前言
在人工智能时代,开发一款自己的智能问答机器人,既可以提升自己的编程能力,又可以作为开发项目的实战练习。
百度有小度,小米有小爱,VIVO有小V,总之类似的智能聊天机器人是越来越多了。面对这些智能的机器人,我们似乎只能是体验者。想想底层的算法就让人头疼,它到底是怎么识别出一句话的意思的?又是怎么实现智能回复的?
接下来我将用Android studio并借用百度图灵机器人((turingapi.com))教大家实现一个属于自己的智能聊天机器人。
学 号 231
姓 名 福福
指导教师:赵,罗,钟
2022 年 5 月 8 日
1 系统设计
1.1 设计要求
1.1.1 设计任务
设计一个对话框能实现聊天功能,要求能联网实现自动对话的功能,可以实现编辑、发送、删除等功能。
1.1.2 性能指标要求
1、基本要求
要求完成程序源码编写、调试及关键代码注释。
2、发挥部分
实现多客户端间的聊天功能。
1.2 设计思路及设计框图
1.2.1设计思路
智能聊天机器人的设计流程如下:
①将要显示的数据封装成Data数据。
②将封装好的Data数据设置成HTTP请求数据。
③向图灵机器人服务器发送HTTP请求。
④图灵服务器接收到HTTP请求数据之后,返回JSON数据。
⑤将获取到的JSON数据进行解析。
⑥解析后的JSON数据封装并显示到界面中。
1.2.2总体设计框图
2 各个模块程序的设计
1、申请机器人身份标识
在图灵机器人官网注册并获取key值
2、建立聊天布局
整个界面最外层采用线性布局,接着在TextView下面放置了一个RelativeLayout,在它里面先放置了一个ListView,用于显示聊天消息列表。然后放置了一个小的RelativeLayout,里面放置了一个Button和一个EditText,Button在EditText右侧,文本为“发送”,作为发送按钮,EditText则是聊天输入框,在里面输入聊天内容。这样整个聊天界面的布局文件就搭建好了。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
tools:context=".MainActivity"
android:orientation="vertical">
<TextView
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="45dp"
android:background="#0cc4e5"
android:gravity="center"
android:text="小福机器人"
android:textColor="#795548"
android:textSize="20sp" />
<RelativeLayout
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent">
<ListView
android:id="@+id/list"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent"
android:layout_above="@+id/rl_bottom"
android:cacheColorHint="@android:color/black"
android:divider="@null"
android:listSelector="@null"
android:transcriptMode="alwaysScroll"/>
<RelativeLayout
android:id="@+id/rl_bottom"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:background="@drawable/bottom_bg">
<Button
android:id="@+id/btn_send"
android:layout_width="60dp"
android:layout_height="48dp"
android:layout_alignParentRight="true"
android:layout_centerVertical="true"
android:layout_marginRight="10dp"
android:background="@drawable/btn_send_selector"
android:text="发送"
android:textColor="@android:color/black"
android:textSize="14sp" />
<EditText
android:id="@+id/et_send_msg"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="40dp"
android:layout_centerVertical="true"
android:layout_marginLeft="10dp"
android:layout_marginRight="10dp"
android:layout_toLeftOf="@+id/btn_send"
android:background="@drawable/send_msg_bg"
android:singleLine="true"
android:textColor="@android:color/black"
android:textSize="18sp"
tools:ignore="SpeakableTextPresentCheck,SpeakableTextPresentCheck,TouchTargetSizeCheck,TouchTargetSizeCheck" />
</RelativeLayout>
</RelativeLayout>
</LinearLayout>
3、搭建聊天条数布局
chatting_left_item文件为机器人聊天头像和聊天框显示文件,用于显示机器人的聊天内容。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:padding="6dp">
<ImageView
android:id="@+id/iv_head"
android:layout_width="65dp"
android:layout_height="65dp"
android:layout_alignParentLeft="true"
android:layout_alignParentTop="true"
android:layout_marginTop="5dp"
android:background="@drawable/robot_head"
android:focusable="false"/>
<TextView
android:id="@+id/tv_chat_content"
style="@style/chat_content_style"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_marginLeft="5dp"
android:layout_toRightOf="@+id/iv_head"
android:background="@drawable/chat_left_selector"
tools:ignore="SpeakableTextPresentCheck" />
</RelativeLayout>
chatting_right_item文件为用户聊天头像和聊天框显示文件,用于显示用户的聊天内容。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:padding="6dp">
<ImageView
android:id="@+id/iv_head"
android:layout_width="65dp"
android:layout_height="65dp"
android:layout_alignParentRight="true"
android:layout_alignParentTop="true"
android:layout_marginTop="5dp"
android:background="@drawable/myhead"
android:focusable="false"/>
<TextView
android:id="@+id/tv_chat_content"
style="@style/chat_content_style"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_marginRight="5dp"
android:layout_toLeftOf="@+id/iv_head"
android:background="@drawable/chat_right_selector"
tools:ignore="SpeakableTextPresentCheck" />
</RelativeLayout>
4、封装聊天信息实体类
在该类中创建机器人与用户聊天信息的属性,重写了get和set方法。
package com.example.ffshixun;
public class ChatBean {
public static final int SEND=1;//发送消息
public static final int RECEIVE=2;//接收消息
private int state;//消息的状态(是接收还是发送)
private String message;//消息的内容
public int getState() {
return state;
}
public void setState(int state) {
this.state = state;
}
public String getMessage() {
return message;
}
public void setMessage(String message) {
this.message = message;
}
}
5、编写聊天列表适配器
创建一个ChatAdapter类,由于聊天界面用了ListView控件显示聊天信息,因此需要创建一个数据适配器ChatAdapter对ListView控件进行数据适配。
package com.example.ffshixun;
import android.content.Context;
import android.view.LayoutInflater;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.widget.BaseAdapter;
import android.widget.TextView;
import java.util.List;
import zj.dzh.intelrobot.R;
public class ChatAdapter extends BaseAdapter {
private List<ChatBean> chatBeanList;//聊天数据
private LayoutInflater layoutInflater;
public ChatAdapter(List<ChatBean>chatBeanList, Context context){
this.chatBeanList=chatBeanList;
layoutInflater=LayoutInflater.from(context);
}
@Override
public int getCount() {
return chatBeanList.size();
}
@Override
public Object getItem(int position) {
return chatBeanList.get(position);
}
@Override
public long getItemId(int position) {
return position;
}
@Override
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
Holder holder=new Holder();
//判断当前的消息是发送的消息还是接收到的消息,不同消息加载不同的view
if (chatBeanList.get(position).getState()==ChatBean.RECEIVE){
//加载左边布局,也就是机器人对应的布局信息
convertView=layoutInflater.inflate(R.layout.chatting_left_item,null);
}else{
//加载右边布局,也就是用户对应的布局信息
convertView=layoutInflater.inflate(R.layout.chatting_right_item,null);
}
holder.tv_chat_content=(TextView)convertView.findViewById(R.id.tv_chat_content);
holder.tv_chat_content.setText(chatBeanList.get(position).getMessage());
return convertView;
}
class Holder{
public TextView tv_chat_content;//聊天内容
}
}
6、实现智能机器人通信
在项目MainActivity中实现聊天界面的逻辑代码,首先添加okhttp库,然后设置机器人的欢迎信息,最后编写界面交互代码。
package com.example.ffshixun;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.telecom.Call;
import android.text.TextUtils;
import android.view.KeyEvent;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.ListView;
import android.widget.Toast;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import org.json.JSONException;
import org.json.JSONObject;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import okhttp3.Call;
import okhttp3.Callback;
import okhttp3.OkHttpClient;
import okhttp3.Request;
import okhttp3.Response;
import zj.dzh.intelrobot.R;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private ListView listView;
private ChatAdapter adapter;
private List<ChatBean> chatBeanList;//存放所有聊天数据的集合
private EditText et_send_msg;
private Button btn_send;
//接口地址
private static final String WEB_SITE="http://www.tuling123.com/openapi/api";
//唯一key,该key的值是从官网注册账号获取的,注册地址为:http://www.tuling123.com/
private static final String KEY="d2001c59d6af4c51b4eff1535fbf81ec";
private String sendMsg;//发送的信息
private String welcome[];//存储欢迎信息
private MHandler mHandler;
public static final int MSG_OK=1;//获取数据
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
chatBeanList=new ArrayList<ChatBean>();
mHandler=new MHandler();
//获取内置的欢迎信息
welcome=getResources().getStringArray(R.array.welcome);
initView();//初始化界面控件
}
public void initView(){
listView=(ListView)findViewById(R.id.list);
et_send_msg=(EditText)findViewById(R.id.et_send_msg);
btn_send=(Button)findViewById(R.id.btn_send);
adapter=new ChatAdapter(chatBeanList,this);
listView.setAdapter(adapter);
btn_send.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
sendData();//点击发送按钮,发送信息
}
});
et_send_msg.setOnKeyListener(new View.OnKeyListener() {
@Override
public boolean onKey(View v, int keyCode, KeyEvent keyEvent) {
if (keyCode==KeyEvent.KEYCODE_ENTER && keyEvent.getAction()==
KeyEvent.ACTION_DOWN){
sendData();//点击Enter键也可以发送信息
}
return false;
}
});
int position=(int)(Math.random()*welcome.length-1);//获取一个随机数
showData(welcome[position]);//用随机数获取机器人的首次聊天信息
}
private void sendData(){
sendMsg=et_send_msg.getText().toString();//获取你输入的信息
if(TextUtils.isEmpty(sendMsg)){//判断是否为空
Toast.makeText(this,"您还未输入任何信息哦",Toast.LENGTH_LONG).show();
return;
}
et_send_msg.setText("");
//替换空格和换行
sendMsg=sendMsg.replaceAll(" ","").replaceAll("\n","").trim();
ChatBean chatBean=new ChatBean();
chatBean.setMessage(sendMsg);
chatBean.setState(chatBean.SEND);//SEND表示自己发送的信息
chatBeanList.add(chatBean);//将发送的信息添加到chatBeanList集合中
adapter.notifyDataSetChanged();//更新ListView列表
getDataFromServer();//从服务器获取机器人发送的信息
}
private void getDataFromServer(){
OkHttpClient okHttpClient=new OkHttpClient();
Request request =new Request.Builder().url(WEB_SITE+"?key="+KEY+"&info="+sendMsg).build();
Call call=okHttpClient.newCall(request);
//开启异步线程访问网络
call.enqueue(new Callback() {
@Override
public void onFailure(Call call, IOException e) {
}
@Override
public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
String res=response.body().string();
Message msg=new Message();
msg.what=MSG_OK;
msg.obj=res;
mHandler.sendMessage(msg);
}
});
}
//事件捕获
class MHandler extends Handler{
@Override
public void dispatchMessage(Message msg){
super.dispatchMessage(msg);
switch(msg.what){
case MSG_OK:
if(msg.obj!=null){
String vlResult=(String)msg.obj;
paresData(vlResult);
}
break;
}
}
}
private void paresData(String JsonData){ //Json解析
try{
JSONObject obj=new JSONObject(JsonData);
String content=obj.getString("text");//获取的机器人信息
int code=obj.getInt("code");//服务器状态码
updateView(code,content);
}catch (JSONException e){
e.printStackTrace();
showData("主人,你的网络不好哦");
}
}
private void showData(String message){
ChatBean chatBean=new ChatBean();
chatBean.setMessage(message);
chatBean.setState(ChatBean.RECEIVE);//机器人发送的消息
chatBeanList.add(chatBean);//将机器人发送的消息添加到chatBeanList集合中
adapter.notifyDataSetChanged();
}
private void updateView(int code,String content){
//code有很多形状,在此例举几种。
switch (code){
case 4004:
showData("主人,今天我累了,我要休息了,明天再来找我耍吧");
break;
case 40005:
showData("主人,你说的是火星语吗?");
break;
case 40006:
showData("主人,我今天要去约会哦,改天再聊哦。");
break;
case 40007:
showData("主人,明天再和你耍啦,我感冒了,呜呜呜。。。");
break;
default:
showData(content);
break;
}
}
protected long exitTime;//记录第一次点击时的时间
@Override
public boolean onKeyDown(int keyCode,KeyEvent event){
if (keyCode==KeyEvent.KEYCODE_BACK
&&event.getAction()==KeyEvent.ACTION_DOWN){
if ((System.currentTimeMillis()-exitTime)>2000){
Toast.makeText(MainActivity.this,"再按一次退出聊天程序",Toast.LENGTH_SHORT).show();
exitTime=System.currentTimeMillis();
}else {
MainActivity.this.finish();
System.exit(0);
}
return true;
}
return super.onKeyDown(keyCode,event);
}
private class OkHttpClient {
}
}
在MainActivity中创建几个方法:
- initView( ) 用于获取界面控件并初始化界面数据;
- showData( ) 用于显示欢迎信息到界面上;
- sendData ( ) 用于用户发送信息;
- getDataFromServer( ) 从服务器获取机器人的回复信息;
- updateView( ) 更新界面信息;
3 调试过程
会有随机的欢迎消息,可以在回复设置里面自定义修改。发英文字母a,b,c,它会自动往下接,实现了单人聊天。
4 功能测试
4.1 测试仪器与设备
Android studio 笔记本电脑
4.2 性能指标测试
实现联网自动对话,发送功能,未实现发送、删除等功能。
5 实训心得体会
安卓实训结束了,通过对智能聊天机器人的开发设计,对Android 应用开发有了更为深层次的理解,对手机应用也有了全新的认识于熟练,对基于Android多种布局以及第三方软件API的引用有了更深层次的理解。实训前对android的应用操作还不熟悉,实训结束后终于知道了个步骤操作。本机器人聊天系统基本上实现了需求中的全部功能需求,整体上较为满意。本应用的难点在于如何设置的不同布局,以及跳转,实现聊天的效果。学完后,加深了对布局的理解,为以后开发类似程序打下了基础。但是自己对安卓的很多方面还不是很了解,各种方法也不是很会使用,实训过后自己还会加强对安卓应用设计的学习。
6 参考文献
[1] 张思民.Android Studio(第二版).北京:清华大学出版社,2017
附录
相关图片
程序清单
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