Introduzione alla lingua Kotlin

1. Panoramica

In questo tutorial, daremo uno sguardo a Kotlin, un nuovo linguaggio nel mondo JVM e ad alcune delle sue caratteristiche di base, incluse classi, ereditarietà, istruzioni condizionali e costrutti di ciclo.

Quindi esamineremo alcune delle caratteristiche principali che rendono Kotlin un linguaggio attraente, tra cui sicurezza nulla, classi di dati, funzioni di estensione e modelli di stringhe .

2. Dipendenze di Maven

Per utilizzare Kotlin nel tuo progetto Maven, devi aggiungere la libreria standard Kotlin al tuo pom.xml :

 org.jetbrains.kotlin kotlin-stdlib 1.0.4 

Per aggiungere il supporto JUnit per Kotlin, dovrai anche includere le seguenti dipendenze:

 org.jetbrains.kotlin kotlin-test-junit 1.0.4 test   junit junit 4.12 test 

È possibile trovare le versioni più recenti di kotlin-stdlib, kotlin-test-junit e junit su Maven Central.

Infine, dovrai configurare le directory sorgente e il plug-in Kotlin per eseguire una build Maven:

 ${project.basedir}/src/main/kotlin ${project.basedir}/src/test/kotlin   kotlin-maven-plugin org.jetbrains.kotlin 1.0.4   compile  compile    test-compile  test-compile      

Puoi trovare l'ultima versione del plugin kotlin-maven in Maven Central.

3. Sintassi di base

Diamo un'occhiata agli elementi costitutivi di base del linguaggio Kotlin.

C'è qualche somiglianza con Java (ad esempio, la definizione dei pacchetti è allo stesso modo). Diamo un'occhiata alle differenze.

3.1. Definizione di funzioni

Definiamo una funzione con due parametri Int con tipo restituito Int :

fun sum(a: Int, b: Int): Int { return a + b }

3.2. Definizione di variabili locali

Assegna una variabile locale (sola lettura):

val a: Int = 1 val b = 1 val c: Int c = 1

Nota che il tipo di una variabile b è dedotto da un compilatore Kotlin. Potremmo anche definire variabili mutabili:

var x = 5 x += 1

4. Campi opzionali

Kotlin ha una sintassi di base per la definizione di un campo che potrebbe essere nullable (opzionale). Quando vogliamo dichiarare che il tipo di campo è annullabile, dobbiamo usare il tipo con suffisso con un punto interrogativo:

val email: String?

Quando hai definito un campo nullable, è perfettamente valido assegnargli un valore nullo :

val email: String? = null

Ciò significa che in un campo di posta elettronica potrebbe essere un valore nullo. Se scriveremo:

val email: String = "value"

Quindi dobbiamo assegnare un valore al campo email nella stessa istruzione in cui dichiariamo email. Non può avere un valore nullo. Torneremo alla sicurezza nulla di Kotlin in una sezione successiva.

5. Classi

Dimostriamo come creare una semplice classe per la gestione di una categoria specifica di un prodotto. La nostra classe ItemManager di seguito ha un costruttore predefinito che popola due campi - categoryId e dbConnection - e un campo email opzionale :

class ItemManager(val categoryId: String, val dbConnection: String) { var email = "" // ... }

Quel costrutto ItemManager (…) crea il costruttore e due campi nella nostra classe: categoryId e dbConnection

Nota che il nostro costruttore usa la parola chiave val per i suoi argomenti - questo significa che i campi corrispondenti saranno finali e immutabili. Se avessimo usato la parola chiave var (come abbiamo fatto durante la definizione del campo email ), allora quei campi sarebbero mutabili.

Creiamo un'istanza di ItemManager utilizzando il costruttore predefinito:

ItemManager("cat_id", "db://connection")

Potremmo costruire ItemManager utilizzando parametri denominati. È molto utile quando in questo esempio si dispone di una funzione simile che accetta due parametri con lo stesso tipo, ad es. String , e non si desidera confonderne l'ordine. Utilizzando i parametri di denominazione è possibile scrivere esplicitamente quale parametro è assegnato. Nella classe ItemManager ci sono due campi, categoryId e dbConnection, quindi entrambi possono essere referenziati utilizzando parametri denominati:

ItemManager(categoryId = "catId", dbConnection = "db://Connection")

È molto utile quando abbiamo bisogno di passare più argomenti a una funzione.

Se sono necessari costruttori aggiuntivi, è necessario definirli utilizzando la parola chiave costruttore . Definiamo un altro costruttore che imposta anche il campo email :

constructor(categoryId: String, dbConnection: String, email: String) : this(categoryId, dbConnection) { this.email = email }

Nota che questo costruttore richiama il costruttore predefinito che abbiamo definito sopra prima di impostare il campo email. E poiché abbiamo già definito categoryId e dbConnection come immutabili utilizzando la parola chiave val nel costruttore predefinito, non è necessario ripetere la parola chiave val nel costruttore aggiuntivo.

Ora, creiamo un'istanza utilizzando il costruttore aggiuntivo:

ItemManager("cat_id", "db://connection", "[email protected]")

Se desideri definire un metodo di istanza su ItemManager , dovresti farlo utilizzando la parola chiave fun :

fun isFromSpecificCategory(catId: String): Boolean { return categoryId == catId }

6. Eredità

By default, Kotlin's classes are closed for extension — the equivalent of a class marked final in Java.

In order to specify that a class is open for extension, you would use the open keyword when defining the class.

Let's define an Item class that is open for extension:

open class Item(val id: String, val name: String = "unknown_name") { open fun getIdOfItem(): String { return id } }

Note that we also denoted the getIdOfItem() method as open. This allows it to be overridden.

Now, let's extend the Item class and override the getIdOfItem() method:

class ItemWithCategory(id: String, name: String, val categoryId: String) : Item(id, name) { override fun getIdOfItem(): String { return id + name } }

7. Conditional Statements

In Kotlin, conditional statement if is an equivalent of a function that returns some value. Let's look at an example:

fun makeAnalyisOfCategory(catId: String): Unit { val result = if (catId == "100") "Yes" else "No" println(result) }

In this example, we see that if catId is equal to “100” conditional block returns “Yes” else it returns “No”. Returned value gets assigned to result.

You could create a normal ifelse block:

val number = 2 if (number  10) { println("number is greater that 10") }

Kotlin has also a very useful when command that acts like an advanced switch statement:

val name = "John" when (name) { "John" -> println("Hi man") "Alice" -> println("Hi lady") } 

8. Collections

There are two types of collections in Kotlin: mutable and immutable. When we create immutable collection it means that is read only:

val items = listOf(1, 2, 3, 4)

There is no add function element on that list.

When we want to create a mutable list that could be altered, we need to use mutableListOf() method:

val rwList = mutableListOf(1, 2, 3) rwList.add(5)

A mutable list has add() method so we could append an element to it. There are also equivalent method to other types of collections: mutableMapOf(), mapOf(), setOf(), mutableSetOf()

9. Exceptions

Mechanism of exception handling is very similar to the one in Java.

All exception classes extend Throwable. The exception must have a message, stacktrace, and an optional cause. Every exception in Kotlin is unchecked, meaning that compiler does not force us to catch them.

To throw an exception object, we need to use the throw-expression:

throw Exception("msg")

Handling of exception is done by using try…catch block(finally optional):

try { } catch (e: SomeException) { } finally { }

10. Lambdas

In Kotlin, we could define lambda functions and pass them as arguments to other functions.

Let's see how to define a simple lambda:

val sumLambda = { a: Int, b: Int -> a + b }

We defined sumLambda function that takes two arguments of type Int as an argument and returns Int.

We could pass a lambda around:

@Test fun givenListOfNumber_whenDoingOperationsUsingLambda_shouldReturnProperResult() { // given val listOfNumbers = listOf(1, 2, 3) // when val sum = listOfNumbers.reduce { a, b -> a + b } // then assertEquals(6, sum) }

11. Looping Constructs

In Kotlin, looping through collections could be done by using a standard for..in construct:

val numbers = arrayOf("first", "second", "third", "fourth")
for (n in numbers) { println(n) }

If we want to iterate over a range of integers we could use a range construct:

for (i in 2..9 step 2) { println(i) }

Note that the range in the example above is inclusive on both sides. The step parameter is optional and it is an equivalent to incrementing the counter twice in each iteration. The output will be following:

2 4 6 8

We could use a rangeTo() function that is defined on Int class in the following way:

1.rangeTo(10).map{ it * 2 }

The result will contain (note that rangeTo() is also inclusive):

[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20]

12. Null Safety

Let's look at one of the key features of Kotlin – null safety, that is built into the language. To illustrate why this is useful, we will create simple service that returns an Item object:

class ItemService { fun findItemNameForId(id: String): Item? { val itemId = UUID.randomUUID().toString() return Item(itemId, "name-$itemId"); } }

The important thing to notice is returned type of that method. It is an object followed by the question mark. It is a construct from Kotlin language, meaning that Item returned from that method could be null. We need to handle that case at compile time, deciding what we want to do with that object (it is more or less equivalent to Java 8 Optional type).

If the method signature has type without question mark:

fun findItemNameForId(id: String): Item

then calling code will not need to handle a null case because it is guaranteed by the compiler and Kotlin language, that returned object can not be null.

Otherwise, if there is a nullable object passed to a method, and that case is not handled, it will not compile.

Let's write a test case for Kotlin type-safety:

val id = "item_id" val itemService = ItemService() val result = itemService.findItemNameForId(id) assertNotNull(result?.let { it -> it.id }) assertNotNull(result!!.id) 

We are seeing here that after executing method findItemNameForId(), the returned type is of Kotlin Nullable. To access a field of that object (id), we need to handle that case at compile time. Method let() will execute only if a result is non-nullable. Id field can be accessed inside of a lambda function because it is null safe.

Another way to access that nullable object field is to use Kotlin operator !!. It is equivalent to:

if (result == null){ throwNpe(); } return result;

Kotlin will check if that object is a null if so, it will throw a NullPointerException, otherwise it will return a proper object. Function throwNpe() is a Kotlin internal function.

13. Data Classes

A very nice language construct that could be found in Kotlin is data classes (it is equivalent to “case class” from Scala language). The purpose of such classes is to only hold data. In our example we had an Item class that only holds the data:

data class Item(val id: String, val name: String)

The compiler will create for us methods hashCode(), equals(), and toString(). It is good practice to make data classes immutable, by using a val keyword. Data classes could have default field values:

data class Item(val id: String, val name: String = "unknown_name")

We see that name field has a default value “unknown_name”.

14. Extension Functions

Suppose that we have a class that is a part of 3rd party library, but we want to extend it with an additional method. Kotlin allows us to do this by using extension functions.

Let's consider an example in which we have a list of elements and we want to take a random element from that list. We want to add a new function random() to 3rd party List class.

Here's how it looks like in Kotlin:

fun  List.random(): T? { if (this.isEmpty()) return null return get(ThreadLocalRandom.current().nextInt(count())) }

The most important thing to notice here is a signature of the method. The method is prefixed with a name of the class that we are adding this extra method to.

Inside the extension method, we operate on a scope of a list, therefore using this gave use access to list instance methods like isEmpty() or count(). Then we are able to call random() method on any list that is in that scope:

fun  getRandomElementOfList(list: List): T? { return list.random() }

We created a method that takes a list and then executes custom extension function random() that was previously defined. Let's write a test case for our new function:

val elements = listOf("a", "b", "c") val result = ListExtension().getRandomElementOfList(elements) assertTrue(elements.contains(result)) 

The possibility of defining functions that “extends” 3rd party classes is a very powerful feature and can make our code more concise and readable.

15. String Templates

A very nice feature of Kotlin language is a possibility to use templates for Strings. It is very useful because we do not need to concatenate Strings manually:

val firstName = "Tom" val secondName = "Mary" val concatOfNames = "$firstName + $secondName" val sum = "four: ${2 + 2}" 

We can also evaluate an expression inside the ${} block:

val itemManager = ItemManager("cat_id", "db://connection") val result = "function result: ${itemManager.isFromSpecificCategory("1")}"

16. Kotlin/Java Interoperability

Kotlin – Java interoperability is seamlessly easy. Let's suppose that we have a Java class with a method that operates on String:

class StringUtils{ public static String toUpperCase(String name) { return name.toUpperCase(); } }

Now we want to execute that code from our Kotlin class. We only need to import that class and we could execute java method from Kotlin without any problems:

val name = "tom" val res = StringUtils.toUpperCase(name) assertEquals(res, "TOM")

As we see, we used java method from Kotlin code.

Calling Kotlin code from a Java is also very easy. Let's define simple Kotlin function:

class MathematicsOperations { fun addTwoNumbers(a: Int, b: Int): Int { return a + b } }

Executing addTwoNumbers() from Java code is very easy:

int res = new MathematicsOperations().addTwoNumbers(2, 4); assertEquals(6, res);

We see that call to Kotlin code was transparent to us.

When we define a method in java that return type is a void, in Kotlin returned value will be of a Unit type.

There are some special identifiers in Java language ( is, object, in, ..) that when used them in Kotlin code needs to be escaped. For example, we could define a method that has a name object() but we need to remember to escape that name as this is a special identifier in java:

fun `object`(): String { return "this is object" }

Then we could execute that method:

`object`()

17. Conclusion

Questo articolo fa un'introduzione al linguaggio Kotlin e alle sue caratteristiche chiave. Inizia introducendo concetti semplici come cicli, istruzioni condizionali e definizione di classi. Quindi mostra alcune funzionalità più avanzate come le funzioni di estensione e la sicurezza nulla.

L'implementazione di tutti questi esempi e frammenti di codice può essere trovata nel progetto GitHub.