Kotlin Programmierung Grundlagen: Kurs für Einsteiger

Vorbereitungen für die Kotlin-Entwicklung

• IntelliJ IDEA installieren, JDK zuordnen und ein Kotlin-Projekt anlegen
• Schnelleinstieg: main-Funktion, println und das erste Programm ausführen
• Build mit Gradle und Kotlin DSL: build.gradle.kts, Abhängigkeiten, ./gradlew run
• Ausprobieren ohne Projekt: Kotlin Playground im Browser und Scratch-Dateien in IntelliJ IDEA
• Kotlin 2 und der K2-Compiler: was sich für Einsteiger und bestehende Projekte ändert
• Einsatzfelder: Android, Server mit Ktor oder Spring Boot, Kotlin Multiplatform

Datentypen in Kotlin

• Numerische Datentypen: Int, Long, Double, Literale mit Unterstrich, explizite Umwandlung
• Vorzeichenlose Typen wie UInt und Überläufe bei Ganzzahlen
• Veränderliche und unveränderliche Variablen: val bevorzugen, var gezielt einsetzen
• Konstanten mit const val und Typinferenz bei der Deklaration
• Boolesche und Zeichen-Datentypen: Boolean, Char, Unicode und Vergleiche
• Zeichenketten-Tricks und Fallen: Templates, Raw Strings, trimIndent, Gleichheit == vs. ===

Kotlin – Kontrollfluss

• Wie sich Anweisungen von Ausdrücken unterscheiden: if, when und try liefern Werte
• Der if-Ausdruck als Ersatz für den ternären Operator
• Der when-Ausdruck: Bereiche, Typprüfungen und vollständige Fallunterscheidung
• Guard-Bedingungen in when-Zweigen
• Schleifen: for über Bereiche mit until, downTo und step, when im Schleifenkörper
• Nullbare Typen, Safe Call ?., Elvis-Operator ?: – und warum !! die Ausnahme bleibt
• Intelligentes Casting: Smart Casts nach is-Prüfung und sichere Casts mit as?

Sammlungen und Sequenzen in Kotlin

• Wann Arrays sinnvoll sind: Array und IntArray bei Java-Interop und Performance
• Wann Sie Listen verwenden sollten: List und MutableList, schreibgeschützte Sicht
• Best Practices für Sets: setOf, mutableSetOf, Gleichheit über equals und hashCode
• Maps als Dictionaries: mapOf, getOrElse, getOrPut und Destrukturierung
• Sammeloperationen: filter, map, groupBy, associate, fold und partition
• Sequenzen für verzögerte Auswertung großer Datenmengen mit asSequence
• Asynchrone Datenströme mit Flow als Gegenstück zu Sequenzen

Eingabe, Ausgabe und Dateien in Kotlin

• Befehlszeilenargumente über main(args: Array<String>) auswerten
• Benutzereingaben mit readln und readlnOrNull abrufen und validieren
• Dateidaten lesen und schreiben mit kotlin.io.path: readText, writeText, useLines
• Ressourcen mit use sicher schließen und Ein-/Ausgabefehler behandeln

Kotlin – Funktionen

• Funktionen: benannte Argumente, Standardwerte und Funktionen mit Ausdruckskörper
• Lambda-Funktionen, der implizite Parameter it und Funktionen höherer Ordnung
• Anonyme Funktionen und der Unterschied beim return gegenüber Lambdas
• Lokale Funktionen zur Gliederung längerer Abläufe
• Extension Functions und Scope-Funktionen let, apply, also und run

Klassen, Objekte und Schnittstellen in Kotlin

• Kotlin-Klassen: Eigenschaften, Sichtbarkeit und open für Vererbung
• Konstruktoren und Init-Block: primärer und sekundärer Konstruktor
• Die Schönheit von Datenklassen: equals, toString, copy und Destrukturierung
• Klassenkomposition mit Schnittstellen und Delegation per by
• Das Companion-Objekt, object-Deklarationen und Factory-Funktionen
• Zustände modellieren mit sealed-Klassen, enum class und Value Classes

Debuggen und Testen von Kotlin-Code

• Unbedingte und bedingte Haltepunkte in IntelliJ IDEA setzen
• Variablen beobachten, Werte zur Laufzeit ändern und Ausdrücke auswerten
• Coroutinen im Debugger verfolgen: Zustand und Aufrufkette laufender Coroutinen
• Unit-Tests mit kotlin.test auf JUnit 5; Kotest als Alternative
• Statische Analyse mit detekt und einheitliche Formatierung mit ktlint

Die Macht der Coroutinen in Kotlin nutzen

• Die Notwendigkeit von Coroutinen: leichtgewichtige Nebenläufigkeit statt Threads und Callbacks
• suspend-Funktionen, launch, async/await und runBlocking
• Strukturierte Nebenläufigkeit mit coroutineScope und Dispatchern wie Dispatchers.IO
• Abgebrochene und zeitlich begrenzte Aufgaben: cancel, withTimeout, withTimeoutOrNull
• Kooperativer Abbruch, Fehlerbehandlung und supervisorScope

Kotlin mit Coding-Agenten

• Nullsicherheit als Leitplanke: !! und ungeprüfte Plattformtypen aus Java im Agentencode zurückweisen
• Agent führt nach jeder Änderung ./gradlew check mit detekt, ktlint und Tests aus
• Java-Klassen vom Agenten übertragen lassen und auf Datenklassen, val und Collections-API nachziehen
• Coroutine-Code prüfen: kein GlobalScope, keine blockierenden Aufrufe, Abbruchpunkte vorhanden
• Versionen zentral im Version Catalog libs.versions.toml; neue Abhängigkeiten vom Agenten begründen lassen

Praxisprojekt: Aufgabenverwaltung für die Kommandozeile

• Aufgaben als Datenklassen mit sealed-Status modellieren und mit kotlinx.serialization als JSON speichern
• Befehle wie add, list und done über Befehlszeilenargumente auswerten
• Mehrere Importdateien parallel mit Coroutinen einlesen, Abbruch bei Zeitüberschreitung
• Geschäftslogik mit kotlin.test absichern und das Werkzeug mit Gradle bauen