Kotlin如何成為我們Android開發的主要語言
版權聲明
作者：Dima Kovalenko
譯者：劉志勇
本文由作者授權翻譯并發布，未經許可不得轉載。
原文：https://medium.com/uptech-team/how-kotlin-became-our-primary-language-for-android-3af7fd6a994c#.d16qsda0x
引言
Kotlin是一個基于JVM的新的編程語言，由JetBrains開發。JetBrains，作為目前廣受歡迎的Java IDE IntelliJ的提供商，在Apache許可下已經開源其Kotlin編程語言。與Java相比，Kotlin的語法更簡潔、更具表達性，而且提供了更多的特性，比如，高階函數、操作符重載、字符串模板。它與Java高度可互操作，可以同時用在一個項目中。
Kotlin的定位非常有特點，它并不像Scala那樣另起爐灶，Scala是一切盡量自己來，將類庫，尤其是集合類都自己來了一遍。實在不夠用了再用java的;而Kotlin是對現有Java的增強，盡量用Java的，不夠用了再擴展，尤其體現在二者的容器庫上，但同時始終保持對java的兼容。這種特點導致Kotlin的學習曲線極低。這是Kotlin官網首頁重點強調的：“100% interoperable with Java™”。這意味著什么呢?或者換個問法：我什么時候可以開始在我的項目中引入Kotlin呢?我的回答是：現在就可以視你對kotlin的掌握程度，逐步引入kotlin的代碼。
Dima Kovalenko在博客中分享了他們團隊使用Kotlin開發商業應用程序的心得和經驗，并提供了一些參考資料。希望本文能對廣大Android開發程序員有所啟發。
幾個月前，我們的團隊決定開始新的嘗試：完全應用Kotlin編程語言開發一個商業應用程序，這是JetBrains公司設計并開源的一種新編程語言。以前，我們有過Kotlin的經驗，但那只是小規模應用：將應用程序的一部分轉換到一種新的語言，或者應用在花里胡哨的項目。然而，用新的編程語言來開發商業應用程序，我們遇到了一些困難：
- 我們深深扎根于基于Java的Android開發。切換到Kotlin相當困難，對于以前沒有函數式編程經驗的人員而言，尤為困難。
- 有些東西只是不工作。 Dagger也沒有立即很好的使用。
所有這些問題，都可能會導致項目無法按期交付、并帶來應用程序的穩定性問題。
一個人應該有強烈的轉型動力。我們的激勵是：相信Kotlin將是Android平臺開發的顛覆者——并且這是對我們有挑戰的趣事。
讓我們打開Kotlin的參考書，開始開發Voter應用程序。Kotlin是一種與Java具有100%互操作性的JVM語言，如果您熟悉Java，那么學習Kotlin就會很容易。然而，如果想充分利用這個編程語言，理解函數式編程概念是至關重要的。
學習函數式編程需要一段時間。所以要有耐心。
至少在學習之初，函數式編程并不容易。我強烈建議使用Martin Ordersky的“Scala中的函數式編程”的課程來學習。Scala有時勢不可擋，但它提供了一個極好的函數式編程思維的概述。你可以把Kotlin看成Scala的一個更簡化的版本。
為什么我們轉向Kotlin陣營
函數式編程風格
Kotlin與Java是100%可互操作的。此外，Kotlin是一種函數式語言。后者允許將表達性的代碼編寫得更優雅。
1. 純函數
純函數(沒有副作用的函數)是最重要的函數概念，它允許我們大大降低代碼復雜性并消除大多數可變狀態。
在JavaScript、Java和C#這些命令式編程語言中，副作用無處不在。這使得調試非常困難，因為變量可以在程序中的任何位置更改。所以當出現一個錯誤時，由于變量可以在錯誤的時間更改為錯誤的值，那么你到哪里去尋找錯誤呢?到處尋找錯誤嗎?這可不好玩啊!
請注意我們是如何操作數據而不更改其內容的。
- fun flatTree(tree: TreeNode): List<TreeNode>
- = listOf(tree, *tree.children.flatMap(::flatTree).toTypedArray())
2. 高階函數
高階函數將函數用作參數，返回函數或將函數作為返回值的函數。
高階函數無處不在。你只需將函數傳遞給集合，就能使代碼更容易閱讀。比如， titles.map {it.toUpperCase()}讀取簡單的英語，是不是很棒?
讓我們設想一種情況，假設要計算不同類型的未讀消息的數量。典型的方法是：
- private fun getUnreadCountFromUsers() {
- val conversations = datasource.getConversations()
- var count = 0
- for (conversation in conversations) {
- if (conversation.recipientId != null) {
- for (message in conversation.messages) {
- if (message.unread) {
- count += 1
- }
- }
- }
- }
- }
- private fun getNumberOfUnreadAttachmentsInGroupConversations() {
- val conversations = datasource.getConversations()
- var count = 0
- for (conversation in conversations) {
- if (conversation.groupId != null) {
- for (message in conversation.messages) {
- if (message.unread && message.type == MessageType.ATTACHMENT) {
- count += 1
- }
- }
- }
- }
- }
正如你所看到的，當引入新的需求時，代碼變得難以理解、不可收拾。讓我們看看如何使用高階函數來解決這個問題：
- private fun getNumberOfAttachmentsInGroupConvesationsFun() {
- return getCount({conv -> conv.groupId != null}, {it -> it.type == MessageType.ATTACHMENT && it.unread})
- }
- private fun getUnreadCountFromUsersFun() {
- return getCount({conv -> conv.recipientId != null}, {message -> message.unread})
- }
- private fun getTotalNumberOfMessages() = getCount({true}, {true})
- private fun getCount(convFilter: (Conversation) -> Boolean, messageFilter: (Message) -> Boolean) {
- datasource.getConversations()
- .filter(convFilter)
- .flatMap { it.messages }
- .filter(messageFilter)
- .fold(0, { count, message -> count + 1})
- }
我們還可以想象一下用例，假設想將fold函數變量參數化。比方說，計算未讀消息的乘積。
使用高階函數的另一個例子是用簡單的高階函數代替多個監聽器：
- BillingView : LinearLayout {
- var billingChangeListener: (() -> Unit)? = null
- ...
- }
- ... // in an activity far, far away
- billingView.billingChangeListener { updateUI() }
3. 不變性
不變性使得代碼更容易編寫，使用和推理代碼(類不變性一次建立，然后不變——一勞永逸)。應用程序組件的內部狀態將更加一致。Kotlin通過引入val關鍵字以及Kotlin集合來強制不變性，Kotlin集合在默認情況下是不可變的。 一旦val或者一個集合被初始化，你就可以確定它的有效性。(有關val關鍵字的更精確的定義，請參閱文末的更新)。
- data class Address(val line1: String, val city: String)
- val items = listOf(Address("242 5th St", "Los Angeles"), Address("Dovzhenka St. 5", "Kiev"))
Null-safety
這個語言特性使我們仔細考慮了模型類中字段的可空性。以前，當不確定DTO中的字段是否已初始化時，@Nullable和@NotNull的注釋就能提供幫助，但也很有限。現在，使用Kotlin，就能讓你準確知道什么字段可以為null，什么字段被初始化(例如，Dagger注入的字段)，并且你可以對這些字段有嚴格的控制。結果?幾乎沒有NullPointerExceptions。(在內部我們管?.叫做“鵝”操作符，因為它看起來像一個鵝的脖子。)
- brand?.let { badge.enabled = brand.isNewBadge }
- // Can also be written as
- badge.enabled = brand?.isNewBadge?:false
Anko
Anko DSL是一個很了不起的的庫，它大大簡化了工作視圖、線程和Android生命周期。據Github的描述，Anko是“令人愉快的Android應用程序開發”，事實證明，的確如此。
- selector(items = listOf("Like", "Dislike") {
- when (it) {
- 0 -> if (!liked) likePost()
- else -> if (!disLiked) disLikePost()
- }
- }
- doAsync {
- // Long background task
- uiThread {
- alert(R.string.could_not_log_in) {
- yesButton { dismiss() }
- cancellable = false
- }.show()
- }
- }
注意，當uiThread在Activity內調用時，如果isFinishing為true，塊將不會執行。我們實際上不使用這個功能，因為RxJava會處理應用程序中的所有線程，但它是一個很好的功能。
使用Anko而不是XML。雖然Anko還沒有做好準備取代標準的Android UI構建，但有的時候，它非常方便。
- verticalLayout() {
- friendsPanel = friendsPanel.with(friendsData).lparams(width = matchParent)
- politicalMapCardView {
- setMarker(quizManager.getMarker())
- }.lparams(width = matchParent) { topMargin = dip(10) }
- cardView() {
- verticalLayout() {
- topPadding = dip(5)
- textView(getString(R.string.register_question))
- blueButtonView(text="Register here") {
- onClick { browse("https://www.uptech.team") }
- }
- }
- }.lparams(width = matchParent) {
- topMargin = dip(10)
- bottomMargin = dip(20)
- }
- }
如您所見，Anko DSL允許您在Android內置視圖中使用自定義視圖。這一點與標準XML相比有很大的優勢。
Kotlin Android擴展：刪除ButterKnife依賴
- @Bind(R.id.first_name)
- protected EditText firstName;
- @Bind(R.id.last_name)
- protected EditText lastName;
- @Bind(R.id.address_line1)
- protected EditText addressLine1;
- @Bind(R.id.address_line2)
- protected EditText addressLine2;
- @Bind(R.id.zip_code)
- protected EditText zipCode;
- @Bind(R.id.state)
- protected TextView state;
- @Bind(R.id.state_spinner)
- protected HintSpinner stateSpinner;
- @Bind(R.id.city)
- protected EditText city;
- @Bind(R.id.frag_shipping_address_save_btn)
- protected Button saveBtn;
- @Bind(R.id.agreement)
- protected TextView agreement;
- @Bind(R.id.email)
- protected EditText email;
- @Bind(R.id.password)
- protected EditText password;
- @Bind(R.id.create_account_container)
- protected LinearLayout accountContainer;
- @Bind(R.id.member_container)
- protected LinearLayout memberContainer;
- @Bind(R.id.logged_in_title)
- protected TextView loggedInTitle;
- @Bind(R.id.user_email)
- protected TextView userEmail;
- @Bind(R.id.sign_out)
- protected TextView signOut;
- @Bind(R.id.scrollview)
- protected ScrollView scrollView;
- @Bind(R.id.dummy)
- protected EditText dummyView;
上面那段代碼讀起來無聊嗎?我敢打賭你一直滾動而沒有閱讀。在Kotlin，你并不需要任何這些東西。您可以通過其@id XML參數引用視圖屬性，這些屬性將與XML文件中聲明的名稱相同。更多信息可以在官方文檔中找到。
其他整潔的功能
1. 擴展功能和構建器
- items = StoreInfo().apply { storeItems = fetchItems() }.let { manager.process(it) }
- container.apply {
- removeAllViews()
- items.forEach { addView(ShopItemView(context).withData(it)) }
- }
- fun ShopItemView.withData(item: StoreItem): ShopItemView {
- title = item.title
- image = item.image
- Brand.findById(item.id)?.let { brandName = it.name }
- }
apply、let和擴展功能可以輕松地用于創建簡潔的構建器。
2. 為初學者快速破解
在最初的前幾天，你經常被一個問題難倒：你不知道如何在Kotlin中寫一個相當簡單的Java表達式。這里有一個簡單的訣竅，就是是在Java中編寫一段代碼，然后將其粘貼到Kotlin文件中。感謝JetBrains的工程師們，它會自動轉換為Kotlin。
黑客的工作方式就像一個魔術!
3. 擺脫不必要的依賴
Kotlin替換了許多第三方庫，如ButterKnife、Google Autovalue、Retrolambda、Lombok和一些RxJava代碼。
總結
作為一個軟件開發團隊，我們面臨的主要挑戰是提供優秀的產品，并有效地完成工作。雖說開始用Kotlin有效的開發軟件，需要你有函數式編程的背景，但是，投入精力去學習是值得的，能給你巨大的回報。我相信，Kotlin是常規Android開發的一個重大改進，能讓我們及時提供錯誤更少的、更加優秀的應用程序。
更新：val實際上并不意味著“不可變的”，而是“只讀”。有關詳細信息，請參閱下面的參考文章。
參考文獻
《Kotlin 參考手冊》 https://kotlinlang.org/docs/reference/
《所以，你要成為一名函數式程序員》 https://medium.com/@cscalfani/so-you-want-to-be-a-functional-programmer-part-1-1f15e387e536#.8cmkitum2
《為什么函數式編程很重要》 https://www.cs.kent.ac.uk/people/staff/dat/miranda/whyfp90.pdf
《Java使用不可變對象編程的6大好處》 https://www.linkedin.com/pulse/20140528113353-16837833-6-benefits-of-programming-with-immutable-objects-in-java
《Anko DSL對Android XML-First》 http://maximomussini.com/posts/anko-vs-android-xml/
《將應用轉換為純Kotlin的經驗教訓》 https://medium.com/keepsafe-engineering/lessons-from-converting-an-app-to-100-kotlin-68984a05dcb6#.jkxs39qko
《結果：應用程序投票選舉：99.8%無故障用戶》 https://play.google.com/store/apps/details?id=app.voter.xyz&hl=en
《Kotlin：val不意味著不可變，而意味著只讀》 https://artemzin.com/blog/kotlin-val-does-not-mean-immutable-it-just-means-readonly-yeah/
