Kotlin

Kotlin ist das neue Schweizer Taschenmesser in der Softwareentwicklung. Ob mobile Apps oder Geschäftslogik am Backend, ob objektorientierte Paradigmen oder funktionale Programmierung mit Lambdas: Kotlin vereint die Stärken zahlreicher beliebter Sprachen zu einem modern Werkzeug für alle Fälle. In diesem umfassenden Handbuch gibt Michael Kofler Ihnen dazu einen Einblick in alle Sprachfeatures und zeigt Ihnen, wie Sie zeitgemäß Software entwicklen.

Aus dem Inhalt:

• Crashkurs für Java-Umsteiger
• IDEs: IntelliJ und Android Studio
• Operatoren, Datentypen, Variablen, Klassen, Methoden: Alle Grundlagen
• Lambda-Ausdrücke und funktionale Programmierung
• Objektorientierte Programmierung inkl. Extensions, Delegation und Generics
• Asynrchrone Programmierung und Koroutinen
• Netzwerkfunktionen, XML und JSON
• App-Programmierung mit Jetpack und Jetpack Compose
• Backend-Entwicklung mit Ktor und Exposed
• REST-APIs entwicklen und anwenden
• Pakete, Module und Importe

Vorwort . . . 13


TEIL I Kotlin . . . 17

1. Hello World! . . . 19
1. 1 . . . Über Kotlin . . . 19
1. 2 . . . Installation . . . 21
1. 3 . . . »Hello World! « mit und ohne IDE ausführen . . . 24

2. Crashkurs . . . 29
2. 1 . . . Elementare Syntaxregeln . . . 29
2. 2 . . . Konventionen . . . 41
2. 3 . . . Von Java zu Kotlin . . . 42

3. Operatoren . . . 47
3. 1 . . . Übersicht . . . 47
3. 2 . . . Anmerkungen . . . 49
3. 3 . . . Priorität von Operatoren . . . 59

4. Variablenverwaltung . . . 61
4. 1 . . . Variablen . . . 61
4. 2 . . . Unveränderliche Variablen . . . 63
4. 3 . . . Konstanten und Enumerationen . . . 64
4. 4 . . . Der Umgang mit »null« . . . 65

5. Datentypen . . . 69
5. 1 . . . Die wichtigsten Kotlin-Datentypen . . . 69
5. 2 . . . Zahlen . . . 72
5. 3 . . . Bereiche (Ranges) . . . 74
5. 4 . . . Zufallszahlen . . . 76
5. 5 . . . Boolesche Ausdrücke . . . 77

6. Zeichenketten . . . 79
6. 1 . . . Die Klasse »Char« . . . 80
6. 2 . . . Die Klasse »String« . . . 82
6. 3 . . . Mit Zeichenketten arbeiten . . . 85
6. 4 . . . Beispiel: Passwortqualität testen . . . 94
6. 5 . . . Die Klasse »StringBuilder« . . . 97

7. Datum und Uhrzeit . . . 99
7. 1 . . . Neue Java-Klassen (»java. time«) . . . 100
7. 2 . . . Herkömmliche Java-Klassen (»Date« und »Calendar«) . . . 107
7. 3 . . . Die »Duration and Time Measurement API« (kotlin. time) . . . 113

8. Listen, Sets, Maps und Arrays . . . 117
8. 1 . . . Listen . . . 118
8. 2 . . . Sets . . . 132
8. 3 . . . Maps . . . 135
8. 4 . . . Sequenzen . . . 136
8. 5 . . . Arrays . . . 140

9. Verzweigungen und Schleifen . . . 147
9. 1 . . . Die »if«-Verzweigung . . . 147
9. 2 . . . Die »when«-Verzweigung . . . 150
9. 3 . . . Die »for«-Schleife . . . 152
9. 4 . . . Die »while«-Schleife . . . 154
9. 5 . . . Die »repeat«-Schleife . . . 155
9. 6 . . . »break« und »continue« . . . 156
9. 7 . . . Beispiele: Summen, Produkte, Duplikate und Co. . . . 157

10. Funktionen . . . 163
10. 1 . . . Funktionen definieren und aufrufen . . . 164
10. 2 . . . Parameter . . . 168
10. 3 . . . Rekursion . . . 172
10. 4 . . . Lokale Funktionen . . . 175
10. 5 . . . Die »main«-Funktion . . . 176
10. 6 . . . Beispiel: Pfadsuche . . . 177

11. Lambda-Ausdrücke und funktionale Programmierung . . . 189
11. 1 . . . Hello Lambda! . . . 190
11. 2 . . . Lambda-Ausdrücke und Funktionen für Fortgeschrittene . . . 192
11. 3 . . . Beispiel: Funktionen erzeugen und verarbeiten . . . 197
11. 4 . . . »map«, »filter«, »reduce« und Co. . . . 199
11. 5 . . . Beispiel: Textanalyse mit Lambda-Ausdrücken . . . 211
11. 6 . . . Beispiel: Dosenpyramide in drei Farben . . . 213
11. 7 . . . Objekte verarbeiten (»apply«, »let«, »with« etc.) . . . 218
11. 8 . . . Inline-Funktionen . . . 223

12. Klassen und Objekte . . . 227
12. 1 . . . Klassen . . . 227
12. 2 . . . Der Konstruktor . . . 233
12. 3 . . . Eigenschaften . . . 240
12. 4 . . . Eigenschaften später initialisieren . . . 245
12. 5 . . . Zugriffssteuerung . . . 249
12. 6 . . . Beispiel: Bankkonto . . . 251
12. 7 . . . Objekte ohne Klassen . . . 253
12. 8 . . . Beispiel: Quiz . . . 261
12. 9 . . . Enumerationen . . . 266

13. Vererbung, Schnittstellen, Extensions . . . 271
13. 1 . . . Vererbung . . . 272
13. 2 . . . Vererbung (Konstruktoren, abstrakte Klassen, Polymorphie) . . . 278
13. 3 . . . Die Klasse »Any« . . . 284
13. 4 . . . Datenklassen . . . 287
13. 5 . . . Beispiel: Schachfiguren . . . 289
13. 6 . . . Schnittstellen . . . 296
13. 7 . . . Beispiel: Geometrische Objekte mit Schnittstellen verarbeiten . . . 303
13. 8 . . . Extensions . . . 304
13. 9 . . . Receiver-Funktionen . . . 309
13. 10 . . . Infix-Funktionen . . . 312
13. 11 . . . Operator Overloading . . . 313
13. 12 . . . Beispiel: Rechnen mit komplexen Zahlen . . . 316
13. 13 . . . Delegation . . . 317

14. Reflection, Generics und Annotationen . . . 327
14. 1 . . . Reflection . . . 328
14. 2 . . . Generics . . . 330
14. 3 . . . Generische Typen: Zusatzregeln und Sonderfälle . . . 333
14. 4 . . . Annotationen . . . 344
14. 5 . . . Type-safe Builder . . . 348

15. Exceptions . . . 357
15. 1 . . . Fehlerabsicherung . . . 358
15. 2 . . . Selbst Fehler auslösen (»throw«) . . . 365
15. 3 . . . Arbeitstechniken . . . 367

16. Pakete, Importe und Module . . . 369
16. 1 . . . Pakete . . . 369
16. 2 . . . Importe . . . 370
16. 3 . . . Module . . . 373


TEIL II Programmiertechniken . . . 375

17. Asynchrone Programmierung . . . 377
17. 1 . . . Hello Coroutines! . . . 378
17. 2 . . . Koroutinen ausführen . . . 382
17. 3 . . . Koroutinen abbrechen . . . 390
17. 4 . . . Exceptions in asynchronem Code . . . 395
17. 5 . . . Den Zugriff auf gemeinsame Daten synchronisieren . . . 398
17. 6 . . . Suspending Functions . . . 401
17. 7 . . . Asynchroner Code in Android-Apps . . . 404
17. 8 . . . Beispiel: Effizient numerisch integrieren . . . 407

18. Dateien verarbeiten (I/O, JSON, XML) . . . 411
18. 1 . . . Umgang mit Dateien und Verzeichnissen . . . 412
18. 2 . . . Textdateien lesen und schreiben . . . 419
18. 3 . . . Download von Dateien . . . 422
18. 4 . . . JSON und Serialisierung . . . 422
18. 5 . . . JSON-Beispiel: Die »New-York-Times«-Bestseller . . . 430
18. 6 . . . XML . . . 432

19. Datenbankzugriff (Exposed) . . . 437
19. 1 . . . Hello Exposed! . . . 438
19. 2 . . . Verbindungsaufbau und Transaktionen . . . 442
19. 3 . . . Data Access Objects (DAO) . . . 448
19. 4 . . . DAO-Beispiel: Bücherdatenbank . . . 455
19. 5 . . . SQL als Domain-specific Language (DSL) . . . 462

20. JavaFX . . . 473
20. 1 . . . Hello JavaFX! . . . 473
20. 2 . . . TornadoFX . . . 477


TEIL III App-Entwicklung . . . 481

21. Hello Android! . . . 483
21. 1 . . . Android Studio installieren . . . 484
21. 2 . . . Das erste Projekt in Android Studio . . . 486
21. 3 . . . Emulator einrichten . . . 488
21. 4 . . . Smartphone einrichten . . . 492
21. 5 . . . Aufbau eines Android-Studio-Projekts . . . 494
21. 6 . . . Eigener Button, eigener Code . . . 498
21. 7 . . . Personalisierung der App . . . 505

22. App: Fahrenheit-Umrechner . . . 509
22. 1 . . . Layout . . . 510
22. 2 . . . Der Code zur Temperaturumrechnung . . . 512
22. 3 . . . Debugging . . . 518
22. 4 . . . Screenshots . . . 522

23. Android Basics . . . 525
23. 1 . . . Android-Grundlagen . . . 525
23. 2 . . . Steuerelemente . . . 527
23. 3 . . . Texte anzeigen und eingeben (»TextView«, »EditText«) . . . 529
23. 4 . . . Buttons . . . 533
23. 5 . . . ImageView . . . 535
23. 6 . . . Layoutregeln . . . 541
23. 7 . . . Listen und Tabellen (»RecyclerView«) . . . 548
23. 8 . . . Preferences . . . 561
23. 9 . . . Permissions . . . 564

24. Aktivitäten, Fragmente und Menüs . . . 573
24. 1 . . . Aktivitäten und Fragmente . . . 574
24. 2 . . . Beispiel: App mit drei leeren Fragmenten . . . 576
24. 3 . . . Datenaustausch zwischen Fragmenten . . . 586
24. 4 . . . Beispiel: Datenaustausch zwischen drei Fragmenten . . . 593
24. 5 . . . Einfache Menüs (Overflow Menu) . . . 597

25. App: Währungsumrechner . . . 603
25. 1 . . . Die Klasse »CurrencyCalculator« . . . 604
25. 2 . . . Hauptaktivität . . . 610
25. 3 . . . Fragment zur Währungsumrechnung (»MainFragment«) . . . 611
25. 4 . . . Einstellungsfragment (»SetupFragment«) . . . 616
25. 5 . . . Fragment mit App-Informationen (»AboutFragment«) . . . 620

26. Jetpack Compose . . . 623
26. 1 . . . Hello Compose! . . . 625
26. 2 . . . Steuerelemente . . . 635
26. 3 . . . Container . . . 641
26. 4 . . . Listen . . . 645
26. 5 . . . Theming . . . 648
26. 6 . . . Aktivitäten und Fragmente . . . 651
26. 7 . . . Beispiel: Fahrenheit-Umrechner . . . 656


TEIL IV Backend und Server . . . 661

27. Hello Server! . . . 663
27. 1 . . . Hello Ktor! . . . 665
27. 2 . . . Beispiel: URL-Verkürzer . . . 670
27. 3 . . . Beispiel: URL-Verkürzer mit Datenbank-Server . . . 675

28. Ktor-Programmiertechniken . . . 681
28. 1 . . . Projekt- und Programmaufbau . . . 682
28. 2 . . . Routing . . . 684
28. 3 . . . Request und Response . . . 690
28. 4 . . . HTML- und CSS-Dokumente zusammensetzen . . . 694
28. 5 . . . REST-APIs . . . 701
28. 6 . . . Authentifizierung . . . 709
28. 7 . . . Ktor-Debugging . . . 715

29. App: Evaluierungssystem (Backend) . . . 719
29. 1 . . . Projektaufbau . . . 720
29. 2 . . . Datenbankdesign . . . 723
29. 3 . . . Der Datenbank-Code . . . 725
29. 4 . . . Weboberfläche . . . 735
29. 5 . . . Die REST-API . . . 745

30. App: Evaluierungssystem (Client) . . . 753
30. 1 . . . Den Ktor-Client in Android-Apps verwenden . . . 755
30. 2 . . . Ktor-Client-Programmiertechniken . . . 758
30. 3 . . . Projektaufbau der Evaluierungs-App . . . 761
30. 4 . . . Liste der Evaluierungen anzeigen . . . 766
30. 5 . . . Einmal-Login . . . 772
30. 6 . . . Evaluierung durchführen . . . 775
30. 7 . . . Evaluierungsergebnisse anzeigen . . . 781

A. IntelliJ, Android Studio und Gradle . . . 783
A. 1 . . . IntelliJ und Android Studio . . . 783
A. 2 . . . Gradle . . . 795

Index . . . 807