Kotlin-Bootcamp für Programmierer 1: Erste Schritte

Dieses Codelab ist Teil des Kotlin-Bootcamps für Programmierer. Sie können diesen Kurs am besten nutzen, wenn Sie die Codelabs der Reihe nach durcharbeiten. Je nach Ihrem Wissen können Sie einige Abschnitte möglicherweise überfliegen. Dieser Kurs richtet sich an Programmierer, die eine objektorientierte Sprache kennen und Kotlin lernen möchten.

Einführung

Im Kurs „Kotlin Bootcamp for Programmers“ lernen Sie die Programmiersprache Kotlin kennen. In diesem Codelab erfahren Sie mehr über die Vorteile der Programmierung in der Programmiersprache Kotlin. Außerdem installieren Sie die IDE, um sich auf die erste Lektion vorzubereiten.

Dieser Kurs richtet sich an Programmierer, die eine objektorientierte Sprache kennen und mehr über Kotlin erfahren möchten. Wenn Sie mit C# vertraut sind, werden Sie einige der Funktionen von Kotlin wiedererkennen. Wenn Sie hauptsächlich mit der Java-Programmiersprache vertraut sind, werden Sie vielleicht überrascht sein, wie viel prägnanter und lesbarer Ihr Code sein kann.

Seit 2017 unterstützt Google Kotlin offiziell für die Entwicklung von Android-Apps. Weitere Informationen finden Sie im Blog für Android-Entwickler. Die Inhalte dieses Kurses sind eine Voraussetzung für Grundlagen von Android und Kotlin.

Was Sie bereits wissen sollten

Sie sollten mit Folgendem vertraut sein:

• Die Grundlagen einer modernen, objektorientierten, statisch typisierten Programmiersprache wie Java oder C#
• Programmieren mit Klassen, Methoden und Ausnahmebehandlung in mindestens einer Sprache
• Verwenden einer IDE wie IntelliJ IDEA, Android Studio, Eclipse oder Visual Studio

Lerninhalte

• So arbeiten Sie mit der interaktiven Kotlin-Shell REPL (Read-Eval-Print Loop)
• Die grundlegende Syntax von Kotlin-Code

Aufgaben

• Installieren Sie das Java Development Kit (JDK) und IntelliJ IDEA und machen Sie sich mit einigen Kotlin-Funktionen vertraut.

Kotlin ist eine neue, moderne Programmiersprache, die von Programmierern für Programmierer entwickelt wurde. Der Fokus liegt auf Klarheit, Prägnanz und Codesicherheit.

Robuster Code

Die Entwickler von Kotlin haben verschiedene Designentscheidungen in Bezug auf die Sprache getroffen, um Programmierern dabei zu helfen, robusten Code zu erstellen. Nullzeiger-Ausnahmen in Software haben beispielsweise zu finanziellen Verlusten und spektakulären Computerabstürzen geführt und unzählige Stunden Debugging erfordert. Kotlin unterscheidet zwischen Nullable- und Non-Nullable-Datentypen. So können mehr Fehler zur Kompilierzeit erkannt werden. Kotlin ist stark typisiert und leitet die Typen aus Ihrem Code ab. Es bietet Lambdas, Coroutinen und Attribute, mit denen Sie weniger Code mit weniger Fehlern schreiben können.

Ausgereifte Plattform

Kotlin gibt es seit 2011 und wurde 2012 als Open Source veröffentlicht. 2016 wurde Version 1.0 erreicht und seit 2017 ist Kotlin eine offiziell unterstützte Sprache für die Entwicklung von Android-Apps. Es ist in IntelliJ IDEA sowie in Android Studio 3.0 und höher enthalten.

Prägnanter, lesbarer Code

In Kotlin geschriebener Code kann sehr prägnant sein. Die Sprache wurde entwickelt, um Boilerplate-Code wie Getter und Setter zu eliminieren. Sehen Sie sich dazu den folgenden Java-Code an:

public class Aquarium {

   private int mTemperature;

   public Aquarium() { }

   public int getTemperature() {
       return mTemperature;
   }

   public void setTemperature(int mTemperature) {
       this.mTemperature = mTemperature;
   }

   @Override
   public String toString() {
       return "Aquarium{" +
               "mTemperature=" + mTemperature +
               '}';
   }
}

In Kotlin kann dies so kurz geschrieben werden:

class Aquarium (var temperature: Int = 0)

Manchmal stehen die Ziele der Prägnanz und Lesbarkeit im Widerspruch zueinander. Kotlin ist so konzipiert, dass „gerade genug Boilerplate-Code“ verwendet wird, um die Lesbarkeit zu gewährleisten und gleichzeitig die Dinge prägnant zu halten.

Interoperabel mit Java

Kotlin-Code wird so kompiliert, dass Sie Java- und Kotlin-Code nebeneinander verwenden und Ihre bevorzugten Java-Bibliotheken weiterhin nutzen können. Sie können einem vorhandenen Java-Programm Kotlin-Code hinzufügen. Wenn Sie Ihr Programm vollständig migrieren möchten, bieten IntelliJ IDEA und Android Studio Tools zum Migrieren von vorhandenem Java-Code zu Kotlin-Code.

Wenn Sie das aktuelle JDK noch nicht auf Ihrem Computer installiert haben, folgen Sie der Anleitung unten. Sie benötigen das JDK, um Kotlin-Programme auszuführen.

Wenn Sie herausfinden möchten, welche Version des JDK installiert ist, geben Sie javac -version in ein Terminalfenster ein.

javac -version

Die aktuelle Version des JDK finden Sie auf der Seite Java SE-Downloads. Wenn Sie die aktuelle Version haben, fahren Sie mit der Installation von IntelliJ IDEA fort.

Hinweis : Wir empfehlen, nur das neueste JDK und JRE zu installieren.

JRE oder JDK?

Die JRE (Java Runtime Environment) ist für die Ausführung von Java- und Kotlin-Programmen erforderlich. Das JDK (Java Development Kit) enthält hingegen die JRE sowie die Entwicklungstools, die Sie zum Schreiben und Ausführen von Java-Programmen benötigen. Sie benötigen das JDK, um Kotlin-Programme zu schreiben.

Schritt 1: Ältere Versionen des JDK/JRE deinstallieren

Bevor Sie die neueste Version installieren, entfernen Sie alle älteren Versionen des JDK:

• Wählen Sie unter Windows Systemsteuerung > Programme hinzufügen/entfernen aus.
• Eine Anleitung für Mac finden Sie unter JDK deinstallieren.

Weitere Informationen zur Deinstallation älterer JRE-Versionen finden Sie unter Wie deinstalliere ich Java auf meinem Mac? oder Wie deinstalliere ich Java auf meinem Windows-Computer?

Schritt 2: JDK herunterladen

Sie können das JDK kostenlos unter
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html herunterladen.

1. Klicken Sie unter „JDK“ auf die Schaltfläche Download für die aktuelle Java SE-Version.
2. Wählen Sie Lizenzvereinbarung akzeptieren aus.
3. Wählen Sie das JDK für Ihr Betriebssystem aus.

Schritt 3: JDK installieren (für Mac)

Doppelklicken Sie entweder im Browserfenster Downloads oder im Dateibrowser auf die Datei .dmg, um die Installationsdatei zu starten.

1. Ein Finder-Fenster mit dem Symbol eines geöffneten Kartons und dem Namen der .pkg-Datei wird angezeigt.
2. Doppelklicken Sie auf das Paketsymbol, um die Installations-App zu starten, und folgen Sie der Anleitung.
3. Möglicherweise müssen Sie das Administratorpasswort eingeben, um fortzufahren.
4. Nach Abschluss der Installation können Sie die Datei .dmg löschen, um Speicherplatz freizugeben.

Schritt 3: JDK und JRE installieren (für Windows)

1. Führen Sie das heruntergeladene Installationsprogramm aus (z. B. jdk-12_windows-x64_bin.exe). Dadurch werden sowohl das JDK als auch das JRE installiert. Das JDK wird standardmäßig im Verzeichnis C:\Program Files\Java\jdk-12 installiert. Die JRE wird in C:\Program Files\Java\jre1.8.0_x installiert, wobei x die Versionsnummer angibt.
2. Übernehmen Sie die Standardeinstellungen und folgen Sie der Anleitung auf dem Bildschirm, um das JDK zu installieren.

Schritt 4: JDK- und JRE-Installationsverzeichnisse zu PATH hinzufügen (nur Windows)

Windows sucht im aktuellen Verzeichnis und in den Verzeichnissen, die in der Umgebungsvariable PATH (Systemvariable) aufgeführt sind, nach ausführbaren Programmen.

1. Öffnen Sie die Systemsteuerung > System > Erweiterte Systemeinstellungen > Umgebungsvariablen.
2. Klicken Sie unter Systemvariablen auf Neu und fügen Sie eine Variable mit dem Namen JAVA_HOME und dem Verzeichnis der JRE als Wert hinzu. Beispiel: C:\Program Files\Java\jre1.8.0_x, wobei x die Versionsnummer ist.
3. Scrollen Sie unter Systemvariablen nach unten, wählen Sie Pfad aus und klicken Sie dann auf Bearbeiten.
4. Fügen Sie das bin-Verzeichnis der JRE am Anfang von Path ein, gefolgt von einem Semikolon: %JAVA_HOME%\bin;
5. Hängen Sie das bin-Verzeichnis des JDK an das Ende von Path an. Stellen Sie ein Semikolon voran. Beispiel: ;C:\Program Files\Java\jdk-12\bin

Schritt 5: JDK-Installation überprüfen

1. Geben Sie die folgenden Befehle in ein Terminalfenster ein, um zu prüfen, ob das JDK korrekt installiert wurde:

java -version
javac -version

Windows-Nutzer:Wenn Sie bei einem der beiden Befehle eine Fehlermeldung erhalten, prüfen Sie, ob Sie die richtigen Pfade für die JRE (java) und das JDK (javac) hinzugefügt haben.

Schritt 1: IntelliJ IDEA herunterladen und installieren

Laden Sie IntelliJ IDEA für Ihr Betriebssystem herunter.

Windows:

1. Führen Sie die heruntergeladene Datei ideaIC.exe aus.
2. Folgen Sie der Anleitung im Installationsassistenten.

Mac:

1. Doppelklicken Sie auf die heruntergeladene ideaIC.dmg-Datei, um das macOS-Speicherabbild zu mounten.
2. Kopieren Sie IntelliJ IDEA in den Ordner Applications.

Linux:

1. Sehen Sie sich Install-Linux-tar.txt in der heruntergeladenen Datei .tar.gz an.

Weitere Informationen zum Installieren und Einrichten von IntelliJ IDEA finden Sie unter IntelliJ IDEA installieren.

Schritt 2: IntelliJ IDEA-Installation überprüfen

1. Starten Sie IntelliJ IDEA.
2. Installieren Sie alle Updates und zusätzlichen Inhalte, zu denen Sie aufgefordert werden.
3. Wählen Sie Konfigurieren > Nach Updates suchen aus, bis keine Updates mehr verfügbar sind.

Erstellen Sie ein Kotlin-Projekt, damit IntelliJ IDEA weiß, dass Sie in Kotlin arbeiten.

1. Klicken Sie im Fenster Welcome to IntelliJ IDEA auf Create New Project.
2. Wählen Sie im Bereich Neues Projekt in der linken Navigationsleiste Kotlin aus.
3. Wählen Sie im rechten Bereich Kotlin/JVM aus und klicken Sie auf Weiter.
   
4. Geben Sie Ihrem Projekt den Namen Hello Kotlin.
5. Klicken Sie auf Fertig.

Sie können jetzt auf die REPL (Read-Eval-Print Loop), die interaktive Shell von Kotlin, zugreifen. Befehle, die Sie in die REPL eingeben, werden interpretiert, sobald Sie die Control+Enter-Taste (Command+Enter auf einem Mac) drücken.

1. Wählen Sie Tools > Kotlin > Kotlin REPL aus, um die REPL zu öffnen.

Wenn Sie IntelliJ IDEA nach der Installation zum ersten Mal ausführen, kann es einige Momente dauern, bis das Menü Kotlin unter Tools angezeigt wird.

2. Geben Sie den folgenden Code in die REPL ein oder fügen Sie ihn ein.

fun printHello() {
    println("Hello World")
}

printHello()

3. Drücken Sie Control+Enter (Command+Enter auf einem Mac). Sie sollten Hello World sehen, wie unten dargestellt.
   

4. Sehen Sie sich diesen Kotlin-Code an. Das Schlüsselwort fun kennzeichnet eine Funktion, gefolgt vom Namen. Wie bei anderen Programmiersprachen werden die Klammern für Funktionsargumente verwendet (falls vorhanden) und die geschweiften Klammern umschließen den Code für die Funktion. Es gibt keinen Rückgabetyp, da die Funktion nichts zurückgibt. Beachten Sie außerdem, dass am Ende der Zeilen keine Semikolons stehen.

Hinweis:Wenn Sie es gewohnt sind, Semikolons am Ende von Zeilen zu setzen, ist das in Ordnung. Kotlin stört das nicht.

Glückwunsch! Sie haben Ihr erstes Kotlin-Programm geschrieben.

• Kotlin ähnelt anderen objektorientierten Programmiersprachen.
• Installieren Sie das aktuelle JDK für Ihr Betriebssystem, um Kotlin zu verwenden.
• Installieren Sie IntelliJ IDEA, um mit Kotlin zu arbeiten.
• Starten Sie in IntelliJ IDEA die Kotlin REPL (Tools > Kotlin > Kotlin REPL), um in einer interaktiven Shell zu üben.
• Geben Sie den Code ein und drücken Sie dann die Control+Enter-Taste (Command+Enter auf einem Mac), um ihn auszuführen.
• Hier ist „Hallo Welt“ in Kotlin:

fun printHello() {
    println ("Hello World")
}

printHello()

Kotlin-Dokumentation

Wenn Sie weitere Informationen zu einem Thema in diesem Kurs benötigen oder nicht weiterkommen, ist https://kotlinlang.org der beste Ausgangspunkt.

• Kotlin-Programmierkonventionen
• Kotlin-Idiome

Kotlin-Tutorials

Die Website https://try.kotlinlang.org enthält umfangreiche Tutorials namens „Kotlin Koans“, einen webbasierten Interpreter und eine vollständige Referenzdokumentation mit Beispielen.

Udacity-Kurs

Den Udacity-Kurs zu diesem Thema finden Sie unter Kotlin Bootcamp for Programmers.

IntelliJ IDEA

Dokumentation für IntelliJ IDEA finden Sie auf der JetBrains-Website.

In diesem Abschnitt werden mögliche Hausaufgaben für Schüler und Studenten aufgeführt, die dieses Codelab im Rahmen eines von einem Kursleiter geleiteten Kurses durcharbeiten. Es liegt in der Verantwortung des Kursleiters, Folgendes zu tun:

• Weisen Sie bei Bedarf Aufgaben zu.
• Teilen Sie den Schülern/Studenten mit, wie sie Hausaufgaben abgeben können.
• Benoten Sie die Hausaufgaben.

Lehrkräfte können diese Vorschläge nach Belieben nutzen und auch andere Hausaufgaben zuweisen, die sie für angemessen halten.

Wenn Sie dieses Codelab selbst durcharbeiten, können Sie mit diesen Hausaufgaben Ihr Wissen testen.

Beantworten Sie diese Fragen

Frage 1

Welche der folgenden Optionen ist KEIN Vorteil der Verwendung der Kotlin-Sprache?

▢ In Kotlin wird zwischen Nullable- und Non-Nullable-Datentypen unterschieden.

▢ Kotlin ist eine unterstützte Sprache für die Entwicklung von Android-Apps.

▢ Kotlin ist so konzipiert, dass Sie weniger Code mit weniger Fehlern schreiben können.

▢ Ihr Code wird in Kotlin schneller kompiliert.

Frage 2

Wie starte ich die Kotlin-REPL?

▢ Geben Sie repl in die Befehlszeile ein.

▢ Erstellen Sie ein Kotlin-Projekt in IntelliJ IDEA und wählen Sie dann Run > Kotlin REPL (Ausführen > Kotlin REPL) aus.

▢ Öffnen Sie IntelliJ IDEA und wählen Sie File > Kotlin REPL aus.

▢ Erstellen Sie ein Kotlin-Projekt in IntelliJ IDEA und wählen Sie dann Tools > Kotlin > Kotlin REPL aus.

Frage 3

Welche der folgenden Aussagen über Kotlin- und Java-Code ist NICHT richtig?

▢ Kotlin- und Java-Code können nebeneinander ausgeführt werden.

▢ Sie können einem vorhandenen Java-Programm Kotlin-Code hinzufügen.

▢ Sie können vorhandenen Java-Code zu Kotlin migrieren.

▢ Kotlin-Code wird schneller ausgeführt als Java-Code.

Fahren Sie mit der nächsten Lektion fort: 2. Kotlin-Grundlagen

Eine Übersicht über den Kurs mit Links zu anderen Codelabs finden Sie unter „Kotlin Bootcamp for Programmers: Welcome to the course“.