입문자를 위한 코틀린 기초 강좌

코틀린이란 무엇이고 어디에 쓰는가

코틀린(Kotlin)은 JetBrains가 만든 정적 타입 범용 언어입니다. 자바 가상 머신(JVM)에서 실행되며 JavaScript, WebAssembly, 네이티브 기계어로도 컴파일할 수 있습니다. 코틀린은 자바와 완전히 상호 운용됩니다. 코틀린 파일에서 모든 자바 라이브러리를 호출할 수 있고, 자바 코드에서도 코틀린을 호출할 수 있습니다.

구글은 2019년부터 코틀린을 안드로이드 앱의 권장 언어로 밀고 있어 새로 작성되는 안드로이드 코드는 대부분 코틀린입니다. 서버에서도 Spring Boot, Ktor 같은 프레임워크와 함께 널리 쓰이며, 코틀린 멀티플랫폼을 쓰면 안드로이드, iOS, 데스크톱, 웹 사이에서 비즈니스 로직을 공유할 수 있습니다.

코틀린 설치와 Hello, world 실행

가장 쉬운 시작 방법은 코틀린이 포함된 IntelliJ IDEA나 Android Studio를 쓰는 것입니다. 명령줄에서는 컴파일러(예: SDKMAN! 또는 Homebrew로 설치)와 자바 런타임(JDK)을 설치합니다. 코틀린 프로그램은 최상위 main 함수에서 시작하며 클래스가 필요 없습니다.

// hello.kt
fun main() {
    println("Hello, world!")
}

kotlinc hello.kt -include-runtime -d hello.jar
java -jar hello.jar
# Hello, world!

실제 프로젝트에서는 Gradle(Kotlin DSL) 같은 빌드 도구를 쓰는 것이 일반적입니다. 아무것도 설치하지 않고 온라인 Kotlin Playground에서 코드를 실행해 볼 수도 있습니다.

변수와 기본 타입

읽기 전용 변수는 val, 변경 가능한 변수는 var로 선언합니다. 컴파일러가 타입을 추론하지만 콜론 뒤에 직접 적을 수도 있습니다. 코드를 이해하기 쉬워지므로 val을 우선 사용하세요.

val name = "Ada"          // String, cannot be reassigned
var count: Int = 0        // explicit type, can change
count += 1
val pi = 3.14159          // Double
val big = 9_000_000_000L  // Long
println("$name has $count item(s), pi is ${"%.2f".format(pi)}")
// Ada has 1 item(s), pi is 3.14

코틀린에는 암묵적인 숫자 확장 변환이 없습니다. Int는 Long으로 자동 변환되지 않으므로 toLong(), toDouble(), toString()을 명시적으로 호출해야 합니다.

null 안전성

null 안전성은 코틀린의 대표 기능입니다. String 같은 일반 타입에는 null을 담을 수 없습니다. null을 허용하려면 String?처럼 ?를 붙이며, 그러면 컴파일러가 값을 쓰기 전에 null인 경우를 처리하도록 강제합니다.

fun greet(name: String?) {
    // println(name.length)        // compile error: name may be null
    println(name?.length)           // safe call: prints null if name is null
    val len = name?.length ?: 0     // Elvis operator: default value
    if (name != null) {
        println(name.uppercase())   // smart cast: name is String here
    }
    println("length = $len")
}
fun main() {
    greet("kotlin")   // 6, KOTLIN, length = 6
    greet(null)       // null, length = 0
}

제어 흐름: if, when, 반복문

코틀린에서 if와 when은 식(expression)이라서 값을 반환합니다. when은 자바와 C의 switch 문을 대체하며 값, 범위, 타입을 모두 비교할 수 있습니다.

val score = 82
val grade = if (score >= 50) "pass" else "fail"
val letter = when (score) {
    in 90..100 -> "A"
    in 80..89 -> "B"
    in 70..79 -> "C"
    else -> "F"
}
println("$grade $letter")         // pass B
for (i in 1..3) print("$i ")      // 1 2 3
println()
for (i in 10 downTo 0 step 5) print("$i ")  // 10 5 0
println()
var n = 3
while (n > 0) { print(n); n-- }   // 321
println()

1..3은 양 끝을 포함하는 닫힌 범위이고, 0 until 3(또는 0..<3)은 끝을 포함하지 않아 인덱스를 다룰 때 보통 이쪽이 알맞습니다.

함수와 람다

함수는 fun으로 선언합니다. 매개변수에 기본값을 줄 수 있고, 호출할 때 이름 있는 인자를 쓸 수 있으며, 본문이 식 하나인 함수는 =로 간단히 쓸 수 있습니다.

fun area(width: Double, height: Double = 1.0): Double = width * height
fun main() {
    println(area(3.0, 2.0))          // 6.0
    println(area(width = 4.0))       // 4.0 (default height)
    val square = { x: Int -> x * x } // a lambda stored in a variable
    println(square(5))               // 25
    val nums = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
    val evensSquared = nums.filter { it % 2 == 0 }.map { it * it }
    println(evensSquared)            // [4, 16]
}

람다의 매개변수가 하나이면 it으로 참조할 수 있습니다. 함수의 마지막 인자가 람다이면 괄호 밖으로 뺄 수 있어서 filter { ... }가 내장 블록처럼 읽힙니다.

컬렉션과 데이터 클래스

표준 라이브러리는 읽기 전용 컬렉션과 변경 가능한 컬렉션을 구분합니다. listOf, setOf, mapOf는 읽기 전용이고, mutableListOf, mutableSetOf, mutableMapOf는 내용을 바꿀 수 있습니다.

val fruits = mutableListOf("apple", "banana")
fruits.add("cherry")
val ages = mapOf("Ann" to 31, "Bo" to 25)
println(fruits.size)              // 3
println(ages["Ann"])              // 31
println(ages["Zed"])              // null (map lookups are nullable)
data class User(val name: String, val age: Int)
val u = User("Ann", 31)
val older = u.copy(age = 32)
println(u)                        // User(name=Ann, age=31)
println(u == User("Ann", 31))     // true (structural equality)
val (n, a) = older                // destructuring
println("$n $a")                  // Ann 32

data class에는 equals, hashCode, toString, copy, 구조 분해가 자동으로 만들어집니다. 코틀린에서 ==는 내용을 비교하며(equals를 호출), ===는 참조를 비교합니다.

클래스, 확장 함수, 코루틴

클래스는 기본적으로 final이며, 상속을 허용하려면 open을 붙입니다. 확장 함수는 기존 타입을 수정하지 않고 메서드를 추가하며, sealed 클래스는 닫힌 경우의 집합을 표현해 when이 모든 경우를 빠짐없이 검사할 수 있게 합니다.

fun String.shout(): String = uppercase() + "!"
sealed class Shape
data class Circle(val r: Double) : Shape()
data class Rect(val w: Double, val h: Double) : Shape()
fun area(s: Shape): Double = when (s) {
    is Circle -> Math.PI * s.r * s.r
    is Rect -> s.w * s.h
}   // no else needed: the compiler knows all cases
fun main() {
    println("hi".shout())                   // HI!
    println(area(Rect(2.0, 3.0)))           // 6.0
}

비동기·동시성 코드에는 kotlinx.coroutines 라이브러리의 코루틴을 사용합니다. suspend 함수는 스레드를 막지 않고 일시 중단될 수 있고, launch와 async 같은 빌더가 스코프 안에서 코루틴을 시작합니다. 안드로이드 앱이 메인 스레드 밖에서 네트워크 호출을 하는 방식이 바로 이것입니다.

예외 처리

코틀린에도 자바처럼 try, catch, finally가 있지만 모든 예외가 unchecked라서 선언하거나 잡도록 강제되지 않습니다. try도 식입니다. 예상 가능한 실패에는 표준 라이브러리의 runCatching과 Result를 쓸 수 있고, toIntOrNull() 같은 함수는 예외를 던지는 대신 null을 반환합니다.

fun parse(s: String): Int = try {
    s.toInt()
} catch (e: NumberFormatException) {
    -1
}
fun main() {
    println(parse("42"))              // 42
    println(parse("x"))               // -1
    println("7".toIntOrNull())        // 7
    println("seven".toIntOrNull())    // null
    val r = runCatching { "abc".toInt() }
    println(r.isFailure)              // true
}

작은 완성 프로그램: 단어 빈도 세기

이 프로그램은 텍스트에서 각 단어가 몇 번 나오는지 세어 상위 세 개를 출력합니다. 문자열 확장, 컬렉션 함수, 데이터 클래스를 사용합니다.

data class WordCount(val word: String, val count: Int)
fun topWords(text: String, n: Int): List<WordCount> =
    text.lowercase()
        .split(Regex("[^a-z']+"))
        .filter { it.isNotBlank() }
        .groupingBy { it }
        .eachCount()
        .map { (w, c) -> WordCount(w, c) }
        .sortedWith(compareByDescending<WordCount> { it.count }.thenBy { it.word })
        .take(n)
fun main() {
    val text = "The cat and the dog. The dog sat, and the cat ran."
    for ((word, count) in topWords(text, 3)) {
        println("$word: $count")
    }
}
// the: 4
// and: 2
// cat: 2

다음 단계

• kotlinlang.org의 공식 코틀린 문서. Basic syntax와 Kotlin tour부터 보세요.
• Kotlin Koans: 브라우저에서 실행하는 작은 연습 문제 모음.
• 코틀린으로 안드로이드를 개발한다면 Android Developers 가이드, 서버 개발이라면 Ktor와 Spring 가이드.
• 비동기 코드가 필요해지면 kotlinx.coroutines 가이드.