Einleitung

Fast jeder kennt das unangenehme Gefühl, einer wildfremden Person zuzuwinken, weil man kurz dachte, die freundliche Geste gälte einem selbst. Galt sie natürlich nicht, sondern der Person, die sich in direkter Linie hinter der eigenen Schulter im toten Winkel versteckte. Auf der Google I/O? 2017 habe ich erlebt, wie sich ein ganz ähnliches Empfinden einstellt, wenn man eine halbe Stunde lang in eine Fernsehkamera blickt, die in etwas mehr als Armeslänge vor einem positioniert ist. Selbstverständlich wusste ich, dass es keinen Grund gab, mich in dieser Weise zu portraitieren. Doch nach fünf Minuten ... und weiteren zehn ... es konnte doch nicht?

Konnte es natürlich nicht. Es ging um einen 17-jährigen High-School Studenten, den der Lebensweg seiner Eltern als Einwanderer aus Afghanistan und die in Amerika erlebte Hilfsbereitschaft inspiriert hat, selbst etwas zurückzugeben. In der Reihe vor mir. Sein Projekt verbesserte ohne teure Hardware die Aussagefähigkeit von Mammographien mithilfe von künstlicher Intelligenz. Die von ihm programmierten Routinen erkennen Muster in den Bildern und können so auch ohne medizinisches Fachpersonal präzisere Vorabdiagnosen zur Verfügung stellen.[1]

Eine knappe halbe Stunde zuvor gab es eine Ankündigung, die mir diesen Tag auch ohne die bemerkenswert große Kamera im Gedächtnis gehalten hätte: Die Ankündigung von Stephanie Saad Cuthbertson (Director Product Management Android zu der Zeit), Kotlin zu einer vollständig unterstützten Programmiersprache für Android zu erklären und mit dem Entwickler JetBrains? eine Gesellschaft zur Weiterentwicklung der Sprache zu gründen. Kotlin ist eine vergleichsweise junge Programmiersprache, deren erste stabile Version 2016 erschien. Seit 2011 wird sie von einem Team des Herstellers der Entwicklungsumgebung IntelliJ? weiterentwickelt und gepflegt. Hier besteht auch die offensichtliche Verbindung zu Java und Android, denn auch die von Google primär unterstützte IDE (Integrated Development Environment oder Entwicklungsumgebung) Android Studio basiert auf IntelliJ.

Dadurch war auch gewährleistet, dass es in Bezug auf die Tools keiner großen Umgewöhnung bedurfte. Und so haben sicherlich einige Android-Entwickler nach dieser Ankündigung 2017 ihre ersten Schritte in Kotlin mithilfe der automatischen Konvertierungsfunktion gemacht und schnell eines erkannt: Die neue Sprache löst sofort Probleme im bestehenden Code ihrer Anwendung:

• Der Code wird kürzer und übersichtlicher

• Der Code wird sicherer

• Es ist kein Problem, Kotlin und Java miteinander in einem Projekt einzusetzen

• Keine Semikolons?(!)

Oder, um es mit den Worten von Google und Jetbrains zu sagen: Wichtige Merkmale von Kotlin sind: Es ist effektiv durch präzise Schreibweisen (concise?), sicher (safe?) und gut mit verschiedenen Umgebungen zu integrieren (interoperable?).

Wie das in der Praxis aussieht und warum ich schon nach den ersten Arbeitstagen mit Kotlin kein Java mehr sehen mochte, versuche ich in diesem Buch zu erklären.

Ausrichtung des Buchs

Dieses Buch soll Entwicklern einen Einstieg in die Programmiersprache Kotlin ermöglichen. Es konzentriert sich auf die Grundlagen der Sprache und ihre Strukturen, Befehle und Sprachfeatures. Zusätzlich zur Erläuterung der ursprünglichen Aufgabe als ein verbesserter Java-Ersatz wird das aktuelle Haupteinsatzfeld Android behandelt und wie Kotlin die Android-Entwicklung verbessern - oder neutral: verändern - kann. Dabei werden aber Kenntnisse von Android vorausgesetzt, um den Fokus auf die Sprache Kotlin beizubehalten.

Das vorliegende Buch möchte dazu motivieren, vor einem Volleinstieg in Kotlin die Konvertierung Schritt für Schritt zu probieren. Das Stichwort lautet Interoperabilität. Auch in einem großen Java-Spring-Projekt können einzelne Features oder Klassen in Kotlin geschrieben oder in der Webanwendung einzelne Controller oder Datenklassen ergänzt werden. Bei den Beispielen benutze ich wenig Framework-Code und fokussiere mich auf die Umsetzung der Logik in Kotlin. Wenn, dann wird vor allem Android verwendet.

Generell ist es aber gut möglich, auch sein favorisiertes JavaScript- oder TypeScript-Framework weiterzunutzen. Je elaborierter die Build- und Deployment-Prozesse jedoch sind, desto weniger kann ich als App-Entwickler Details der Umsetzung beleuchten.

Darüber hinaus wagt das Kapitel 11 einen Ausflug in die Welt der Cross-Plattform-Entwicklung. Das ist wichtig für alle, deren Code in Zukunft aus einer Kotlin-Codebasis nicht nur auf Android-Smartphones oder im Browser laufen soll.

Zielgruppe

Dieses Buch ist für alle geschrieben, die sich für die Entwicklung mit Kotlin interessieren und die bereits grundsätzliche Kenntnisse in der Softwareentwicklung haben.

Dazu gehört zum Beispiel, dass Sie grundlegende Quelltext-Elemente wie Variablen, Konstanten, Kontrollstrukturen und Funktionen kennen und Ihnen Begriffe aus der objektorientierten Entwicklung wie Klasse, Objekt und Instanz geläufig sind. Programmierparadigmen und Muster der Softwareentwicklung werden ebenfalls nicht ausführlich erklärt, sondern vor allem dort erwähnt, wo es zum Verständnis der Unterschiede zwischen Kotlin und seinen Alternativen dient. Einblicke in die Programmiersprache Java helfen, sind aber nicht zwingend erforderlich.

Die meisten Entwickler sammeln ihre ersten Programmiererfahrungen in Kotlin nicht als Einsteiger in die Softwareentwicklung. Sie gehen mit Erwartungen aus bekannten Sprachen oder sogar mit existierendem Code an die Arbeit.

Mit Kotlin lässt sich in dieser Situation besonders gut arbeiten, denn es erfordert für viele Entwickler (Java, Android) keinen Umstieg auf eine andere Entwicklungsumgebung und verträgt sich mit bestehenden Infrastrukturen. Durch die hohe Flexibilität im Bereich der Interoperabilität ist es eine gute Strategie, in bestehendem Code einfach einmal einen konkreten Anwendungsfall zu ergänzen oder einzelne Klassen zu ersetzen. Damit können Entwicklungsteams eine informierte Entscheidung treffen, ohne zwangsläufig vor einem kompletten Neuanfang zu stehen.

Aufbau des Buchs

Der Aufbau dieses Buchs folgt meinen Erfahrungen als Hands-On-Entwickler und Geschäftsführer einer Agentur, in der Softwareentwickler verschiedener Erfahrungsstufen arbeiten.

In unserem Team haben alle Kotlin auf der Basis von Android kennengelernt. Sie waren und sind erfahrene Java-Entwickler und Experten in der Umsetzung von Apps. Wichtige Muster aus der App-Entwicklung und auch die Best Practices in Android waren also von vorneherein bekannt. Folgerichtig handelte es sich bei den ersten Experimenten denn auch eher um Java ohne Semikolons. Auf Basis einer fundierten Kenntnis der APIs und Tools für die Android-Entwicklung hat sich erst im Verlauf der Projekte ein tieferes Verständnis für die weitergehenden Möglichkeiten von Kotlin entwickelt. Das scheint mir typisch für eine Sprache, die entwickelt wurde, um den Unzulänglichkeiten einer existierenden Vorgängerin zu begegnen. Ich werde deshalb auf den folgenden Seiten ähnlich vorgehen.

In Kapitel 1 gebe ich zunächst einen Überblick über die Eigenschaften und Vorteile von Kotlin, seine Konzepten und die positiven Effekte auf die eigene Codebasis.

In Kapitel 2 erläutere ich kurz die zur Verfügung stehenden Tools, die ich für die ersten Schritte empfehle.

Kapitel 3 enthält kommentierte Beispiele, um zunächst ein Gefühl für die Sprache zu geben und ihre Möglichkeiten zu erkunden. Für diejenigen Leser, die bereits Vorkenntnisse in Android oder zum Beispiel Java haben, wird dieser Einstieg vielleicht für die ersten eigenen Versuche ausreichen. Einsteiger können dieses Kapitel auch erst mal überspringen. In den darauffolgenden Kapiteln folgt die systematische Betrachtung der einzelnen Sprachelemente.

Kapitel 4 stellt die grundlegende Syntax von Kotlin in den Mittelpunkt, und konzentriert sich auf die Grundstrukturen von Programmen und die Datentypen.

Tipp: Schnelleinstieg mit Kotlin KOANS

Wer direkt sehen möchte, wie Kotlin funktioniert, dem sei schon an dieser Stelle https://kotlinlang.org empfohlen. Unter dem Menüpunkt Learn finden sich dort die sogenannten Kotlin Koans - kleine Übungen, die direkt im Browser kompiliert und getestet werden. Darüber hinaus zeigen sie auch, wie man von Anfang an mit Tests sinnvolle Validierungen der eigenen Überlegungen durchführen kann. Insofern ein Must-Read (and try) für den angehenden Kotlin-Entwickler.

Auch die Beispiele aus dem Buch können aus dem GitHub-Repository dorthin kopiert, ausprobiert und variiert werden.

In Kapitel 5 werden die Kontrollstrukturen vorgestellt. Es geht also um Verzweigen und Wiederholen - und weitere daran angelehnte Sprachfeatures.

Das Kapitel 6 widmet sich den Funktionen und ihren verschiedenen Sonderformen. Ich werde dort eine längere Zeit mit höheren Funktionen und Lambdas verbringen, aber auch die Grundlagen von Funktionen ausführlich erklären.

Darauf folgt in Kapitel 7 ein ausführlicher Block zu den objektorientierten Anteilen von Kotlin. Hier geht es um alle Besonderheiten von Klassen, Objekten und Funktionen im Zusammenspiel. Dafür wird neben einzelnen Code-Schnipseln ein erstes Projekt vorgestellt.

Dieses Projekt beinhaltet eine...