使用Kotlin进行Android开发

川长思鸟来 2022-08-09 00:38 264阅读 0赞

## [使用Kotlin进行Android开发][Kotlin_Android] ##

### What is Kotlin ###

Kotlin，原意是在俄罗斯的一个[小岛][Link 1]，JetBrain在2011年推出了以这个来命名的一个运行在JVM上的语言， 看上去有点类似C\#和Scala的结合，并且同为静态类型，作为一门JVM上的语言，可以轻松兼容Java，并且整个语言设计的非常轻量。目前的版本为`0.12.200`，尚未发布正式版。

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Kotlin的下载和配置在其[官网][Link 2]上有，在这里就不再赘述了，值得一提的是，作为JetBrains家出品的语言，自家的IDEA当然全力支持！

### 基本语法介绍 ###

Kotlin的语法非常简洁，熟悉Java或者Scala的人都可以快速上手：

#### 函数声明： ####

fun foo(va: Int): Int {
        return 1
    }

也可以单行声明：

fun foo(va: Int): Int = 1

lambda当然也是支持的：

var c = {foo: Int -> println(foo)}

Kotlin中的函数是一等对象，自然支持高阶函数：

var c = {foo: Int -> println(foo)}
    fun fooTest(func: (Int)->()) = println("I'm Groot")    
    fooTest(c)

#### 类与接口 ####

类可以这样进行声明：

class Bar(var b: Int): Foo() {
        var c = 1
        init {
            println("class initializer")
        }
    
        constructor(): this(1) {
            println("secondary constructor")
        }
    }

Bar类在这里继承了Foo类，Bar类有两个构造函数，直接在Bar类头的是primary constructor，另外一个构造函数使用`constructor`关键字定义，注意必须要先调用primary constructor，另外，`init`标明的是class initializer，每个构造函数都会首先调用class initializer里面的代码，再调用构造函数

##### Inner class: #####

class Outer {
        class Inner {      
        }
    }

Kotlin同样支持嵌套的内部类，不过和Java不一样的是，Kotlin的内部类不会默认包含一个指向外部类对象的引用，也就是说，Kotlin中所有的内部类默认就是静态的，这样可以减少很多内存泄露的问题。另外，如果需要在内部类中引用外部类对象，可以在Inner类的声明前加上`inner`关键字，然后在Inner类中使用标记的`this`：`this@Outer`来指向外部类对象

##### Singleton: #####

object Single {
        var c = 1
    
        fun foo() = println("foo")
    }

Kotlin中使用`object`关键字声明一个singleton对象，后面这里的方法就可以直接使用`Single.foo()`来调用了

##### Interface: #####

interface Interface {
        fun foo() {
            println(1)
        }
        fun bar()
    }

Kotlin中的interface，跟其他语言的`trait`非常像，而且也可以带有默认的实现方法，并且不允许通过属性来维护状态。事实上，在上个版本中，interface的原来名称是`trait`，而在M12现在这个版本中又改成了interface而已

#### Null safe and Smart type cast ####

##### Null safe: #####

在Kotlin中，严格区分了nullable和非nullable对象，甚至在编译期解决了不少潜在的空指针问题:

我们先来看下普通的变量声明

var c: String = "12123"

这里声明了一个String对象，其值为"12123"，我们可以正常的使用这个对象的成员方法：`c.length()`

但是，如果在初始化的时候，变量c为空的话，这样声明就是错误的，会编译不过：

var c: String = null

正确的声明应该是这样：

var c: String? = null

这里在`String`后面加多了一个问号，表明这里是一个Nullable的对象，说明这个变量在使用的过程中可能为空，而且，在调用这个变量的成员的时候，必须要使用这种语法：`c?.length()`，在调用的时候添加了一个问号，表明，如果`c`为空的时候，`length()`这个方法就不会调用。coffe-script也有类似的，这种语法糖减少了很多平时用到的Null-checked，简化了代码，而且从编译器开始介入null-checked，大大减少了潜在的`NullPointerException`，而事实上，null的确也是一个[billion dollar mistake][]

常年进行如此的调用语法常常会很恼人，因此在你进行显式的Null-checked的时候，Kotlin的编译器会认为后续的调用已经无需进行Null-checked，可以直接调用了：

if (c != null) {
        c.length()
    }

##### Smart type cast #####

在Kotlin中，进行强制类型转换可以使用`as`关键字，但有可能会抛出异常，因此，Kotlin引入了smart type cast:

if (c is String) {
        c.length()
    }

在上面的例子中，如果`c`是一个String对象，则在if块中，可以直接使用String的方法，编译器会智能的帮你识别出c在if-blcok里面是一个String对象

#### Pattern Matching ####

Kotlin在一定程度上支持了一些FP的特性，包括强大的Pattern Matching，在Kotlin中可以使用`when`关键字：

var x = 3
    when (x) {
        1 -> print("x == 1")
        2 -> print("x == 2")
        in 1..10 -> print("x is in the range")
        !in 10..20 -> print("x is outside the range")
        is Int -> println("is int")
        else -> { // Note the block
          print("x is neither 1 nor 2")
        }
    }

#### Function Extension ####

在Java中我们经常需要给系统的类添加一些实用的方法，但苦于不能直接扩展，于是就有了各种的xxxUtils类，导致代码非常恶心，但是在Kotlin中，我们可以直接扩展库里面类的方法，通过function extension:

fun String.fucker() {
        println("a fucker")
    }

上面给`String`类添加了一个fucker方法，我们可以直接使用：

"123123".fucker()

这大大的减少了我们写xxxUtils类的必要性

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### 配置使用Kotlin进行Android开发 ###

使用Kotlin开发Android app的配置非常简单，按照[官方给出的配置即可][Link 3]，直接在Gradle的配置文件build.gradle中添加一个依赖：

compile "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib:$kotlin_version"

然后添加Kotlin插件的使用：

apply plugin: 'kotlin-android'

进行一次Gradle Sync之后，就可以直接在项目使用Kotlin编写代码了，另外，如果安装了Intellij的Kotlin插件，可以选择 `Tools->Kotlin->Configure Kotlin in Project`，就可以自动进行上述的配置，一步到位

我写了一个简单的Demo app放到了Github上，有兴趣可以看下使用Kotlin开发android app具体是怎样的：[Demo地址][Demo]

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### 对于dex方法数目的影响 ###

dex有个65535方法数的限制，这对Android开发造成了很大的影响，在使用Kotlin进行android app开发的时候，需要将Kotlin的标准库打包进入apk中，这意味着如果标准库过大，对分包会造成很大的限制（因为这必须得打包在主dex中），所幸的是，Kotlin的哲学是“Java中有的，就尽量复用，不再自行创造一套”，使得整个Kotlin的标准库非常小，我们可以简单将Kotlin的标准库和其他比较常用库进行一下对比：

<table style="box-sizing: border-box; border-collapse: collapse; border-spacing: 0px; max-width: 100%; background-color: transparent;"> 
 <tbody style="box-sizing: border-box;"> 
  <tr style="box-sizing: border-box;"> 
   <td style="box-sizing: border-box;">包名</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">android-support-v13.jar</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">android-support-v4.jar</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">android-support-v7-appcompat.jar</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">guava-18.0.jar</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">scala-library-2.12.0-M1.jar</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">kotlin-stdlib-0.12.213.jar</td> 
  </tr> 
  <tr style="box-sizing: border-box;"> 
   <td style="box-sizing: border-box;">方法数</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">8219</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">8118</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">4624</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">14833</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">51248</td> 
   <td style="box-sizing: border-box;">7228</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

可以看出来Kotlin的标准库相当小，只有7000多个方法，比support-v13和support-v4还小，这体现了Kotlin的设计哲学之一："100% interoperable with Java"，基本上Java已经有的，Kotlin会尽量复用。而对比来看，同样是JVM上的语言，我们也可以选择使用Scala来进行Android开发，但Scala标准库有5万多个方法，全部打包进主dex中，很容易就导致app爆主dex了。所以综合来看，轻量形的Kotlin还是相当适合进行Android开发的。

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### Project Anko ###

[Anko][] 是JetBrains推出的一个简化Android开发的库，同样由Kotlin来编写，主要的革命在于，声明UI的方式，完全抛弃了xml的使用，使用Anko，声明UI是这样做的：

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        val customStyle = { v: Any ->
            when (v) {
                is Button -> v.textSize = 26f
                is EditText -> v.textSize = 24f
            }
        }
    
        verticalLayout {
    
            padding = dip(34)
            imageView(android.R.drawable.ic_menu_manage).layoutParams {
                margin = dip(16)
                gravity = Gravity.CENTER
            }
    
             val name = editText {
                 hintResource = R.string.name
            }
            val password = editText {
                hintResource = R.string.password
                inputType = TYPE_CLASS_TEXT or TYPE_TEXT_VARIATION_PASSWORD
            }
    
            button("Log in") {
                onClick {
                    tryLogin(name.text, password.text)
                }
            }
        }.style(customStyle)
    }

你没看错，的确是在Activity类的onCreate方法中直接声明UI的布局。

Anko看起来像是使用了一种类似DSL的方式声明了界面的UI，这里主要是使用了Kotlin的其中两个特性：

*  Function Extension，Anko扩展了Activity类，提供了额外的方法和属性
 *  Kotlin在调用函数的时候，如果最后一个参数为函数的话，则可以直接使用Lambda，并省略括号

因此这里声明布局的方式，其实全是Kotlin的原生代码，鹅妹子嘤！这样做有显然的好处：

*  由于实际上全是由代码来布局，省去了解析xml的时间
 *  xml本身有许多缺点，例如不可重用，非类型安全等，使用代码布局的话，我们可以很容易的就解决这个问题了

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### Other References: ###

这里列出一些国外的关于Kotlin的介绍文章：

*  [Using Project Kotlin for Android][] Square的JakeWharton曾经考察过几种不同的语言来进行Android开发，最后还是认为Kotlin比较优秀
 *  [Kotlin, the Swift of Android][Kotlin_ the Swift of Android] 这篇文章把Kotlin比喻为Android上的swift，虽然比较老，但是也可以看做Kotlin的介绍性文章
 *

[Kotlin_Android]: http://ragnraok.github.io/using-kotlin-to-write-android-app.html
[Link 1]: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A7%91%E7%89%B9%E6%9E%97%E5%B3%B6
[Link 2]: http://kotlinlang.org/docs/tutorials/getting-started.html
[billion dollar mistake]: http://www.infoq.com/presentations/Null-References-The-Billion-Dollar-Mistake-Tony-Hoare
[Link 3]: http://kotlinlang.org/docs/tutorials/kotlin-android.html
[Demo]: https://github.com/ragnraok/MovieCamera
[Anko]: https://github.com/JetBrains/anko
[Using Project Kotlin for Android]: https://docs.google.com/document/d/1ReS3ep-hjxWA8kZi0YqDbEhCqTt29hG8P44aA9W0DM8/edit?hl=zh-CN&forcehl=1
[Kotlin_ the Swift of Android]: http://blog.gouline.net/2014/08/31/kotlin-the-swift-of-android/