapFragment实例] --> B[自动创建GoogleMap对象];
    B --> C[通过getMap()方法获取引用];

2.3 创建Google Maps项目

创建Google Maps项目的步骤如下：
1. 从欢迎屏幕中选择“New Project”选项。
2. 在新的项目对话框中选择“No Activity”模板，然后点击“Next”按钮。
3. 在“Name”字段中输入“MapDemo”，并指定包名为“com.ebookfrenzy.mapdemo”。
4. 在点击“Finish”按钮之前，将“Minimum API level”设置为“API 26: Android 8.0 (Oreo)”，将“Language”菜单设置为“Java”。
5. 在项目工具窗口中，右键点击“app -> java -> com.ebookfrenzy.mapdemo”，选择“New -> Google -> Google Maps Views Activity”菜单选项。
6. 在“New Android Activity”对话框中启用“Launcher Activity”复选框，然后点击“Finish”按钮。

2.4 创建Google Cloud计费账户

在使用Google Map API之前，需要创建一个Google Cloud计费账户（如果已有则可跳过此步骤）。操作步骤如下：
1. 打开浏览器，使用以下链接导航到Google Cloud控制台： https://console.cloud.google.com/
2. 点击控制台页面左上角的菜单按钮，选择“Billing”条目。
3. 在“Billing”页面上，选择添加新的计费账户，然后按照步骤开始免费试用。需要提供信用卡信息，但在未经同意的情况下，免费试用结束后Google不会收费。

2.5 创建新的Google Cloud项目

创建与 MapDemo 应用关联的Google Cloud项目的步骤如下：
1. 使用以下URL返回Google Cloud控制台仪表板： https://console.cloud.google.com/home/dashboard
2. 在仪表板中，点击顶部工具栏中的“Select a project”按钮。
3. 当项目选择对话框出现时，点击“New Project”按钮。
4. 在新项目屏幕上，为项目提供一个名称。控制台会在项目名称字段下方显示一个默认的项目ID，如果不喜欢该默认ID，可以点击“Edit”按钮进行更改。
5. 点击“Create”按钮，稍作等待后，将返回仪表板，新创建的项目将列在其中。

2.6 启用Google Maps SDK

启用项目对Google Maps SDK的使用权限，步骤如下：
1. 在Google Cloud控制台中选择项目。
2. 点击左上角的菜单按钮，选择“Google Maps Platform”条目。
3. 从结果菜单中选择“APIs”选项。
4. 在“APIs”屏幕上，点击“Maps SDK for Android”选项，然后在结果屏幕上点击“Enable”按钮。
5. 重复上述步骤，启用“Geocoding API”凭证，后续应用需要该凭证来显示用户的当前位置。
6. 启用项目的凭证后，点击返回箭头，返回产品详细信息页面，为下一步做准备。

2.7 生成Google Maps API密钥

在应用使用Google Maps Android SDK之前，需要配置一个API密钥，将其与启用地图的Google Cloud项目关联。生成API密钥的步骤如下：
1. 选择“Credentials”菜单选项。
2. 点击“Create Credentials”按钮。
3. 凭证创建完成后，会出现一个显示API密钥的对话框。

2.8 将API密钥添加到Android Studio项目

将生成的API密钥添加到项目中，步骤如下：
1. 返回Android Studio，编辑“manifests -> AndroidManifest.xml”文件，找到以下API密钥条目：

<meta-data
    android:name="com.google.android.geo.API_KEY"
    android:value="YOUR_API_KEY" />

删除“YOUR_API_KEY”文本，并将其替换为在Google Play控制台中创建的API密钥。
2. 编辑“Gradle Scripts -> local.properties”文件，添加一行内容如下（将 YOUR_API_KEY 替换为项目的API密钥）：

MAPS_API_KEY=YOUR_API_KEY

2.9 应用测试

进行应用测试，以验证API密钥是否配置正确。如果配置正确，应用将运行并在屏幕上显示地图。如果地图未显示，可检查以下方面：
- 如果应用在模拟器上运行，确保模拟器运行的是包含Google API的Android版本。可以通过选择“Tools -> Android -> AVD Manager”菜单选项，点击AVD“Actions”列中的铅笔图标，然后点击当前Android版本旁边的“Change…”按钮，在系统镜像对话框中选择包含Google API的目标。
- 检查Logcat输出中是否有与Google Maps API认证问题相关的信息。这通常意味着API密钥输入错误，确保 AndroidManifest.xml 和 local.properties 文件中的API密钥与Google Cloud控制台中生成的密钥匹配。
- 在Google API控制台中验证“Maps SDK for Android”是否已在“Credentials”面板中启用。

2.10 地理编码和反向地理编码

2.10.1 地理编码

地理编码是将基于文本的地理位置（如街道地址）转换为以经度和纬度表示的地理坐标。可以使用Android的 Geocoder 类实现地理编码。例如，以下代码请求华盛顿特区国家航空航天博物馆的位置：

import java.io.IOException;
import java.util.List;

import android.location.Address;
import android.location.Geocoder;
...
double latitude;
double longitude;

List<Address> geocodeMatches = null;

try {
    geocodeMatches = 
        new Geocoder(this).getFromLocationName(
            "600 Independence Ave SW, Washington, DC 20560", 1);
} catch (IOException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
}

if (!geocodeMatches.isEmpty())
{
    latitude = geocodeMatches.get(0).getLatitude(); 
    longitude = geocodeMatches.get(0).getLongitude();
}

上述代码是正向地理编码的示例，根据文本位置描述计算坐标。注意， getFromLocationName() 方法的第二个参数传递的值为1，表示只返回数组中的一个结果。对于更模糊的位置名称，可能需要请求更多潜在匹配结果，并允许用户选择正确的结果。

2.10.2 反向地理编码

反向地理编码是将地理坐标转换为人类可读的地址字符串。以下是一个反向地理编码的示例代码：

import java.io.IOException;
import java.util.List;

import android.location.Address;
import android.location.Geocoder;
...
List<Address> geocodeMatches = null;
String Address1;
String Address2;
String State;
String Zipcode;
String Country;

try {
    geocodeMatches = 
        new Geocoder(this).getFromLocation(38.8874245, -77.0200729, 1);
} catch (IOException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
}

if (!geocodeMatches.isEmpty())
{
    Address1 = geocodeMatches.get(0).getAddressLine(0);
    Address2 = geocodeMatches.get(0).getAddressLine(1);
    State = geocodeMatches.get(0).getAdminArea();
    Zipcode = geocodeMatches.get(0).getPostalCode();
    Country = geocodeMatches.get(0).getCountryName();
}

地理编码不是在Android设备上执行的，而是在设备需要进行转换时连接到服务器进行处理，转换完成后返回结果。地理编码只能在设备有活动的互联网连接时进行。

2.11 向应用中添加地图

向应用中添加地图的最简单方法是在活动的用户界面布局XML文件中指定地图。以下是一个示例布局文件，展示了如何将 SupportMapFragment 实例添加到Android Studio创建的 activity_maps.xml 文件中：

<fragment xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:id="@+id/map"
    tools:context=".MapsActivity"
    android:name="com.google.android.gms.maps.SupportMapFragment"/> 

2.12 请求当前位置权限

在Android 6.0及更高版本中，某些权限被认为是危险权限，需要特殊处理。允许应用识别用户当前位置的权限就属于此类。操作步骤如下：
1. 编辑项目工具窗口中“app -> manifests”下的 AndroidManifest.xml 文件，添加以下权限行：

<uses-permission   
    android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" /> 

<uses-permission
    android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />

这些设置确保应用在较旧版本的Android上安装时可以提供获取位置信息的权限。

2. 为了支持Android 6.0及更高版本，需要在 MapsActivity.java 文件中添加一些代码来在运行时请求此权限。首先，添加一些导入指令和一个常量作为权限请求代码：

package com.ebookfrenzy.mapdemo;
...
import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.core.content.ContextCompat;
import androidx.core.app.ActivityCompat;
import android.Manifest;
import android.widget.Toast;
import android.content.pm.PackageManager;
...
public class MapsActivity extends FragmentActivity implements OnMapReadyCallback 
{ 
    private static final int LOCATION_REQUEST_CODE = 101;
    private GoogleMap mMap;
...
}

3. 在 MapsActivity 类中添加一个方法，用于向用户请求指定的权限：

protected void requestPermission(String permissionType,
                                 int requestCode) {

    ActivityCompat.requestPermissions(this,
            new String[]{permissionType}, requestCode
    ); 
}

4. 当用户响应权限请求后，活动的 onRequestPermissionsResult() 方法将被调用。在 MapsActivity.java 文件中实现该方法如下：

@Override
public void onRequestPermissionsResult(int requestCode,
         @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) {

    super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);

    if (requestCode == LOCATION_REQUEST_CODE) {
        if (grantResults.length == 0
                || grantResults[0] !=
                PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
            Toast.makeText(this,
                    "Unable to show location - permission required",
                    Toast.LENGTH_LONG).show();
        } else {

            SupportMapFragment mapFragment =
                    (SupportMapFragment) getSupportFragmentManager()
                            .findFragmentById(R.id.map);
            mapFragment.getMapAsync(this);
        }
    }
}

如果用户未授予权限，应用将显示一条消息，表明无法显示当前位置；如果权限被授予，地图将刷新，以便显示位置标记。

2.13 显示用户的当前位置

当获得适当的权限后，可以通过获取与显示的地图关联的 GoogleMap 对象的引用，并调用该实例的 setMyLocationEnabled() 方法（传递 true 值）来在地图上显示用户的当前位置。

当地图准备好显示时，活动的 onMapReady() 方法将被调用。默认情况下，Android Studio已经实现了该方法，并添加了一些代码，将地图定位到澳大利亚，并在悉尼市放置一个标记。需要编辑 MapsActivity.java 文件中的 onMapReady() 方法，移除这些模板代码，并添加代码来检查是否已授予位置权限，然后再启用显示用户的当前位置。如果未授予权限，则通过调用之前添加的 requestPermission() 方法向用户请求权限：

@Override
public void onMapReady(GoogleMap googleMap) {
    mMap = googleMap;

    // Add a marker in Sydney and move the camera
    LatLng sydney = new LatLng(-34, 151);
    mMap.addMarker(new MarkerOptions().position(sydney).title("Marker in Sydney"));
    mMap.moveCamera(CameraUpdateFactory.newLatLng(sydney));

    if (mMap != null) {
        int permission = ContextCompat.checkSelfPermission(this, 
              Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION);

        if (permission == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
            // 此处可添加显示用户当前位置的代码
        }
    }
}

通过以上步骤，开发者可以在Android应用中实现音频录制与播放功能，并集成Google Maps API，为用户提供地图服务。

2.14 操作流程总结

为了更清晰地理解如何在 Android 应用中集成 Google Maps Android API，以下是一个完整的操作流程总结：
1. 创建项目 ：在 Android Studio 中创建一个新的项目，选择合适的模板和配置。
2. 创建计费账户和项目 ：在 Google Cloud 控制台创建计费账户和关联的项目。
3. 启用 SDK 和生成密钥 ：在 Google Cloud 控制台启用 Google Maps SDK 和 Geocoding API，并生成 API 密钥。
4. 添加密钥到项目 ：将生成的 API 密钥添加到 Android Studio 项目的相关文件中。
5. 添加地图布局 ：在 XML 布局文件中添加 SupportMapFragment 来显示地图。
6. 请求权限 ：在 AndroidManifest.xml 中添加位置权限，并在代码中请求运行时权限。
7. 显示用户位置 ：在地图准备好后，检查权限并显示用户的当前位置。

以下是这个流程的 mermaid 流程图：

graph LR
    A[创建 Android 项目] --> B[创建 Google Cloud 计费账户]
    B --> C[创建 Google Cloud 项目]
    C --> D[启用 Google Maps SDK 和 Geocoding API]
    D --> E[生成 API 密钥]
    E --> F[将 API 密钥添加到项目]
    F --> G[在 XML 中添加地图布局]
    G --> H[请求位置权限]
    H --> I[显示用户当前位置]

2.15 常见问题及解决方法

在使用 Google Maps Android API 过程中，可能会遇到一些常见问题，以下是一些解决方法：
| 问题描述 | 解决方法 |
| ---- | ---- |
| 地图不显示 | 检查 API 密钥是否正确配置，模拟器是否包含 Google API，以及 Logcat 输出是否有认证问题。 |
| 无法获取用户位置 | 确保在 AndroidManifest.xml 中添加了正确的位置权限，并在运行时请求权限。 |
| 地理编码失败 | 检查设备是否有活动的互联网连接，因为地理编码需要连接服务器进行处理。 |

2.16 代码优化建议

为了提高应用的性能和稳定性，可以对代码进行一些优化：
- 权限请求优化 ：可以将权限请求逻辑封装成一个单独的工具类，提高代码的复用性。
- 地理编码优化 ：对于频繁的地理编码请求，可以考虑使用缓存机制，减少服务器请求次数。
- 地图加载优化 ：可以在地图加载完成后再进行其他操作，避免界面卡顿。

2.17 总结

通过本文的介绍，我们学习了如何在 Android 应用中实现音频录制与播放功能，以及如何集成 Google Maps Android API。在音频录制与播放方面，需要注意权限的检查和设备麦克风的可用性。在 Google Maps API 集成方面，需要完成一系列的配置步骤，包括创建项目、启用 SDK、生成 API 密钥等，并处理好权限请求和地理编码等问题。

在实际开发中，开发者可以根据具体需求对代码进行进一步的优化和扩展，为用户提供更好的体验。同时，需要不断关注 Google Maps API 的更新和变化，以确保应用的兼容性和性能。

希望本文对开发者有所帮助，让大家能够顺利地在 Android 应用中实现音频和地图功能。