使用Kotlin进行Android开发

使用Kotlin进行Android开发

What is Kotlin

Kotlin,原意是在俄罗斯的一个小岛,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。


Kotlin的下载和配置在其官网上有,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thisthis@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


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,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


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:

包名 android-support-v13.jar android-support-v4.jar android-support-v7-appcompat.jar guava-18.0.jar scala-library-2.12.0-M1.jar kotlin-stdlib-0.12.213.jar
方法数 8219 8118 4624 14833 51248 7228


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。


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

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 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

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