Programowanie w języku Kotlin. The Big Nerd Ranch Guide - ebook

Gdy w 2017 roku na konferencji Google ogłoszono, że Kotlin jest jednym z oficjalnie wspieranych języków programowania aplikacji dla Androida, język ten błyskawicznie stał się popularny. Najpoważniejsze firmy technologiczne doceniają jego zalety, takie jak zwarta składnia i integracja z kodem Javy. Co ważne, twórcy Kotlina czerpali z doświadczeń projektantów Javy i zapewnili, że te dwa języki są ze sobą ściśle powiązane. W ten sposób świeżość rozwiązań i nowoczesne mechanizmy zostały znakomicie połączone z najlepszymi cechami Javy, a Kotlin stał się wszechstronnym wieloplatformowym językiem programowania.

Ta książka jest przeznaczona dla programistów, którzy chcą poznać język o możliwościach wykraczających poza Javę i pisać solidne aplikacje dla różnych platform. Pozwala w praktyczny sposób zapoznać się z unikalnymi możliwościami Kotlina i - na podstawie licznych przykładowych projektów - stopniowo zgłębiać złożone zagadnienia. Znakomitym uzupełnieniem prezentowanych treści są informacje o wewnętrznych mechanizmach działania języka wraz z ćwiczeniami do samodzielnego wykonania. Dzięki tej książce nawet początkujący programista szybko zacznie pisać efektywne i solidne aplikacje, które będą służyć użytkownikom różnych platform.

W tej książce między innymi:

• wprowadzenie do Kotlina
• funkcje w Kotlinie, w tym funkcje anonimowe
• praca na obiektach: dziedziczenie, klasy, klasy abstrakcyjne
• programowanie funkcyjne w Kotlinie
• najciekawsze biblioteki i współdziałanie z Javą

Big Nerd Ranch mieści się w Atlancie w USA. Firma została założona w 2001 roku przez Aarona Hillegassa, znakomitego programistę i trenera programowania. Jej misją jest krzewienie wiedzy o rozwijających się technologiach mobilnych. Słynie ze świetnych szkoleń i znakomitych trenerów.

Kotlin: najlepsze rozwiązania nie tylko dla Androida!

Podziękowania 13

Przedstawienie Kotlina 15

• Dlaczego Kotlin? 15
• Dla kogo jest przeznaczona ta książka? 16
• Jak korzystać z tej książki? 16
  
  • Dla ciekawskich 17
  • Wyzwania 17
  • Konwencje typograficzne 17
• Patrząc w przyszłość 17

1. Pierwsza aplikacja w Kotlinie 19

• Instalowanie IntelliJ IDEA 19
• Pierwszy projekt programu w Kotlinie 20
  
  • Tworzenie pierwszego pliku źródłowego w Kotlinie 25
  • Wykonywanie pliku źródłowego 27
• Kotlin REPL 29
• Dla ciekawskich: Dlaczego warto używać właśnie IntelliJ? 30
• Dla ciekawskich: Pisanie kodu przeznaczonego na JVM 31
• Wyzwanie: Arytmetyka REPL 32

2. Zmienne, stałe i typy 33

• Typy 33
• Deklarowanie zmiennych 34
• Wbudowane typy języka Kotlin 36
• Zmienne tylko do odczytu 37
• Wnioskowanie typów 40
• Stałe czasu kompilacji 41
• Oglądanie kodów bajtowych 42
• Dla ciekawskich: Podstawowe typy danych Javy w Kotlinie 45
• Wyzwanie: hasSteed 46
• Wyzwanie: Szynk Hipolit'a 46
• Wyzwanie: Magiczne lustro 46

3. Instrukcje warunkowe 47

• Instrukcje if/else 47
  
  • Dodawanie kolejnych warunków 50
  • Zagnieżdżone instrukcje if/else 52
  • Bardziej eleganckie wyrażenia warunkowe 53
• Zakresy 59
• Wyrażenia when 60
• Szablony łańcuchowe 62
• Wyzwanie: Eksperymenty z zakresami 64
• Wyzwanie: Rozbudowa aury 64
• Wyzwanie: Konfigurowalny format statusu 65

4. Funkcje 67

• Wyodrębnianie kodu do funkcji 67
• Anatomia funkcji 69
  
  • Nagłówek funkcji 70
  • Ciało funkcji 72
  • Zasięg funkcji 73
• Wywoływanie funkcji 74
• Refaktoryzacja funkcji 75
• Pisanie własnych funkcji 76
• Argumenty domyślne 78
• Funkcje jednowyrażeniowe 79
• Funkcje typu Unit 80
• Nazwane argumenty funkcji 81
• Dla ciekawskich: Typ Nothing 82
• Dla ciekawskich: Funkcje plikowe w Javie 83
• Dla ciekawskich: Przeciążanie funkcji 84
• Dla ciekawskich: Nazwy funkcji w odwrotnych apostrofach 85
• Wyzwanie: Funkcje jednowyrażeniowe 87
• Wyzwanie: Poziom upojenia magicznego 87
• Wyzwanie: Status upojenia magicznego 87

5. Funkcje anonimowe i typ funkcyjny 89

• Funkcje anonimowe 89
  
  • Typ funkcyjny 91
  • Niejawne instrukcje return 92
  • Argumenty funkcyjne 92
  • Słowo kluczowe it 93
  • Akceptowanie wielu argumentów 94
• Wsparcie dla wnioskowania typów 95
• Definiowanie funkcji akceptujących inne funkcje 96
  
  • Składnia skrócona 97
• Wpisywanie funkcji 98
• Referencje funkcji 99
• Typ funkcyjny jako typ wyniku 100
• Dla ciekawskich: Funkcje lambda w Kotlinie są domknięciami 102
• Dla ciekawskich: Funkcje lambda a anonimowe klasy wewnętrzne 102

6. Bezpieczeństwo wartości pustych i wyjątki 105

• Akceptowanie wartości pustych 105
• Jawny typ null w Kotlinie 107
• W czasie kompilacji czy w czasie wykonywania? 108
• Bezpieczeństwo wartości pustych 109
  
  • Opcja pierwsza: bezpieczny operator wywołania 110
  • Opcja druga: operator podwójnego wykrzyknika 111
  • Opcja trzecia: użycie if do sprawdzania, czy wartość jest równa null 112
• Wyjątki 115
  
  • Zgłaszanie wyjątków 116
  • Niestandardowe wyjątki 117
  • Obsługa wyjątków 118
• Warunki wstępne 120
• Null: do czego się przydaje? 122
• Dla ciekawskich: Wyjątki sprawdzane i niesprawdzane 123
• Dla ciekawskich: Jak wymuszana jest możliwość stosowania wartości null? 123

7. Łańcuchy 125

• Pobieranie fragmentów łańcuchów 125
  
  • Funkcja substring 125
  • Funkcja split 127
• Operacje na łańcuchach 129
  
  • Łańcuchy są niezmienne 131
• Porównywanie łańcuchów 131
• Dla ciekawskich: Unicode 133
• Dla ciekawskich: Przeglądanie znaków w łańcuchu 133
• Wyzwanie: Usprawnianie smoczej mowy 134

8. Liczby 135

• Typy liczbowe 135
• Liczby całkowite 136
• Liczby dziesiętne 138
• Konwersja łańcuchów na typy liczbowe 138
• Konwersja typu Int na Double 139
• Formatowanie wartości typu Double 141
• Konwertowanie wartości typu Double na Int 142
• Dla ciekawskich: Operacje bitowe 143
• Wyzwanie: Pozostałe kwaterki 144
• Wyzwanie: Obsługa ujemnego stanu sakiewki 144
• Wyzwanie: Smoczykojn 145

9. Funkcje standardowe 147

• Funkcja apply 147
• Funkcja let 148
• Funkcja run 149
• Funkcja with 150
• Funkcja also 151
• Funkcja takeIf 151
  
  • Funkcja takeUnless 152
• Stosowanie funkcji standardowych 152

10. Listy i zbiory 155

• Listy 155
  
  • Dostęp do elementów listy 157
  • Zmienianie zawartości listy 159
• Iteracja 163
• Wczytywanie pliku do listy 167
• Destrukturyzacja 169
• Zbiory 169
  
  • Tworzenie zbiorów 169
  • Dodawanie elementów do zbioru 171
• Pętle while 173
• Wyrażenie break 175
• Konwersje kolekcji 175
• Dla ciekawskich: Typy tablicowe 176
• Dla ciekawskich: Tylko do odczytu a niezmienny 177
• Wyzwanie: Formatowanie menu gospody 178
• Wyzwanie: Zaawansowane formatowanie menu 179

11. Mapy 181

• Tworzenie map 181
• Dostęp do wartości mapy 183
• Dodawanie elementów do map 183
• Modyfikowanie wartości mapy 186
• Wyzwanie: Wykidajło 190

12. Definiowanie klas 191

• Definiowanie klasy 191
• Tworzenie instancji 191
• Funkcje klasowe 192
• Widoczność i hermetyzacja 194
• Właściwości klas 195
  
  • Akcesory get i set i ich właściwości 197
  • Widoczność właściwości 200
  • Właściwości obliczane 200
• Refaktoryzacja kodu projektu NyetHack 201
• Stosowanie pakietów 209
• Dla ciekawskich: Bliższe spojrzenie na właściwości var i val 210
• Dla ciekawskich: Zapobieganie występowaniu wyścigu 213
• Dla ciekawskich: prywatny w pakiecie 214

13. Inicjalizacja 217

• Konstruktory 218
  
  • Konstruktory podstawowe 218
  • Definiowanie właściwości w konstruktorze podstawowym 219
  • Konstruktory dodatkowe 220
  • Argumenty domyślne 221
  • Argumenty nazwane 222
• Blok inicjalizatora 223
• Inicjalizacja właściwości 224
• Kolejność inicjalizacji 227
• Odraczanie inicjalizacji 228
  
  • Inicjalizacja opóźniona 228
  • Inicjalizacja leniwa 229
• Dla ciekawskich: Kruczki inicjalizacji 231
• Wyzwanie: Zagadka Excalibura 233

14. Dziedziczenie 235

• Definiowanie klasy Room 235
• Tworzenie klas pochodnych 236
• Sprawdzanie typów 242
• Hierarchia typów w języku Kotlin 244
  
  • Rzutowanie typów 245
  • Inteligentne rzutowanie 246
• Dla ciekawskich: Klasa Any 247

15. Obiekty 249

• Słowo kluczowe object 249
  
  • Deklaracje obiektów 250
  • Wyrażenie obiektowe 255
  • Obiekty uzupełniające 255
• Klasy zagnieżdżone 256
• Klasy danych 259
  
  • Funkcja toString 260
  • Funkcja equals 261
  • Funkcja copy 261
  • Deklaracje destrukturyzujące 261
• Klasy wyliczeniowe 263
• Przeciążanie operatorów 264
• Eksplorowanie świata NyetHack 266
• Dla ciekawskich: Definiowanie porównań strukturalnych 269
• Dla ciekawskich: Algebraiczne typy danych 271
• Wyzwanie: Polecenie "Wyjdź" 273
• Wyzwanie: Implementacja mapy świata 274
• Wyzwanie: Dzwonimy 274

16. Interfejsy i klasy abstrakcyjne 275

• Definiowanie interfejsów 275
• Implementacja interfejsu 276
• Domyślne implementacje 279
• Klasy abstrakcyjne 279
• Walka w świecie NyetHack 282

17. Typy sparametryzowane 287

• Definiowanie typów sparametryzowanych 287
• Funkcje sparametryzowane 289
• Wiele parametrów typów sparametryzowanych 290
• Ograniczenia typów sparametryzowanych 291
• vararg i get 293
• in i out 295
• Dla ciekawskich: Słowo kluczowe reified 299

18. Rozszerzenia 303

• Definiowanie funkcji rozszerzenia 303
  
  • Definiowanie rozszerzenia dla klasy bazowej 304
• Sparametryzowane funkcje rozszerzeń 305
• Właściwości rozszerzające 307
• Rozszerzenia dla typów akceptujących wartości puste 308
• Funkcje rozszerzeń - za kulisami 309
• Wyodrębnianie kodu do rozszerzeń 310
• Definiowanie plików rozszerzeń 311
• Zmiana nazwy rozszerzenia 313
• Rozszerzenia w standardowej bibliotece Kotlina 314
• Dla ciekawskich: Literały funkcyjne z odbiorcami 315
• Wyzwanie: Funkcja rozszerzenia toDragonSpeak 316
• Wyzwanie: Funkcja rozszerzenia frame 316

19. Podstawy programowania funkcyjnego 319

• Kategorie funkcji 319
  
  • Przekształcenia 319
  • Filtry 321
  • Złączenia 323
• Dlaczego programowanie funkcyjne? 324
• Sekwencje 325
• Dla ciekawskich: Profilowanie 326
• Dla ciekawskich: Arrow.kt 327
• Wyzwanie: Odwracanie wartości w mapie 328
• Wyzwanie: Zastosowanie programowania funkcyjnego w pliku Tavern.kt 328
• Wyzwanie: Ruchome okno 329

20. Współdziałanie z Javą 331

• Współdziałanie z klasami Javy 331
• Współdziałanie a stosowanie wartości pustych 332
• Odwzorowywanie typów 335
• Akcesory get, set i współdziałanie 337
• Więcej niż tylko klasy 339
• Wyjątki a współdziałanie 347
• Typy funkcyjne w Javie 350

21. Tworzenie w Kotlinie pierwszej aplikacji na Androida 353

• Android Studio 353
  
  • Konfiguracja Gradle 356
  • Organizacja projektu 359
• Definiowanie interfejsu użytkownika 359
• Uruchamianie aplikacji w emulatorze 362
• Generowanie postaci 363
• Klasa aktywności 365
• Podłączanie widoków 366
• Syntetyczne właściwości rozszerzeń Kotlina dla Androida 368
• Tworzenie obiektu nasłuchującego kliknięć 370
• Zapisany stan instancji 371
  
  • Odczyt zapisanego stanu instancji 374
• Refaktoryzacja do postaci rozszerzeń 374
• Dla ciekawskich: Biblioteki Kotlin KTX i Anko 377

22. Wprowadzenie do Kotlin Coroutines 379

• Parsowanie danych postaci 379
• Pobieranie rzeczywistych danych 381
• Główny wątek aplikacji na Androida 384
• Włączanie koprocedur 385
• Tworzenie koprocedur przy użyciu funkcji async 385
• Funkcje launch a async i await 387
• Funkcje zawieszające 387
• Wyzwanie: Rzeczywiste dane 388
• Wyzwanie: Minimalna siła 388

23. Posłowie 389

• Co dalej? 389
• Bezwstydna reklama 389
• Dziękujemy! 390

A. Więcej wyzwań 393

• Korzystanie z Exercism 393

Skorowidz 401