Android - Course - 1 - Introduction

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1. Grundlagen Android-Entwicklung

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1.1. Was ist Android?

OS- und Programmierplattform von Google für mobile Geräte entwickelt.
Basiert auf Linux-Kernel und Java

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1.2. Warum Android?

Populärste Plattform für mobile Apps
Einfach zu entwickelnde Apps
Viele Verteilungsmöglichkeiten

1.3. Wie funktioniert Android?

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Deine Apps leben hier zusammen mit den System-Apps (E-Mail, SMS, …)
UI Komponenten, Ressourcen-Management, Lifecycle-Management. Stellt native Bibliotheken für die App zur Verfügung.
Jede App läuft in ihrer eigenen Instanz der Android Runtime.
Stellt Hardware-Abstraktionen zur Verfügung. Jede App hat Zugriff auf die Hardware, aber nur über die API.
Foundation. Kümmert sich um threading, low-level memory management, etc…

2. Android Studio IDE

Installation unter: https://developer.android.com/studio/install

Hausübung: Installieren und auf die neueste Version updaten.

3. Kotlin Grundzüge

3.1. Kotlin

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Seit 2019 ist Kotlin die bevorzugte Programmiersprache für Android-Apps bei Google Seitdem ist die Sprache sehr populär geworden

3.2. Java vs. Kotlin

3.2.1. Null Safety

Java Kotlin

Java	Kotlin
Jedes Objekt ist null by default public Integer number;	Kein Objekt kann null werden `val number: Int` …außer man gibt es so an: `val number: Int? = null`

Jedes Objekt ist null by default

public Integer number;

Kein Objekt kann null werden

val number: Int

…außer man gibt es so an:

val number: Int? = null

3.2.2. Extension Functions

Java Kotlin

Java	Kotlin
Ohne Erweiterung (z.B. Project Lombok) nicht verfügbar. (Ev. noch über Vererbung… Aber nicht jedes zu erweiternde Projekt gehört auch euch.)	Standardmäßig in die Sprache eingebaut. Einfach den Funktionsnamen in jedem beliebigen File mit dem jeweiligen Klassennamen prefixen. `fun String.removeFirstLastChar(): String = this.substring(1, this.length - 1) fun main(args: Array<String>) { val myString= "Hello Everyone" val result = myString.removeFirstLastChar() println("First character is: $result") }`

Ohne Erweiterung (z.B. Project Lombok) nicht verfügbar. (Ev. noch über Vererbung… Aber nicht jedes zu erweiternde Projekt gehört auch euch.)

Standardmäßig in die Sprache eingebaut. Einfach den Funktionsnamen in jedem beliebigen File mit dem jeweiligen Klassennamen prefixen.

fun String.removeFirstLastChar(): String =  this.substring(1, this.length - 1)

fun main(args: Array<String>) {
    val myString= "Hello Everyone"
    val result = myString.removeFirstLastChar()
    println("First character is: $result")
}

3.2.3. Code

Java

Kotlin

Eher ausführlich (getter, setter).
Gibts schon länger als so manches modernes Sprachkonstrukt (z.B. async).

Sehr kompakt.
Weniger Lines Of Code.

⇒ Besser zu erstellen, lesen und zu warten.

3.2.4. Coroutines

Java Kotlin

Java	Kotlin
Background Threads. (z.B.: ExecutorService)	Eigener Threadpool In Sprache fix eingebaut `fun main() = runBlocking { // this: CoroutineScope launch { // launch a new coroutine and continue delay(1000L) // non-blocking delay for 1 second println("World!") // print after delay } println("Hello") // main coroutine continues }` Output: Hello World!

Background Threads. (z.B.: ExecutorService)

Eigener Threadpool
In Sprache fix eingebaut

fun main() = runBlocking { // this: CoroutineScope
    launch { // launch a new coroutine and continue
        delay(1000L) // non-blocking delay for 1 second
        println("World!") // print after delay
    }
    println("Hello") // main coroutine continues
}

Output: Hello World!

3.2.5. Data Classes

Java	Kotlin
Händisch (viel Code oder generiert) Durch Verwendung von Project Lombok	Ein eingebautes Sprachkonstrukt Getter, Setter, HashCode(), Equals(), toString()… werden automatisch implementiert.

Java

Kotlin

Händisch (viel Code oder generiert)
Durch Verwendung von Project Lombok

Ein eingebautes Sprachkonstrukt
Getter, Setter, HashCode(), Equals(), toString()… werden automatisch implementiert.

3.2.6. Smart Casts

Java	Kotlin
Entwickler muss die Typen überprüfen und angeben.	Casting Checks werden automatisch durchgeführt (smart casts feature). Redundante Checks werden entfernt.

Java

Kotlin

Entwickler muss die Typen überprüfen und angeben.

Casting Checks werden automatisch durchgeführt (smart casts feature).
Redundante Checks werden entfernt.

3.2.7. No Checked Exceptions

Java	Kotlin
Es gibt checked Exceptions. (Meiner Meinung nach ist das eine gute Sache)	Es gibt keine checked Exceptions. (Meiner Meinung nach eine schlechte Sache, weil … nun … exception handling ist wichtig und sollte nicht optional sein.)

Java

Kotlin

Es gibt checked Exceptions.

(Meiner Meinung nach ist das eine gute Sache)

Es gibt keine checked Exceptions.

(Meiner Meinung nach eine schlechte Sache, weil … nun … exception handling ist wichtig und sollte nicht optional sein.)

3.2.8. Higher-Order Funcs und Lambdas

Java Kotlin

Java	Kotlin
In abgespeckter Form verfügbar oder mit alten Sprachkonstrukten nachgebaut.	Inherent in Sprache enthalten. `max(strings, { a, b -> a.length < b.length }) / The function max is a higher-order function, as it takes a function value as its second argument. This second argument is an expression that is itself a function, called a function literal, which is equivalent to the following named function: / fun compare(a: String, b: String): Boolean = a.length < b.length`

In abgespeckter Form verfügbar oder mit alten Sprachkonstrukten nachgebaut.

Inherent in Sprache enthalten.

max(strings, { a, b -> a.length < b.length })

/**
The function max is a higher-order function,
as it takes a function value as its second argument.
This second argument is an expression that is itself a function,
called a function literal,
which is equivalent to the following named function:
**/

fun compare(a: String, b: String): Boolean = a.length < b.length

3.3. Übung

Spielwiese unter: https://play.kotlinlang.org/koans/overview

Hausübung: Alle Aufgaben auf dieser Seite links durchmachen. Android-Studio herunterladen: https://developer.android.com/studio/releases

4. Komponenten einer Android-App

4.1. AndroidManifest.xml

Jedes Android-App-Projekt muss dieses File im Root des Projekt-Source-Sets enthalten. Es enthält wichtige Informationen über die App für:

Build Tools
The Android Operating System
Google Play

Ist eine XML-Datei, die die Struktur der App beschreibt. Ist XML, damit sie leichter von Menschen gelesen und ohne Editor geändert werden kann. Wird beim Kompilieren in ein binäres Format übersetzt (wegen Geschwindigkeit).

Es enthält Informationen über die Applikation:

functions
services
broadcast receivers
content producers
components
The apps permissions
The apps rights (permissions, die andere Apps brauchen werden, damit sie von eurer App Daten bekommen können.)

4.2. Application Components

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Fragments

Teile einer Maske, die innerhalb einer Activity verwendet werden können.

Views und ViewGroups

Views sind GUI-Elemente. ViewGroups sind Container für Views.

Layouts

XML Files, die die Struktur der Activities, Fragments und ViewGroups beschreiben.

Resources

Images, Strings, UI Layouts…

Manifest

Explained above.

5. Meine erste Android-App

Erstmal Android Studio herunterladen und installieren, falls dies nicht schon erfolgt ist. https://developer.android.com/studio/releases

6. Jetpack Compose

Modernes UI Toolkit für Android-Entwicklung. Reactive Programming Model. Verwendet Kotlin Sprachkonstrukte. Vollständig deklarativ wie flutter, Swift UI oder React Native (sag ihm WAS du willst, nicht WIE du es willst).

…beschreibt die UI als Funktion, die Daten in eine UI-Hierarchie transformiert …wenn sich die Daten ändern, ruft das Framework diese Funktionen automatisch auf und aktualisiert so die UI

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6.1. Mein erster Knopf in Jetpack-Compose

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6.1.1. Neues Projekt anlegen

In der Android Studio IDE, ist ein Projekt-Template eine Android-App, die alle notwendigen Teile hat, um eine Applikation zu erstellen. Es hilft dir, ein neues Projekt einzurichten.

Schritt für Schritt werden wir unsere erste Android-App erstellen und sie auf dem Emulator starten:

Android Studio starten, indem du auf das Android Studio Icon in deinem Dock oder wo auch immer du Android Studio gespeichert hast, klickst.
Wenn Android Studio startet, klicke auf "Start a new Android Studio project" am Welcome-Screen. Alternativ kannst Du auch auf File und dann New Project klicken.
Klicke auf "Empty Activity" und klicke dann auf Next. (Compose ist inzwischen Standard)

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Wenn der leere Compose Activity Screen geladen hat, wirst Du Felder sehen, wie 'Name', 'Package name', 'Save location', 'Language', und 'Minimum SDK'. Für dieses Kapitel nennen wir unser Projekt 'Android Community' und lassen die anderen Einstellung in Ruhe. Die Sprache ist per Voreinstellung auf Kotlin. Minimum SDK ist API 21: Android 5.0 (Lollipop). Das ist die minimale Version von Android, auf der unsere App laufen können wird. In diesem Fall wird unser Projekt auf ca. 98.8% aller Android-Geräte laufen können. Die Einstellungen im Bild unten, wie der Name und das Package, sind nur Beispiele. Du kannst Deine eigenen Werte eingeben oder es einfach so lassen, wie es voreingestellt ist.

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Jetzt auf 'Finish' klicken.

Jetzt kannst Du Dich ein wenig in den Packages umsehen. Dir wird auffallen, dass es eine 'MainActivity' Klasse gibt, die von 'Activity' ableitet. Darin gibt es eine fun (Function) 'onCreate', die eine Methode in 'ComponentActivity' überlädt.

Du wirst auch eine Funktion 'setContent' sehen, die den Inhalt einer Composable Funktion setzt. Sie nimmt einen Lambda-Ausdruck, die die Elemente enthält, die angezeigt werden sollen. In unserem Fall enthält er das Theme unserer Applikation.

In der 'Greeting' Funktion werden wir jetzt unsere eigene Grußformel "Hello, Android Community" einsetzen und das Programm ausführen (run).

class MainActivity : ComponentActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState:Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
            setContent {
                AndroidCommunityTheme {
                    Surface(
                        modifier = Modifier.fillMaxSize(),
                        color = MaterialTheme.colors.background
                    ) {
                        Greeting("Hello, Android Community")
                }
            }
        }
    }
}

7. Android Project Structure

android 1 10 Das ist das Projekt-Root-Verzeichnis. Es enthält alle Dateien, die für das Projekt wichtig sind.

7.1. Manifest Ordner

Der Manifest-Ordner ist die Quelle der Wahrheit für die Android-App; er enthält AndroidManifest.xml. Klicke auf AndroidManifest.xml, um es zu öffnen und Dir den Inhalt anzusehen.

android 1 11 Das Java-Verzeichnis enthält alle Kotlin- (.kt) und Java-Dateien (.java), die wir erstellen, wenn wir unsere Android-Apps erstellen. Beispielsweise, im nächsten Bild, haben wir ein Package mit (androidTest) und (test), und hier fügen wir unsere Tests hinzu. Klicke einfach einmal alle Verzeichnisse durch um deren Inhalt zu sehen.

android 1 12 Im AndroidTest-Verzeichnis haben wir unsere UI-Tests, und im Test-Verzeichnis haben wir unsere Unit-Tests. Unit-Tests testen kleine Teile unseres Codes, um sicherzustellen, dass das gewünschte Verhalten wie erwartet ist. Test-Driven Development (TDD) ist während der App-Entwicklung hervorragend und wertvoll. Einige Unternehmen folgen dieser Regel, andere nicht. Aber grundsätzlich ist es eine gute Praxis, den Code immer zu testen.

Das res-Verzeichnis enthält XML-Layouts, UI-Strings, drawable-Images und Mipmap-Icons. Auf der anderen Seite enthält das values-Verzeichnis viele nützliche XML-Dateien wie Dimensionen, Farben und Themes. Klicke auf das res-Verzeichnis, um Dich mit dem vertraut zu machen, was dort ist, da wir es im nächsten Kapitel verwenden werden.

android 1 13 Zuletzt, im Gradle-Scripts Verzeichnis, haben wir die build-Konfiguration, die die beschreiben auf welche Art unser Projekt gebaut werden soll für unser Projekt enthalten. Es ist in Module aufgeteilt und die Einträge in der obersten Datei gelten für alle Module.

Ein Modul ist eine Sammlung von Source-Dateien und Build-Einstellungen, die es Dir ermöglichen, Dein Projekt in verschiedene Einheiten mit bestimmten Zwecken zu unterteilen.

8. Deine App mit Gradlew laufen lassen

Zuerst mal die installierte Gradle-Version checken mit ./gradlew (GradleWrapper).

Mit ./gradlew clean und ./gradlew build kannst Du Dein Projekt bauen.

Ansonsten kannst Du auch einfach auf den grünen Pfeil in der IDE klicken.