基于Android studio开发的图灵智能聊天机器人

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"?>
<LinearLayoutxmlns: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"><TextViewandroid: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" /><RelativeLayoutandroid:layout_width="fill_parent"android:layout_height="fill_parent"><ListViewandroid: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"/><RelativeLayoutandroid:id="@+id/rl_bottom"android:layout_width="fill_parent"android:layout_height="wrap_content"android:layout_alignParentBottom="true"android:background="@drawable/bottom_bg"><Buttonandroid: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" /><EditTextandroid: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"?>
<RelativeLayoutxmlns: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"><ImageViewandroid: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"/><TextViewandroid: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"?>
<RelativeLayoutxmlns: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"><ImageViewandroid: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"/><TextViewandroid: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

创建一个ChatBean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);}@Overridepublic int getCount() {return chatBeanList.size();}@Overridepublic Object getItem(int position) {return chatBeanList.get(position);}@Overridepublic long getItemId(int position) {return position;}@Overridepublic 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viewif (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@Overrideprotected 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() {@Overridepublic void onClick(View v) {sendData();//点击发送按钮，发送信息}});et_send_msg.setOnKeyListener(new View.OnKeyListener() {@Overridepublic 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() {@Overridepublic void onFailure(Call call, IOException e) {}@Overridepublic 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{@Overridepublic 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@Overridepublic 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

运行会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