🟧 Kotlin

Полный справочник: типы и null-безопасность, функции и лямбды, классы, data и sealed, коллекции, корутины и Flow, DSL, Java-интероп, Gradle и экосистема.

Шпаргалки · Программирование · #kotlin #jvm #android #backend

Запуск и окружение

kotlinc hello.kt -include-runtime -d hello.jar && java -jar hello.jar
kotlin script.kts            gradle build           ./gradlew test

IDE: IntelliJ IDEA, Android Studio. Сборка: Gradle (Kotlin DSL build.gradle.kts), Maven. Платформы: JVM, Android, Kotlin Multiplatform (iOS, Web, Native), Kotlin/JS и Wasm. Линтеры: ktlint, detekt.

Минимальная программа

fun main() {
    println("Привет")
}
fun main(args: Array<String>) { }

Точка с запятой не нужна. Пакеты: package com.example, import kotlin.math.*.

Переменные и типы

val n: Int = 1            // val: неизменяемая ссылка
var s = "a"               // var: изменяемая, тип выводится
const val MAX = 10         // константа времени компиляции (на верхнем уровне)
lateinit var service: Service
val lazyVal by lazy { heavy() }

1_000_000; 0xFF; 3.toDouble(); "42".toInt(); "x".toIntOrNull(); 7 / 2 // 3 ; 7 / 2.0 // 3.5
val big = 10_000_000_000L;   n as Long?  /  n is Int

Нет неявного расширения: val l: Long = n не компилируется, пишите n.toLong().

Null-безопасность

var a: String = "x"          // не может быть null
var b: String? = null         // может
b?.length                     // безопасный вызов: null, если b == null
b?.length ?: 0                // элвис: значение по умолчанию
b!!.length                    // «я уверен», бросит NPE (избегайте)
b?.let { println(it) }        // выполнить, если не null
if (b != null) b.length        // умное приведение (smart cast)
requireNotNull(b) { "b обязателен" };  checkNotNull(b)

Строки

val name = "Аня"
"Привет, $name! Длина: ${name.length}"
"""
    Многострочная
    строка
""".trimIndent()
name.uppercase(); name.lowercase(); name.trim(); name.replace("а", "я"); name.split(","); name.substring(1, 3)
name.startsWith("А"); name.contains("н"); name.isBlank(); name.padStart(5, '0'); name.reversed(); name.take(2); name.drop(1)
"%.2f".format(3.14159); buildString { append("a"); appendLine("b") }

Управление

if (x > 0) "плюс" else "минус"              // if — выражение
val r = when (x) { 0 -> "ноль"; in 1..9 -> "цифра"; is Int -> "int"; else -> "другое" }
when { x < 0 -> ...; x == 0 -> ...; else -> ... }
for (i in 0 until 3) {}   for (i in 10 downTo 0 step 2) {}   for ((i, v) in list.withIndex()) {}   for (c in "abc") {}
while (cond) {}  do {} while (cond)
repeat(3) { println(it) }
loop@ for (i in 1..3) { for (j in 1..3) { if (j == 2) continue@loop } }

Диапазоны: 1..5 (включительно), 1 until 5, 5 downTo 1, x in 1..5.

Функции

fun add(a: Int, b: Int = 0): Int = a + b
fun greet(name: String, greeting: String = "Привет") = "$greeting, $name"
greet(greeting = "Hi", name = "Аня")                         // именованные аргументы
fun sum(vararg nums: Int) = nums.sum()
val sq: (Int) -> Int = { x -> x * x }
list.map { it * 2 }                                           // it: единственный параметр
fun String.shout() = uppercase() + "!"                        // функция-расширение
inline fun <T> measure(block: () -> T): T { ... }
fun <T : Comparable<T>> maxOf(a: T, b: T) = if (a > b) a else b
infix fun Int.pow(e: Int): Int = ...                          // 2 pow 3
operator fun Point.plus(o: Point) = Point(x + o.x, y + o.y)

Функции области видимости

val user = User().apply { name = "Аня"; age = 30 }
user.also { log(it) }.let { save(it) }

Классы

class User(val id: Int, var name: String, private val email: String? = null) {
    init { require(name.isNotBlank()) }
    val label get() = "@$name"
    fun hello() = "Привет, $name"
    companion object { fun create(n: String) = User(0, n) }
}
open class Base { open fun run() {} }
class Child : Base() { override fun run() { super.run() } }
interface Shape { val sides: Int; fun area(): Double; fun info() = "area=${area()}" }
abstract class Animal { abstract fun voice() }
object Config { val url = "x" }                                // синглтон

data class Point(val x: Int, val y: Int)                        // equals, hashCode, toString, copy, componentN
val p2 = p.copy(x = 5);  val (px, py) = p
enum class Role(val level: Int) { USER(1), ADMIN(2) }
@JvmInline value class UserId(val value: Long)                  // обёртка без накладных расходов

sealed interface Result<out T> {                                // закрытая иерархия
    data class Ok<T>(val value: T) : Result<T>
    data class Err(val error: Throwable) : Result<Nothing>
}
fun handle(r: Result<Int>) = when (r) { is Result.Ok -> r.value; is Result.Err -> 0 }   // исчерпывающий when

По умолчанию классы закрыты (final): наследование требует open. Видимость: public (по умолчанию), internal, protected, private. Делегирование: class A(b: B) : B by b, by lazy, by Delegates.observable.

Коллекции

val l = listOf(3, 1, 2)            val ml = mutableListOf(1)        val m = mapOf("a" to 1)        val mm = mutableMapOf<String, Int>()
val s = setOf(1, 2);               val arr = arrayOf(1, 2);         val ia = intArrayOf(1, 2)
l.map { it * 2 }.filter { it > 2 }.sortedBy { -it }.take(2)
l.first(); l.firstOrNull { it > 5 }; l.last(); l.getOrNull(10); l.find { }; l.any { }; l.all { }; l.none { }; l.count { }
l.sum(); l.max(); l.min(); l.average(); l.sumOf { it.price }; l.maxByOrNull { it.age }
l.groupBy { it % 2 }; l.partition { it > 1 }; l.associateBy { it.id }; l.associate { it to it * 2 }; l.zip(other); l.chunked(2); l.windowed(3)
l.flatMap { listOf(it, it) }; l.distinct(); l.reduce { a, b -> a + b }; l.fold(0) { acc, x -> acc + x }
m.getOrDefault("z", 0); m["a"]; m.getValue("a"); m.mapValues { (_, v) -> v + 1 }; m.filterKeys { }; mm.getOrPut("k") { 0 }; mm["k"] = 1
l.asSequence().map { }.filter { }.toList()                      // ленивые вычисления для больших данных

Корутины

import kotlinx.coroutines.*

suspend fun load(id: Int): String { delay(100); return "item$id" }

fun main() = runBlocking {
    val a = async { load(1) }              // параллельно
    val b = async { load(2) }
    println(a.await() + b.await())
    launch { delay(50); println("фон") }                // fire-and-forget
    withContext(Dispatchers.IO) { readFile() }           // переключение потока
    withTimeout(1000) { load(3) }
    coroutineScope { launch { } ; launch { } }           // дождаться дочерних
}

Структурированная конкурентность: корутина живёт в CoroutineScope, отмена родителя отменяет детей. Не используйте GlobalScope. Не глотайте CancellationException.

Flow

fun ticker(): Flow<Int> = flow { var i = 0; while (true) { emit(i++); delay(1000) } }
ticker().map { it * 2 }.filter { it > 2 }.take(5).collect { println(it) }
val state = MutableStateFlow(0);  state.value = 1             // состояние
val events = MutableSharedFlow<Event>()                         // события

Исключения

try { Integer.parseInt(s) } catch (e: NumberFormatException) { -1 } finally { }
val n = runCatching { s.toInt() }.getOrDefault(0)
throw IllegalStateException("нельзя")        require(x > 0) { "x > 0" }        check(initialized)

Проверяемых исключений нет (всё как RuntimeException). Ошибки как значения: sealed Result, kotlin.Result, библиотека Arrow.

DSL и типобезопасные билдеры

fun html(block: Html.() -> Unit) = Html().apply(block)
html { body { div { +"текст" } } }

Так сделаны Gradle Kotlin DSL, Ktor, Compose, kotlinx.html, Exposed.

Файлы и JSON

File("a.txt").readText(); File("a.txt").writeText("x"); File("a.txt").forEachLine { }; Path("a").exists()
@Serializable data class User(val id: Int, val name: String)        // kotlinx.serialization
Json.encodeToString(user);  Json.decodeFromString<User>(text)

Интероп с Java

Kotlin вызывает Java и наоборот. Аннотации: @JvmStatic, @JvmOverloads, @JvmField, @Throws. Платформенные типы Java (String!) не проверяются на null: аннотации @Nullable / @NotNull помогают.

Тесты

class CalcTest {
    @Test fun adds() = assertEquals(3, add(1, 2))
    @Test fun suspending() = runTest { assertEquals("item1", load(1)) }          // kotlinx-coroutines-test
}
val repo = mockk<Repo>(); every { repo.find(1) } returns user; verify { repo.find(1) }

JUnit 5, kotlin.test, Kotest, MockK, Turbine (Flow), Testcontainers.

Подводные камни

• !! скрывает ошибки, предпочитайте ?: и requireNotNull.
• Блокировка потока внутри корутины (Thread.sleep, блокирующий ввод-вывод вне Dispatchers.IO).
• Изменяемые коллекции наружу: отдавайте List, храните MutableList.
• data class с var в хэше: ломает HashSet.
• Забытый open / override.
• Бесконечные Flow без отмены.

Экосистема по задачам