核心思想：Python 如何运行在 Android 上？

首先要明白，Android 系统的核心是 Linux 内核，并且它有自己的运行时环境（主要是 Android Runtime, ART），Python 代码本身不能直接在 Android 上运行，我们需要一个“桥梁”或“包装器”,这个工具会做两件事：

1. 打包你的 Python 代码：将你的 Python 脚本、依赖库和一个轻量级的 Python 解释器一起打包成一个标准的 Android 安装包。
2. 提供与 Android 系统交互的接口：让你的 Python 代码能够调用 Android 的原生功能，比如摄像头、GPS、传感器、文件系统等。

主流开发方案对比

Kivy (最推荐的入门选择)

Kivy 是目前 Python 移动开发领域最流行、最成熟的方案，它是一个开源的 Python 框架,用于开发多点触控应用程序。

为什么选择 Kivy？

• 一次编码，处处运行：你的应用可以几乎不加修改地运行在 Android、iOS、Windows、macOS 和 Linux 上。
• 强大的图形能力：基于 OpenGL ES,非常适合开发游戏和可视化应用。
• 事件驱动：非常适合处理触摸、鼠标等用户输入。
• 社区活跃：有大量的教程、示例和第三方库。

入门步骤 (以 Kivy 为例)

环境准备

你需要安装以下工具：

• Python: 推荐使用 Python 3.8 或更高版本。
• Kivy: pip install kivy
• Buildozer: 用于将 Kivy 应用打包成 APK。pip install buildozer
• Android SDK 和 NDK: 这是打包所必需的原生开发工具包，Buildozer 会自动下载它们，但你需要配置好环境变量 ANDROID_SDK_ROOT 和 ANDROID_NDK_ROOT。

编写一个简单的 "Hello World" 应用

创建一个名为 main.py 的文件：

from kivy.app import App
from kivy.uix.button import Button
class TestApp(App):
    def build(self):
        # 创建一个按钮
        return Button(text='Hello from Python on Android!')
if __name__ == '__main__':
    TestApp().run()

使用 Buildozer 打包

1. 在项目根目录下创建一个 buildozer.spec 文件，你可以通过运行 buildozer init 来生成一个默认配置文件。
2. 编辑 buildozer.spec 文件，主要关注以下几项：
   • title = Your App Name (应用名称)
   • package.name = your.package.name (包名，org.example.myapp)
   • package.domain = example.com (域名)
   • orientation = portrait (屏幕方向)
3. 在命令行中，进入项目目录，执行打包命令：

   # 首次运行会下载大量依赖，非常耗时，请耐心等待
   buildozer android debug deploy run

   这个命令会自动完成：编译 -> 打包 -> 安装到连接的 Android 设备/模拟器 -> 并运行它。

安装和运行

确保你的 Android 设备开启了“开发者选项”和“USB 调试”，或者正在运行一个 Android 模拟器，Buildozer 会自动将 APK 推送到设备上安装并启动。

BeeWare (追求原生体验)

BeeWare 的理念是 "Toga"，即用 Python 创建一个看起来和感觉上都像原生应用的应用。

为什么选择 BeeWare？

• 原生 UI: 使用 Android 的原生按钮、列表等控件,用户体验更好。
• 清晰的架构: 你的 Python 代码是核心逻辑，UI 和平台交互是分离的。
• 插件系统: 可以方便地调用原生功能。

入门步骤 (以 BeeWare 为例)

环境准备

• Python: 同样需要 Python 3。
• BeeWare 工具集: pip install briefcase
• Android SDK 和 NDK: 同样需要配置。

创建项目

# 创建一个新的项目
briefcase new myapp
cd myapp
# 创建一个 Android 项目
briefcase create android

编写代码

编辑 src/myapp/app.py 文件，使用 Toga 组件：

import toga
from toga.style import Pack
from toga.style.pack import COLUMN, CENTER
class HelloWorld(toga.App):
    def startup(self):
        # 创建主窗口
        self.main_window = toga.MainWindow(title=self.formal_name)
        # 创建一个标签
        label = toga.Label(
            "Hello, World!",
            style=Pack(padding=(50, 50), alignment=CENTER)
        )
        # 将标签添加到主窗口的内容框
        self.main_window.content = label
        # 显示主窗口
        self.main_window.show()
def main():
    return HelloWorld()

构建和运行

# 构建项目
briefcase build android
# 运行到设备/模拟器
briefcase run android

Chaquopy (专业级集成)

如果你的项目已经是一个成熟的 Python 应用，或者你需要深度利用 Android 生态（如使用 TensorFlow Lite、Google ML Kit 等），Chaquopy 是最佳选择。

为什么选择 Chaquopy？

• 无缝集成：直接在 Android Studio 中工作，可以像写普通 Android 项目一样写 Python 代码。
• 高性能：使用 PyPy 或 CPython 解释器,性能远高于其他方案。
• 强大的互操作性：Python 可以轻松调用 Java/Kotlin 代码,反之亦然。

入门步骤 (以 Chaquopy 为例)

环境准备

• Android Studio: 必须使用 Android Studio 进行开发。
• Python SDK: Chaquopy 提供了一个自定义的 Python SDK，你需要从其官网下载并配置到 Android Studio 中。

配置 build.gradle

在你的 App 模块的 build.gradle 文件中添加 Chaquopy 插件：

plugins {
    id 'com.android.application'
    id 'org.chaquopy.android' version '15.0.0' // 使用最新版本
}
android {
    // ... 其他 android 配置
}
dependencies {
    // ... 其他依赖
    implementation 'org.chaquopy:chaquopy:15.0.0'
}
chaquopy {
    // 指定 Python 版本
    python {
        version "3.9"
        // 将你的 Python 源码目录添加进来
        srcDir "src/main/python"
    }
    // 指定要安装的 Python 库
    pip {
        install "requests"
        install "numpy"
    }
}

编写代码

在 src/main/python 目录下创建你的 Python 模块，my_module.py:

def greet(name):
    return f"Hello, {name} from Python!"

然后在你的 Java/Kotlin 代码中调用它：

// MainActivity.kt
import com.chaquo.python.PyObject
import com.chaquo.python.Python
class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        val python = Python.getInstance()
        val myModule = python.getModule("my_module") // 导入 Python 模块
        val greeting = myModule.callAttr("greet", "Android") // 调用 Python 函数
        Log.d("Python", greeting.toString()) // 输出: Hello, Android from Python!
    }
}

总结与建议

最终建议：

对于绝大多数从 Python 转到 Android 开发的用户，从 Kivy 开始是最好的选择，它能让你在不学习 Java/Kotlin 和 Android Studio 复杂配置的情况下，快速地将你的 Python 技能应用到移动开发中，并获得巨大的成就感，当你需要更原生的体验或更高的性能时，再考虑 BeeWare 或 Chaquopy。