Перейти к основному содержимому

Простые приложения на Kotlin

ДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ОБЯЗАТЕЛЬНОВ РАЗРАБОТКЕ
Разработчику Архитектору

Простые приложения на Kotlin​

Kotlin — это современный язык программирования, разработанный компанией JetBrains. Он полностью совместим с экосистемой Java, но предлагает более лаконичный синтаксис, безопасную работу с данными и продвинутые функции для работы с коллекциями. Язык особенно удобен для создания консольных утилит, скриптов автоматизации и простых приложений с графическим интерфейсом.

В этой главе рассматриваются примеры простых приложений, демонстрирующие базовые возможности языка: работу со строками, файлами, сетью, сериализацией данных и системными ресурсами. Каждый пример сопровождается разбором ключевых конструкций кода.

Генератор паролей​

Генератор паролей демонстрирует работу со строками, массивами символов и генерацией случайных значений. Приложение создает пароль заданной длины, используя набор допустимых символов.

Код программы​

import java.security.SecureRandom

fun generatePassword(length: Int): String {
    val chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789!@#$%^&*()_+-=[]{}|;:,.<>?"
    val random = SecureRandom()
    return (1..length)
        .map { chars[random.nextInt(chars.length)] }
        .joinToString("")
}

fun main() {
    val passwordLength = 16
    val password = generatePassword(passwordLength)
    println("Сгенерированный пароль: $password")
}

Разбор кода​

  • SecureRandom: Класс из пакета java.security обеспечивает криптографически стойкую генерацию случайных чисел. Это предпочтительнее использования класса Random для создания паролей.
  • Коллекция символов: Строка chars содержит все допустимые символы для пароля.
  • Диапазон и маппинг: Оператор (1..length) создает диапазон целых чисел от 1 до заданной длины. Метод map применяет лямбда-выражение к каждому элементу диапазона, выбирая случайный символ из строки chars.
  • joinToString: Метод объединяет список символов в одну строку без разделителей.
  • Интерполяция строк: Конструкция $password позволяет вставлять значение переменной прямо в строку вывода.

Сортировщик текстового файла​

Эта утилита читает текст из файла, сортирует слова по алфавиту и записывает результат в новый файл. Пример иллюстрирует работу с файловым вводом/выводом и коллекциями.

Код программы​

import java.io.File
import java.util.Collections

fun sortWords(inputFile: String, outputFile: String) {
    val file = File(inputFile)
    
    if (!file.exists()) {
        println("Файл не найден: $inputFile")
        return
    }

    val content = file.readText()
    val words = content.split("\\s+".toRegex()).filter { it.isNotEmpty() }
    
    Collections.sort(words)
    
    File(outputFile).writeText(words.joinToString("\n"))
    println("Слова успешно сохранены в $outputFile")
}

fun main() {
    sortWords("input.txt", "sorted_output.txt")
}

Разбор кода​

  • Чтение файла: Метод readText() загружает всё содержимое файла в память как строку.
  • Разделение текста: Регулярное выражение \\s+ разделяет текст по пробельным символам (пробелы, табы, переносы строк). Фильтрация filter { it.isNotEmpty() } удаляет пустые элементы.
  • Сортировка: Метод Collections.sort() сортирует список слов в лексикографическом порядке.
  • Запись файла: Метод writeText() записывает отсортированный список слов в новый файл, разделяя их переносами строк.

Консольный калькулятор​

Простой калькулятор выполняет арифметические операции (+, -, *, /) над двумя числами, введенными пользователем. Пример показывает обработку ввода, условные операторы и исключительные ситуации.

Код программы​

fun calculate(a: Double, b: Double, operator: Char): Double? {
    return when (operator) {
        '+' -> a + b
        '-' -> a - b
        '*' -> a * b
        '/' -> if (b != 0.0) a / b else null
        else -> null
    }
}

fun main() {
    print("Введите первое число: ")
    val num1 = readLine()?.toDoubleOrNull() ?: run { 
        println("Ошибка ввода числа"); return 
    }

    print("Введите операцию (+, -, *, /): ")
    val op = readLine()?.firstOrNull() ?: run { 
        println("Ошибка ввода операции"); return 
    }

    print("Введите второе число: ")
    val num2 = readLine()?.toDoubleOrNull() ?: run { 
        println("Ошибка ввода числа"); return 
    }

    val result = calculate(num1, num2, op)

    if (result != null) {
        println("Результат: $result")
    } else {
        println("Неверная операция или деление на ноль.")
    }
}

Разбор кода​

  • when: Конструкция when работает как расширенный оператор switch, позволяя сопоставлять значения оператора с соответствующими действиями.
  • Обработка ошибок: Метод toDoubleOrNull() возвращает null, если строка не является числом. Оператор Elvis (?:) используется для обработки таких случаев и завершения выполнения функции.
  • Проверка деления: В случае деления проверяется, что делитель не равен нулю. Если условие нарушено, функция возвращает null.

Трекер задач в JSON​

Приложение управляет списком задач, сохраняя их в формате JSON. Пример демонстрирует использование библиотек для сериализации и десериализации данных, а также работу с файловой системой. Для работы потребуется библиотека kotlinx.serialization.

Структура данных​

import kotlinx.serialization.Serializable

@Serializable
data class Task(
    val id: Int,
    val title: String,
    val isCompleted: Boolean
)

Код программы​

import kotlinx.serialization.json.Json
import kotlinx.serialization.Serializable
import java.io.File

@Serializable
data class Task(val id: Int, val title: String, val isCompleted: Boolean)

fun loadTasks(): List<Task> {
    val file = File("tasks.json")
    if (!file.exists()) return emptyList()
    
    val jsonContent = file.readText()
    return Json.decodeFromString<List<Task>>(jsonContent)
}

fun saveTasks(tasks: List<Task>) {
    val file = File("tasks.json")
    val jsonContent = Json.encodeToString(tasks)
    file.writeText(jsonContent)
}

fun addTask(tasks: MutableList<Task>, title: String) {
    val newId = tasks.maxOfOrNull { it.id }?.plus(1) ?: 1
    tasks.add(Task(newId, title, false))
    saveTasks(tasks)
}

fun main() {
    val tasks = loadTasks().toMutableList()
    
    // Добавление задачи
    addTask(tasks, "Изучить Kotlin")
    addTask(tasks, "Написать тесты")
    
    // Вывод списка
    println("Список задач:")
    tasks.forEach { task ->
        val status = if (task.isCompleted) "[x]" else "[ ]"
        println("$status ${task.id}. ${task.title}")
    }
}

Разбор кода​

  • Аннотация @Serializable: Указывает классу, что его экземпляры могут быть преобразованы в формат JSON.
  • Json.encodeToString / decodeFromString: Методы библиотеки kotlinx.serialization преобразуют объекты в строки JSON и обратно.
  • Работа с файлами: Функции loadTasks и saveTasks обеспечивают сохранение состояния приложения между запусками.
  • Генерация ID: Метод maxOfOrNull находит максимальный ID среди существующих задач, чтобы присвоить новому уникальный идентификатор.

Простой HTTP-сервер и клиент​

Kotlin позволяет создавать простые сетевые приложения с использованием встроенных классов HttpURLConnection или сторонних библиотек. Ниже приведен пример сервера на основе стандартной библиотеки Java и клиента, отправляющего запрос.

Сервер​

import java.net.ServerSocket
import java.net.Socket
import java.io.PrintWriter
import java.io.BufferedReader
import java.io.InputStreamReader

fun startServer(port: Int) {
    ServerSocket(port).use { server ->
        println("Сервер запущен на порту $port")
        
        while (true) {
            Socket().use { client ->
                BufferedReader(InputStreamReader(client.inputStream)).use { reader ->
                    PrintWriter(client.outputStream, true).use { writer ->
                        val request = reader.readLine()
                        println("Получен запрос: $request")
                        
                        val response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/plain\r\n\r\nHello from Kotlin Server!"
                        writer.println(response)
                    }
                }
            }
        }
    }
}

fun main() {
    startServer(8080)
}

Клиент​

import java.net.HttpURLConnection
import java.net.URL

fun sendRequest(url: String) {
    val connection = URL(url).openConnection() as HttpURLConnection
    connection.requestMethod = "GET"
    
    val responseCode = connection.responseCode
    val inputStream = connection.inputStream
    val reader = BufferedReader(InputStreamReader(inputStream))
    
    var line: String?
    val response = StringBuilder()
    
    while (reader.readLine().also { line = it } != null) {
        response.append(line)
    }
    
    println("Код ответа: $responseCode")
    println("Ответ сервера: ${response.toString()}")
    
    inputStream.close()
    connection.disconnect()
}

fun main() {
    sendRequest("http://localhost:8080")
}

Разбор кода​

  • ServerSocket: Создает серверный сокет, который слушает входящие соединения на указанном порту.
  • Socket: Представляет соединение между клиентом и сервером.
  • HttpURLConnection: Класс для отправки HTTP-запросов и получения ответов.
  • Потоки ввода/вывода: BufferedReader и PrintWriter используются для чтения и записи текстовых данных через сеть.

Отправитель HTTP-запросов​

Утилита для отправки произвольных HTTP-запросов с возможностью указания метода, заголовков и тела запроса.

Код программы​

import java.net.HttpURLConnection
import java.net.URL
import java.io.OutputStream
import java.nio.charset.StandardCharsets

fun sendHttpRequest(method: String, url: String, headers: Map<String, String>, body: String?) {
    val connection = URL(url).openConnection() as HttpURLConnection
    connection.requestMethod = method
    
    headers.forEach { (key, value) ->
        connection.setRequestProperty(key, value)
    }
    
    if (body != null && method in listOf("POST", "PUT")) {
        connection.doOutput = true
        OutputStream(connection.outputStream).use { out ->
            out.write(body.toByteArray(StandardCharsets.UTF_8))
        }
    }
    
    val responseCode = connection.responseCode
    val inputStream = connection.inputStream
    val reader = BufferedReader(InputStreamReader(inputStream))
    
    val response = StringBuilder()
    var line: String?
    while (reader.readLine().also { line = it } != null) {
        response.append(line)
    }
    
    println("Метод: $method")
    println("URL: $url")
    println("Код ответа: $responseCode")
    println("Тело ответа: ${response.toString()}")
    
    inputStream.close()
    connection.disconnect()
}

fun main() {
    val headers = mapOf(
        "Content-Type" to "application/json",
        "Accept" to "application/json"
    )
    val body = """{"name": "Timur", "role": "Developer"}"""
    
    sendHttpRequest("POST", "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts", headers, body)
}

Разбор кода​

  • Настройка заголовков: Цикл forEach устанавливает пользовательские заголовки в запросе.
  • Отправка тела: При использовании методов POST или PUT тело запроса записывается в поток вывода.
  • Чтение ответа: Данные считываются из потока ввода и собираются в строку для отображения.

Утилита для сканирования директорий​

Программа выводит список всех файлов и поддиректорий в указанной папке рекурсивно.

Код программы​

import java.io.File

fun scanDirectory(path: String, indent: Int = 0) {
    val file = File(path)
    
    if (!file.exists()) {
        println("Директория не найдена: $path")
        return
    }
    
    if (file.isDirectory) {
        println("${" ".repeat(indent)}📁 ${file.name}/")
        file.listFiles()?.forEach { subFile ->
            scanDirectory(subFile.absolutePath, indent + 2)
        }
    } else {
        println("${" ".repeat(indent)}📄 ${file.name} (${file.length()} байт)")
    }
}

fun main() {
    scanDirectory(".")
}

Разбор кода​

  • Рекурсия: Функция вызывает сама себя для каждой поддиректории, увеличивая уровень отступа.
  • File.listFiles(): Возвращает массив файлов в текущей директории.
  • Отступы: Строка " ".repeat(indent) создает визуальный отступ для отображения структуры дерева.

Скрипт для создания резервного копирования файлов​

Скрипт копирует файлы из одной директории в другую, создавая временную метку в имени папки назначения.

Код программы​

import java.io.File
import java.time.LocalDateTime
import java.time.format.DateTimeFormatter

fun createBackup(sourceDir: String, backupDir: String) {
    val source = File(sourceDir)
    val timestamp = LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd_HH-mm-ss"))
    val targetDir = File("$backupDir/backup_$timestamp")
    
    if (!source.exists() || !source.isDirectory) {
        println("Источник не существует или не является директорией: $sourceDir")
        return
    }
    
    targetDir.mkdirs()
    
    source.listFiles()?.forEach { file ->
        if (file.isFile) {
            val targetFile = File(targetDir, file.name)
            file.copyTo(targetFile, overwrite = true)
            println("Скопировано: ${file.name}")
        }
    }
    
    println("Резервное копирование завершено в $targetDir")
}

fun main() {
    createBackup("./data", "./backups")
}

Разбор кода​

  • Дата и время: Класс LocalDateTime и форматтер DateTimeFormatter генерируют уникальное имя для папки бэкапа.
  • Копирование файлов: Метод copyTo копирует файл в новую директорию с возможностью перезаписи.
  • Создание директории: Метод mkdirs() создает всю цепочку директорий, если они отсутствуют.

Мониторинг дискового пространства​

Утилита отображает информацию о свободном и занятом месте на дисках системы.

Код программы​

import java.io.File

fun checkDiskSpace(path: String) {
    val root = File(path)
    val totalSpace = root.totalSpace
    val freeSpace = root.freeSpace
    val usableSpace = root.usableSpace
    
    val usedSpace = totalSpace - usableSpace
    
    println("Диск: $path")
    println("Всего места: ${(totalSpace / (1024 * 1024 * 1024)).toInt()} ГБ")
    println("Свободно: ${(freeSpace / (1024 * 1024 * 1024)).toInt()} ГБ")
    println("Использовано: ${(usedSpace / (1024 * 1024 * 1024)).toInt()} ГБ")
    println("Занято: %.2f%%".format((usedSpace.toDouble() / totalSpace.toDouble()) * 100))
}

fun main() {
    checkDiskSpace("/")
    checkDiskSpace("C:/") // Для Windows
}

Разбор кода​

  • Свойства объекта File: Поля totalSpace, freeSpace, usableSpace содержат информацию о пространстве диска в байтах.
  • Конвертация единиц: Деление на 1024 * 1024 * 1024 переводит байты в гигабайты.
  • Форматирование вывода: Метод format позволяет вывести процент занятости с двумя знаками после запятой.

Парсер URL и проверка доступности ресурса​

Программа анализирует URL, извлекает компоненты (протокол, хост, путь) и проверяет доступность ресурса.

Код программы​

import java.net.URL
import java.net.HttpURLConnection

fun parseAndCheckUrl(urlString: String) {
    try {
        val url = URL(urlString)
        
        println("Протокол: ${url.protocol}")
        println("Хост: ${url.host}")
        println("Порт: ${url.port}")
        println("Путь: ${url.path}")
        println("Запрос: ${url.query}")
        
        val connection = url.openConnection() as HttpURLConnection
        connection.requestMethod = "HEAD"
        connection.connectTimeout = 5000
        connection.readTimeout = 5000
        
        val responseCode = connection.responseCode
        
        if (responseCode == HttpURLConnection.HTTP_OK) {
            println("Статус: Доступен ($responseCode)")
        } else {
            println("Статус: Недоступен ($responseCode)")
        }
        
        connection.disconnect()
    } catch (e: Exception) {
        println("Ошибка: ${e.message}")
    }
}

fun main() {
    parseAndCheckUrl("https://example.com/path/to/resource?key=value")
}

Разбор кода​

  • Класс URL: Автоматически разбирает строку URL на компоненты.
  • HEAD запрос: Используется для проверки доступности ресурса без загрузки всего контента.
  • Обработка исключений: Блок try-catch перехватывает ошибки сети или неверного формата URL.

Конвертер форматов дат​

Утилита преобразует строковое представление даты в различные форматы.

Код программы​

import java.time.LocalDate
import java.time.format.DateTimeFormatter

fun convertDate(dateString: String, inputFormat: String, outputFormats: List<String>) {
    val inputFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern(inputFormat)
    val date = LocalDate.parse(dateString, inputFormatter)
    
    outputFormats.forEach { format ->
        val formatter = DateTimeFormatter.ofPattern(format)
        val converted = date.format(formatter)
        println("$format -> $converted")
    }
}

fun main() {
    val inputDate = "2025-11-01"
    val formats = listOf("dd/MM/yyyy", "MMMM dd, yyyy", "yyyy.MM.dd")
    
    convertDate(inputDate, "yyyy-MM-dd", formats)
}

Разбор кода​

  • LocalDate: Класс для работы с датами без учета времени.
  • DateTimeFormatter: Определяет шаблоны для парсинга и форматирования дат.
  • Параметризация: Список выходных форматов позволяет гибко задавать нужные варианты представления даты.

Утилита для просмотра запущенных процессов​

Программа выводит список активных процессов операционной системы с указанием их имен и идентификаторов.

Код программы​

import java.lang.ProcessBuilder
import java.io.BufferedReader
import java.io.InputStreamReader

fun listProcesses() {
    val command = if (System.getProperty("os.name").contains("win")) {
        arrayOf("cmd.exe", "/c", "tasklist")
    } else {
        arrayOf("ps", "-aux")
    }
    
    val processBuilder = ProcessBuilder(*command)
    val process = processBuilder.start()
    
    BufferedReader(InputStreamReader(process.inputStream)).use { reader ->
        var line: String?
        while (reader.readLine().also { line = it } != null) {
            println(line)
        }
    }
    
    process.waitFor()
}

fun main() {
    listProcesses()
}

Разбор кода​

  • ProcessBuilder: Запускает внешнюю команду операционной системы.
  • Определение ОС: Логика выбора команды зависит от названия операционной системы.
  • Чтение вывода: Вывод процесса считывается построчно и выводится в консоль.

Характерный пример для Kotlin​

Одной из ключевых особенностей Kotlin является работа с nullable типами и безопасность операций. Приведенный пример демонстрирует использование оператора ?. (safe call), elvis-оператора ?: и функции let для безопасной работы с потенциально пустыми значениями.

Код программы​

data class User(val name: String?, val age: Int?)

fun getUserInfo(user: User?) {
    user?.let { u ->
        val displayName = u.name ?: "Неизвестный пользователь"
        val ageDisplay = u.age?.let { age -> "$age лет" } ?: "Возраст не указан"
        
        println("Имя: $displayName")
        println("Возраст: $ageDisplay")
    } ?: run {
        println("Пользователь не найден")
    }
}

fun main() {
    val user1 = User("Алексей", 30)
    val user2 = User(null, null)
    val user3: User? = null
    
    getUserInfo(user1)
    println("---")
    getUserInfo(user2)
    println("---")
    getUserInfo(user3)
}

Разбор кода​

  • Safe Call (?.): Вызывает метод только если объект не равен null.
  • Elvis Operator (?:): Возвращает альтернативное значение, если левая часть равна null.
  • Функция let: Позволяет выполнить блок кода с объектом, передавая его как параметр.
  • Блоки run: Выполняются при отсутствии объекта или при необходимости выполнить действие по умолчанию.

Этот подход делает код более читаемым и предотвращает возникновение NullPointerException, что является одним из главных преимуществ Kotlin перед Java.

Освоение главы0%