Codieren funktionaler Android-Apps in Kotlin: Erste Schritte

German (Deutsch) translation by Federicco Ancie (you can also view the original English article)

Obwohl die überwiegende Mehrheit der Android-Apps in Java geschrieben ist, gibt es keine Regel, dass Sie Java für die Android-Entwicklung verwenden müssen. Es gibt eine Vielzahl moderner Programmiersprachen, die für die Ausführung auf der Java Virtual Machine (JVM) entwickelt wurden, und eine dieser Sprachen, die in der Java-Community immer beliebter wird, ist Kotlin.

Im ersten Teil dieser dreiteiligen Serie haben wir uns angeschaut, was Kotlin ist und was es Android-Entwicklern zu bieten hat:

Es ist zu 100% mit Java austauschbar, sodass Sie weiterhin vorhandene Java-Bibliotheken und -Frameworks verwenden und sogar eine Mischung aus Java- und Kotlin-Code in Ihren Android-Projekten verwenden können.
Seine Syntax ist so konzipiert, dass sie sich Java sehr ähnlich anfühlt, was bedeutet, dass es für Java-Entwickler ziemlich einfach sein sollte, sich mit den Grundlagen von Kotlin vertraut zu machen.
Es kombiniert Funktionen und Konzepte sowohl aus der funktionalen als auch aus der prozeduralen Programmierung.
Es wird von Android Studio gut unterstützt.

In diesem Folge-Tutorial beginnen wir mit der tatsächlichen Entwicklung von Kotlin. Am Ende des Tutorials haben Sie eine einfache Android-App erstellt, die eine Textzeile anzeigt und vollständig in Kotlin geschrieben ist. Sie werden auch wissen, wie Sie vermeiden können, jemals eine weitere findViewById schreiben zu müssen, indem Sie die Android-Erweiterungen von Kotlin verwenden.

Aber zuerst ist es an der Zeit, unserer Entwicklungsumgebung beizubringen, wie man eine neue Sprache spricht!

Installieren des Kotlin-Plugins in Android Studio

Das allererste, was Sie tun müssen, ist, Kotlin-Unterstützung zu Ihrer Android Studio-Installation hinzuzufügen.

Bevor wir beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie die neueste, stabile Version von Android Studio ausführen, da bei experimentellen Versionen von Android Studio mit größerer Wahrscheinlichkeit Fehler mit dem Kotlin-Plugin auftreten. Es lohnt sich auch, den SDK-Manager zu öffnen und zu überprüfen, ob Updates für eines der installierten Pakete verfügbar sind.

Sobald Sie sicher sind, dass Ihre Entwicklungsumgebung auf dem neuesten Stand ist, können Sie das Kotlin-Plugin installieren. Starten Sie Android Studio und Sie sollten das Fenster Willkommen bei Android Studio sehen. Wenn dieses Fenster nicht angezeigt wird, schließen Sie Android Studio vollständig und starten Sie es neu.

Klicken Sie auf das Symbol Konfigurieren und wählen Sie dann Plugins aus der nachfolgenden Dropdown-Liste aus.

Open Android Studios Configure Plugins menu

Klicken Sie auf die Schaltfläche JetBrains-Plugins installieren....

Install the Kotlin for Android Studio plugin

Wählen Sie Kotlin aus dem Menü und klicken Sie dann auf die grüne Schaltfläche Installieren. Sie müssen Ihre IDE neu starten, bevor das Kotlin-Plugin aktiv wird. Klicken Sie also entweder auf die angezeigte Schaltfläche Android Studio neu starten oder starten Sie Ihre IDE manuell neu.

Konfigurieren Ihres Projekts für die Verwendung von Kotlin

Zu diesem Zeitpunkt kann Ihre IDE Kotlin-Code verstehen und ausführen, aber Sie müssen Kotlin jedes Mal konfigurieren, wenn Sie es in einem neuen Projekt verwenden möchten. Lassen Sie uns ein neues Projekt erstellen und dieses Projekt so konfigurieren, dass es jetzt Kotlin verwendet. Erstellen Sie ein neues Projekt mit den Einstellungen Ihrer Wahl, wählen Sie jedoch der Einfachheit halber die Option Leere Aktivität aus, wenn Sie dazu aufgefordert werden.

Dank des Kotlin-Plugins könnte die Konfiguration eines Projekts für die Verwendung von Kotlin nicht einfacher sein: Wählen Sie einfach Tools aus der Android Studio-Symbolleiste, gefolgt von Kotlin und Configure Kotlin in Project.

Select Android Studios Tools Kotlin Configure Kotlin in Project option

Dies öffnet ein Popup, in dem Sie Kotlin konfigurieren können für:

alle Module
alle Module, die Kotlin-Dateien enthalten
oder ein einzelnes, benanntes Modul

Da ich in meinem Projekt nur Kotlin-Code verwenden werde, habe ich mich für Alle Module entschieden. Sie können auch auswählen, welche Version von Kotlin Sie verwenden möchten – normalerweise ist dies die neueste Version.

Alternativ können Sie Kotlin konfigurieren, indem Sie in der Android Studio-Menüleiste Hilfe auswählen, gefolgt von Aktion suchen… Beginnen Sie in der Aktionsleiste mit der Eingabe von Kotlin in Projekt konfigurieren und wählen Sie diese Option aus, wenn sie angezeigt wird.

Die Option Kotlin in Projekt konfigurieren nimmt eine Reihe von Optimierungen an den build.gradle-Dateien Ihres Projekts vor. Schauen wir uns also genauer an, wie sich diese Dateien geändert haben. Öffnen Sie Ihre build.gradle-Datei auf Projektebene – sie sollte etwa so aussehen:

buildscript {

  //Declares the version of Kotlin that you’re using. You’ll notice that the version of Kotlin is mentioned in both the buildscript classpath and in your project’s compile dependencies - the version number must be the same in both places//
  ext.kotlin_version = '1.0.5-2'
  repositories {
    jcenter()
  }
  dependencies {
    classpath 'com.android.tools.build:gradle:2.2.2'
    
    //Declares the Kotlin Gradle plugin as a classpath dependency//
    classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:$kotlin_version"
  }
}

allprojects {
  repositories {
     jcenter()
  }
}

Werfen wir nun einen Blick auf die Datei build.gradle auf Modulebene:

apply plugin: 'com.android.application'

//Applies the Kotlin Android plugin//
apply plugin: 'kotlin-android'

android {
  compileSdkVersion 25
  buildToolsVersion "24.0.0"

  defaultConfig {
    applicationId "com.jessicathornsby.kotlinexample"
    minSdkVersion 21
    targetSdkVersion 25
    versionCode 1
    versionName "1.0"
  }

  buildTypes {
    release {
      minifyEnabled false
      proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
    }
  }

  //Although Gradle will compile any Kotlin files it finds in src/main/java, it’s good practice to store your Kotlin files in a dedicated Kotlin directory. Here, you can see that the Kotlin plugin has added a src/main/kotlin declaration to build.gradle, but note that it hasn’t actually created this directory, so we’ll create it ourselves later in this article//
  sourceSets {
    main.java.srcDirs += 'src/main/kotlin'
  }
}

dependencies {
  compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
  androidTestCompile('com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.2', {
    exclude group: 'com.android.support', module: 'support-annotations'
  })

  compile 'com.android.support:appcompat-v7:25.0.1'
  testCompile 'junit:junit:4.12'

  //Adds the Kotlin Standard Library as a project dependency//
  compile "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib:$kotlin_version"
}
repositories {
  mavenCentral()
}

Synchronisieren Sie schließlich Ihre Änderungen, indem Sie entweder im angezeigten Popup auf Jetzt synchronisieren klicken oder auf das Symbol Projekt mit Gradle-Dateien synchronisieren in der Symbolleiste von Android Studio klicken.

Konvertieren Sie eine beliebige Java-Datei in Kotlin

Eine Funktion des Kotlin-Plugins, die für Kotlin-Neulinge besonders nützlich ist, ist die Fähigkeit, jede Java-Quelldatei in Kotlin zu konvertieren, während die volle Laufzeitkompatibilität erhalten bleibt.

In der Lage zu sein, genau zu sehen, wie jede Java-Datei in Kotlin übersetzt wird, ist ideal, um Ihnen beim Erlernen der Sprache zu helfen, aber es kann auch während Ihrer Kotlin-Reise nützlich sein - wenn Sie jemals Schwierigkeiten haben, herauszufinden, wie man etwas in Kotlin schreibt, Sie können es immer in Java schreiben und dann diese Funktion verwenden, um diesen Code in Kotlin zu konvertieren.

Lassen Sie uns die MainActivity-Datei unseres Projekts in eine Kotlin-Quelldatei konvertieren. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Aktion Java-Datei in Kotlin-Datei konvertieren des Kotlin-Plugins aufzurufen, also entweder:

Wählen Sie Ihre MainActivity-Datei aus und wählen Sie dann Code aus der Menüleiste von Android Studio, gefolgt von Convert Java File to Kotlin File.

Convert your existing Java file into a Kotlin file by selecting Code Convert Java File to Kotlin File

Oder wählen Sie in der Android Studio-Menüleiste Hilfe aus, gefolgt von Aktion suchen. Beginnen Sie im folgenden Popup mit der Eingabe von Java-Datei in Kotlin-Datei konvertieren und wählen Sie diese Option aus, wenn sie angezeigt wird. Beachten Sie, dass Sie das Find Action-Popup auch mit einer Tastenkombination starten können: Wenn Sie auf einem Mac sind, drücken Sie die Tastenkombination Befehl-Umschalt-A, und wenn Sie unter Windows oder Linux sind, drücken Sie Strg-Umschalt-A.

Beachten Sie jedoch, dass die Konvertierung je nach Komplexität Ihres Codes möglicherweise nicht immer zu 100% genau ist. Sie sollten Ihren konvertierten Code daher immer auf Fehler überprüfen.

Ihre neu konvertierte MainActivity sollte ungefähr so aussehen:

import android.support.v7.app.AppCompatActivity
import android.os.Bundle

class MainActivity : AppCompatActivity() {

  override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
      super.onCreate(savedInstanceState)
      setContentView(R.layout.activity_main)
  }
}

Sie werden auch feststellen, dass sich die Erweiterung der Datei geändert hat und sich von MainActivity.java in MainActivity.kt geändert hat.

Dies mag eine einfache Activity sein, aber diese wenigen Zeilen veranschaulichen einige Schlüsselmerkmale der Kotlin-Syntax. Da dies unser erster Blick auf echten Kotlin-Code ist, wollen wir diese Klasse Zeile für Zeile auseinander nehmen.

Kotlin-Syntax verstehen

In Kotlin deklarieren Sie Klassen mit dem Schlüsselwort class, genau wie in Java. In Kotlin sind Klassen (und Methoden) jedoch standardmäßig öffentlich und final, sodass Sie eine Klasse einfach erstellen können, indem Sie die class MainActivity schreiben.

Wenn es um die Erweiterung einer Klasse geht, ersetzen Sie die extends von Java durch einen Doppelpunkt und hängen dann den Namen der übergeordneten Klasse an. In der ersten Zeile unserer Datei MainActivity.kt erstellen wir also eine öffentliche, letzte Klasse namens MainActivity, die AppCompatActivity erweitert:

1	class MainActivity : AppCompatActivity() {

Das Java-Äquivalent wäre:

1	public class MainActivity extends AppCompatActivity {

Wenn Sie eine Klasse oder Methode überschreiben möchten, müssen Sie sie explizit als offen oder abstrakt deklarieren.

In Kotlin werden Funktionen mit dem Schlüsselwort fun definiert, gefolgt vom Funktionsnamen und den Parametern in Klammern. In Kotlin steht der Name der Funktion vor ihrem Typ:

1	override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {

Dies ist das Gegenteil von Java, wo Typ vor Name steht:

1	public void onCreate(Bundle savedInstanceState)

Beachten Sie, dass wir nicht angeben, dass diese Methode endgültig ist, da in Kotlin alle Methoden standardmäßig endgültig sind.

Der Rest dieser Aktivität sieht Java ziemlich ähnlich. Diese wenigen Zeilen veranschaulichen jedoch ein weiteres wichtiges Merkmal von Kotlin:

1	super.onCreate(savedInstanceState)
2	setContentView(R.layout.activity_main)

In Kotlin müssen Sie Ihre Zeilen nicht mit Semikolons beenden, daher fehlen im obigen Snippet Doppelpunkte. Sie können Doppelpunkte hinzufügen, wenn Sie dies wirklich möchten, aber Ihr Code wird ohne sie sauberer und leichter zu lesen.

Nachdem wir unsere Datei MainActivity.kt entschlüsselt haben, verschieben wir sie an ihr richtiges Zuhause. Da sich das Kotlin-Plugin die Mühe gemacht hat, unserer build.gradle-Datei eine src/main/kotlin-Deklaration hinzuzufügen, erstellen wir dieses Verzeichnis. Dieser Schritt ist nicht obligatorisch, aber wenn Sie Ihre Kotlin-Dateien in einem dedizierten Verzeichnis aufbewahren, wird das Projekt viel sauberer.

Klicken Sie im Projekt-Explorer von Android Studio bei gedrückter Ctrl-Taste auf das main-Verzeichnis Ihres Projekts und wählen Sie Neu aus dem angezeigten Menü, gefolgt von Verzeichnis. Benennen Sie dieses Verzeichnis kotlin und klicken Sie dann auf OK.

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, das main-Verzeichnis Ihres Projekts zu finden, öffnen Sie das kleine Dropdown-Menü oben links im Projekt-Explorer und wählen Sie Projekt. Sie sollten jetzt keine Probleme haben, dieses schwer fassbare src/main-Verzeichnis zu erkennen.

Open Android Studios Project Explorer menu and select Project

Nachdem Sie ein dediziertes Kotlin-Verzeichnis erstellt haben, ziehen Sie Ihre MainActivity.kt-Datei hinein. Achten Sie nur darauf, den vorhandenen Paketnamen Ihrer MainActivity.kt-Datei beizubehalten, damit Ihr Projekt weiterhin ausgeführt wird.

Wenn Sie in diesem Projekt nur Kotlin verwenden, möchten Sie möglicherweise das Java-Verzeichnis löschen, anstatt Ihr Projekt mit leeren und unnötigen Verzeichnissen zu überladen.

Da Kotlin in Bytecode kompiliert wird, fühlt sich eine in Kotlin geschriebene Anwendung genau so an wie eine in Java geschriebene Anwendung. Versuchen Sie also, diese App auf Ihrem Android-Gerät oder einem kompatiblen AVD zu installieren - es sollte sich anfühlen, als ob sich nichts geändert hätte.

Erstellen zusätzlicher Kotlin-Dateien

Wenn Sie in Ihrem Projekt weiterhin mit Kotlin arbeiten, müssen Sie früher oder später mit der Erstellung neuer Kotlin-Dateien beginnen, anstatt einfach vorhandene Java-Dateien zu konvertieren.

Um eine Kotlin-Datei zu erstellen, klicken Sie bei gedrückter Strg-Taste auf Ihr app/src/main/kotlin-Verzeichnis und wählen Sie Neu > Kotlin-Aktivität.

Create a new Kotlin Activity by selecting your Kotlin directory and clicking New Kotlin Activity

Geben Sie Ihrer Klasse einen Namen und wählen Sie die Klasse aus dem Dropdown-Menü aus. Ihre neue Klasse sollte ungefähr so aussehen:

1	class SecondActivity {
2
3	}

Zu diesem Zeitpunkt ist Ihre Aktivität leer. Um an den Punkt zu gelangen, an dem Sie einige echte Funktionen hinzufügen können, müssen Sie einige Schritte ausführen. Fügen Sie zunächst die import-Anweisungen hinzu, die Sie verwenden möchten. Der einzige Unterschied zwischen import-Anweisungen in Kotlin und import-Anweisungen in Java besteht darin, dass Sie nicht jede Zeile mit einem Semikolon abschließen müssen. Beispielsweise:

1	import android.app.Activity
2	import android.os.Bundle
3	import android.app.Activity

Sie müssen dann die Klasse, die Sie erweitern möchten, im gleichen Format angeben, das wir in unserer Datei MainActivity.kt gesehen haben:

1	class SecondActivity : Activity() {
2
3	}

Als Nächstes müssen Sie die onCreate-Methode der Aktivität überschreiben:

1	override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
2	super.onCreate(savedInstanceState)
3	}

Sie können dieser Aktivität jetzt jede gewünschte Funktionalität hinzufügen (und im nächsten Abschnitt zeige ich Ihnen, wie Sie Kotlin-Erweiterungen verwenden, um UI-Widgets zu bearbeiten, daher ist dies möglicherweise ein guter Ausgangspunkt), aber noch ein letztes bisschen Setup Sie müssen Ihre Kotlin-Aktivität in Ihrem Manifest angeben. Dies folgt genau der gleichen Formel wie das Deklarieren einer neuen Java-Aktivität, zum Beispiel:

 <activity
       android:name=".SecondActivity"
       android:label="@string/second"
       android:parentActivityName=".MainActivity">
     <meta-data
         android:name="android.support.PARENT_ACTIVITY"
         android:value=".MainActivity"/>
   </activity>

Kotlin Android Extensions: Verabschieden Sie sich von `findViewById`

Nachdem wir nun die Grundlagen gemeistert haben, lassen Sie uns einen genaueren Blick darauf werfen, wozu Kotlin wirklich fähig ist – beginnend mit einer Funktion, die die Menge an Boilerplate-Code, die Sie schreiben müssen, wirklich reduzieren kann.

In Android müssen Sie jedes Mal, wenn Sie mit einer View in einer Aktivität arbeiten möchten, die findViewById-Methode verwenden, um einen Verweis auf diese Ansicht abzurufen. Dies macht findViewById zu einem der wichtigsten, aber auch frustrierendsten Code-Stücke, die Sie in Ihren Android-Projekten immer und immer wieder schreiben werden. Die findViewById-Methode ist eine große Quelle potenzieller Fehler, und wenn Sie mit mehreren UI-Elementen in derselben Aktivität arbeiten, können all diese findViewById Ihren Code wirklich überladen und das Lesen erschweren.

Es gibt zwar eine Reihe von Bibliotheken wie Butter Knife, die darauf abzielen, findViewById überflüssig zu machen, aber diese Bibliotheken erfordern immer noch, dass Sie die Felder für jede Ansicht mit Anmerkungen versehen, was zu Fehlern führen kann und sich immer noch nach viel Aufwand anfühlt investieren Sie besser in andere Bereiche Ihres Projekts.

Das Kotlin Android Extensions-Plugin (das kürzlich in das Standard-Kotlin-Plugin integriert wurde) verspricht, findViewById der Vergangenheit anzugehören und bietet Ihnen die Vorteile der oben genannten Bibliotheken, ohne den Nachteil, zusätzlichen Code schreiben oder eine zusätzliche Laufzeit mitliefern zu müssen .

Sie können Kotlin-Erweiterungen verwenden, um View-Referenzen in Ihre Quelldateien zu importieren. An diesem Punkt erstellt das Kotlin-Plugin eine Reihe von „synthetischen Eigenschaften“, die es Ihnen ermöglichen, mit diesen Ansichten zu arbeiten, als ob sie Teil Ihrer Aktivität wären. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass Sie nicht mehr findViewById verwenden müssen, um jede View zu finden, bevor Sie dies tun können damit arbeiten.

Um Erweiterungen zu verwenden, müssen Sie das Kotlin Android Extensions-Plugin in jedem Modul aktivieren. Öffnen Sie also Ihre Datei build.gradle auf Modulebene und fügen Sie Folgendes hinzu:

1	apply plugin: 'kotlin-android-extensions'

Synchronisieren Sie diese Änderungen, indem Sie auf das Popup-Fenster Jetzt synchronisieren klicken.

Anschließend können Sie die Referenzen in eine einzelne View importieren, indem Sie das folgende Format verwenden:

1	import kotlinx.android.synthetic.main.<layout>.<view-id>

Wenn Ihre Datei acitivity_main.xml beispielsweise eine TextView mit der ID textView1 enthält, importieren Sie den Verweis auf diese Ansicht, indem Sie Ihrer Activity Folgendes hinzufügen:

1	import kotlinx.android.synthetic.main.activity_main.textView1

Sie könnten dann innerhalb dieser Aktivität auf textView1 zugreifen, indem Sie nur seine ID verwenden – und ohne eine findViewById in Sicht!

Sehen wir uns Erweiterungen in Aktion an, indem wir unserer Datei activity_main.xml eine TextView hinzufügen, sie in unsere Datei MainActivity.kt importieren und Erweiterungen verwenden, um den Text der TextView programmgesteuert festzulegen.

Beginnen Sie mit der Erstellung Ihrer TextView:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<RelativeLayout xmlns:android="https://schemas.android.com/apk/res/android"
  xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
  android:id="@+id/activity_main"
  android:layout_width="match_parent"
  android:layout_height="match_parent"
  android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
  android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
  android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
  android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
  tools:context="com.jessicathornsby.myapplication.MainActivity">

  <TextView
      android:id="@+id/myTextView"
      android:layout_width="wrap_content"
      android:layout_height="wrap_content"
       />

</RelativeLayout>

Sie können dann die TextView in Ihre MainActivity.kt importieren und ihren Text nur mit ihrer ID festlegen:

import android.support.v7.app.AppCompatActivity
import android.os.Bundle
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_main.myTextView

class MainActivity : AppCompatActivity() {

  override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
      super.onCreate(savedInstanceState)
      setContentView(R.layout.activity_main)
      myTextView.setText("Hello World")
  }
}

Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie mit mehreren Widgets aus derselben Layoutdatei arbeiten möchten, den gesamten Inhalt einer Layoutdatei mit der folgenden Formel auf einen Schlag importieren können:

1	import kotlinx.android.synthetic.main.<layout>.*

Wenn Sie beispielsweise alle Widgets aus Ihrer Datei activity_main.xml importieren möchten, fügen Sie Ihrer Aktivität Folgendes hinzu:

1	kotlinx.android.synthetic.main.activity_main.*.
2

Abschluss

In dieser zweiten Ausgabe haben wir uns mit dem Einrichten Ihrer Entwicklungsumgebung zur Unterstützung von Kotlin befasst und uns angeschaut, wie einfach es ist, Ihren vorhandenen Java-Code in Kotlin zu konvertieren. Wir haben uns auch einige der wichtigsten Merkmale der Kotlin-Syntax angesehen und Kotlin-Android-Erweiterungen in unser Projekt eingeführt.

In der dritten und letzten Folge werden wir uns einige erweiterte Funktionen der Kotlin-Sprache ansehen, die Sie als Android-Entwickler besonders nützlich finden sollten.

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