Kotlin Patterns

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作者 affaan-mef648e01899ba3e8dc6371642deaaf64b4477775无许可证275K 个星标收录于 2026年10月9日更新于 2026年10月9日仓库4天前更新

コルーチン、null 安全性、DSL ビルダーを使用して堅牢・効率的・保守性の高い Kotlin アプリケーションを構築するための慣用的な Kotlin パターン、ベストプラクティス、規約。

AI 生成的概览

惯用 Kotlin 模式与最佳实践,涵盖空安全、密封类型、协程、DSL 构建器和 Gradle Kotlin DSL。

功能
该技能提供惯用 Kotlin 约定的参考指导,覆盖七个方面:空安全、不可变性、密封类与接口、协程与 Flow、扩展函数、类型安全 DSL 构建器以及 Gradle Kotlin DSL。它以代码示例对比推荐模式与反模式,并附有惯用法速查表。产出为书面指导与代码片段,而非可执行产物。
适用场景
适用于编写、审查或重构 Kotlin 代码、设计 Kotlin 模块或库,或配置 Gradle Kotlin DSL 构建时。它可作为 Kotlin 开发过程中的约定参考。
运行要求
无需任何工具、软件包或凭据;仅为说明性内容,不附带脚本。

Kotlin 開発パターン

堅牢・効率的・保守性の高いアプリケーションを構築するための慣用的な Kotlin パターンとベストプラクティス。

使用するタイミング

  • 新しい Kotlin コードを書く
  • Kotlin コードをレビューする
  • 既存の Kotlin コードをリファクタリングする
  • Kotlin モジュールまたはライブラリを設計する
  • Gradle Kotlin DSL ビルドを設定する

動作の仕組み

このスキルは 7 つの主要領域にわたって慣用的な Kotlin の規約を適用します: 型システムとセーフコール演算子を使用した null 安全性、val とデータクラスの copy() によるイミュータビリティ、網羅的な型階層のためのシールドクラスとインターフェース、コルーチンと Flow による構造化並行性、継承なしで振る舞いを追加する拡張関数、@DslMarker とラムダレシーバーを使用した型安全 DSL ビルダー、そしてビルド設定のための Gradle Kotlin DSL。

使用例

Elvis 演算子を使用した null 安全性:

kotlin
fun getUserEmail(userId: String): String {    val user = userRepository.findById(userId)    return user?.email ?: "[email protected]"}

網羅的な結果のためのシールドクラス:

kotlin
sealed class Result<out T> {    data class Success<T>(val data: T) : Result<T>()    data class Failure(val error: AppError) : Result<Nothing>()    data object Loading : Result<Nothing>()}

async/await を使用した構造化並行性:

kotlin
suspend fun fetchUserWithPosts(userId: String): UserProfile =    coroutineScope {        val user = async { userService.getUser(userId) }        val posts = async { postService.getUserPosts(userId) }        UserProfile(user = user.await(), posts = posts.await())    }

コア原則

1. Null 安全性

Kotlin の型システムは null 可能型と非 null 型を区別します。これを最大限に活用してください。

kotlin
// 良い例: デフォルトで非 null 型を使用fun getUser(id: String): User {    return userRepository.findById(id)        ?: throw UserNotFoundException("User $id not found")}
// 良い例: セーフコールと Elvis 演算子fun getUserEmail(userId: String): String {    val user = userRepository.findById(userId)    return user?.email ?: "[email protected]"}
// 悪い例: null 可能型を強制アンラップfun getUserEmail(userId: String): String {    val user = userRepository.findById(userId)    return user!!.email // null の場合 NPE をスロー}

2. デフォルトでイミュータブル

var より val を優先し、ミュータブルコレクションよりイミュータブルコレクションを優先してください。

kotlin
// 良い例: イミュータブルデータdata class User(    val id: String,    val name: String,    val email: String,)
// 良い例: copy() で変換fun updateEmail(user: User, newEmail: String): User =    user.copy(email = newEmail)
// 良い例: イミュータブルコレクションval users: List<User> = listOf(user1, user2)val filtered = users.filter { it.email.isNotBlank() }
// 悪い例: ミュータブルな状態var currentUser: User? = null // ミュータブルなグローバル状態を避けるval mutableUsers = mutableListOf<User>() // 本当に必要な場合のみ使用

3. 式ボディと単一式関数

簡潔で読みやすい関数には式ボディを使用してください。

kotlin
// 良い例: 式ボディfun isAdult(age: Int): Boolean = age >= 18
fun formatFullName(first: String, last: String): String =    "$first $last".trim()
fun User.displayName(): String =    name.ifBlank { email.substringBefore('@') }
// 良い例: 式としての whenfun statusMessage(code: Int): String = when (code) {    200 -> "OK"    404 -> "Not Found"    500 -> "Internal Server Error"    else -> "Unknown status: $code"}
// 悪い例: 不要なブロックボディfun isAdult(age: Int): Boolean {    return age >= 18}

4. 値オブジェクトのためのデータクラス

主にデータを保持する型にはデータクラスを使用してください。

kotlin
// 良い例: copy、equals、hashCode、toString を持つデータクラスdata class CreateUserRequest(    val name: String,    val email: String,    val role: Role = Role.USER,)
// 良い例: 型安全性のための値クラス(ランタイムでゼロオーバーヘッド)@JvmInlinevalue class UserId(val value: String) {    init {        require(value.isNotBlank()) { "UserId cannot be blank" }    }}
@JvmInlinevalue class Email(val value: String) {    init {        require('@' in value) { "Invalid email: $value" }    }}
fun getUser(id: UserId): User = userRepository.findById(id)

シールドクラスとインターフェース

制限された階層のモデリング

kotlin
// 良い例: 網羅的な when のためのシールドクラスsealed class Result<out T> {    data class Success<T>(val data: T) : Result<T>()    data class Failure(val error: AppError) : Result<Nothing>()    data object Loading : Result<Nothing>()}
fun <T> Result<T>.getOrNull(): T? = when (this) {    is Result.Success -> data    is Result.Failure -> null    is Result.Loading -> null}
fun <T> Result<T>.getOrThrow(): T = when (this) {    is Result.Success -> data    is Result.Failure -> throw error.toException()    is Result.Loading -> throw IllegalStateException("Still loading")}

API レスポンス用シールドインターフェース

kotlin
sealed interface ApiError {    val message: String
    data class NotFound(override val message: String) : ApiError    data class Unauthorized(override val message: String) : ApiError    data class Validation(        override val message: String,        val field: String,    ) : ApiError    data class Internal(        override val message: String,        val cause: Throwable? = null,    ) : ApiError}
fun ApiError.toStatusCode(): Int = when (this) {    is ApiError.NotFound -> 404    is ApiError.Unauthorized -> 401    is ApiError.Validation -> 422    is ApiError.Internal -> 500}

スコープ関数

それぞれの使用タイミング

kotlin
// let: null 可能またはスコープ付き結果を変換val length: Int? = name?.let { it.trim().length }
// apply: オブジェクトを設定する(オブジェクトを返す)val user = User().apply {    name = "Alice"    email = "[email protected]"}
// also: 副作用(オブジェクトを返す)val user = createUser(request).also { logger.info("Created user: ${it.id}") }
// run: レシーバーでブロックを実行(結果を返す)val result = connection.run {    prepareStatement(sql)    executeQuery()}
// with: run の非拡張形式val csv = with(StringBuilder()) {    appendLine("name,email")    users.forEach { appendLine("${it.name},${it.email}") }    toString()}

アンチパターン

kotlin
// 悪い例: スコープ関数のネストuser?.let { u ->    u.address?.let { addr ->        addr.city?.let { city ->            println(city) // 読みにくい        }    }}
// 良い例: セーフコールチェーンを使用val city = user?.address?.citycity?.let { println(it) }

拡張関数

継承なしで機能を追加

kotlin
// 良い例: ドメイン固有の拡張fun String.toSlug(): String =    lowercase()        .replace(Regex("[^a-z0-9\\s-]"), "")        .replace(Regex("\\s+"), "-")        .trim('-')
fun Instant.toLocalDate(zone: ZoneId = ZoneId.systemDefault()): LocalDate =    atZone(zone).toLocalDate()
// 良い例: コレクション拡張fun <T> List<T>.second(): T = this[1]
fun <T> List<T>.secondOrNull(): T? = getOrNull(1)
// 良い例: スコープ付き拡張(グローバル名前空間を汚染しない)class UserService {    private fun User.isActive(): Boolean =        status == Status.ACTIVE && lastLogin.isAfter(Instant.now().minus(30, ChronoUnit.DAYS))
    fun getActiveUsers(): List<User> = userRepository.findAll().filter { it.isActive() }}

コルーチン

構造化並行性

kotlin
// 良い例: coroutineScope による構造化並行性suspend fun fetchUserWithPosts(userId: String): UserProfile =    coroutineScope {        val userDeferred = async { userService.getUser(userId) }        val postsDeferred = async { postService.getUserPosts(userId) }
        UserProfile(            user = userDeferred.await(),            posts = postsDeferred.await(),        )    }
// 良い例: 子が独立して失敗できる場合は supervisorScopesuspend fun fetchDashboard(userId: String): Dashboard =    supervisorScope {        val user = async { userService.getUser(userId) }        val notifications = async { notificationService.getRecent(userId) }        val recommendations = async { recommendationService.getFor(userId) }
        Dashboard(            user = user.await(),            notifications = try {                notifications.await()            } catch (e: CancellationException) {                throw e            } catch (e: Exception) {                emptyList()            },            recommendations = try {                recommendations.await()            } catch (e: CancellationException) {                throw e            } catch (e: Exception) {                emptyList()            },        )    }

リアクティブストリームのための Flow

kotlin
// 良い例: 適切なエラーハンドリングを持つコールドフローfun observeUsers(): Flow<List<User>> = flow {    while (currentCoroutineContext().isActive) {        val users = userRepository.findAll()        emit(users)        delay(5.seconds)    }}.catch { e ->    logger.error("Error observing users", e)    emit(emptyList())}
// 良い例: Flow オペレーターfun searchUsers(query: Flow<String>): Flow<List<User>> =    query        .debounce(300.milliseconds)        .distinctUntilChanged()        .filter { it.length >= 2 }        .mapLatest { q -> userRepository.search(q) }        .catch { emit(emptyList()) }

キャンセルとクリーンアップ

kotlin
// 良い例: キャンセルを尊重suspend fun processItems(items: List<Item>) {    items.forEach { item ->        ensureActive() // 高コストな処理の前にキャンセルを確認        processItem(item)    }}
// 良い例: try/finally でクリーンアップsuspend fun acquireAndProcess() {    val resource = acquireResource()    try {        resource.process()    } finally {        withContext(NonCancellable) {            resource.release() // キャンセル時でも常に解放        }    }}

委譲

プロパティ委譲

kotlin
// 遅延初期化val expensiveData: List<User> by lazy {    userRepository.findAll()}
// 監視可能なプロパティvar name: String by Delegates.observable("initial") { _, old, new ->    logger.info("Name changed from '$old' to '$new'")}
// マップバックのプロパティclass Config(private val map: Map<String, Any?>) {    val host: String by map    val port: Int by map    val debug: Boolean by map}
val config = Config(mapOf("host" to "localhost", "port" to 8080, "debug" to true))

インターフェース委譲

kotlin
// 良い例: インターフェース実装を委譲class LoggingUserRepository(    private val delegate: UserRepository,    private val logger: Logger,) : UserRepository by delegate {    // ログを追加する必要があるものだけをオーバーライド    override suspend fun findById(id: String): User? {        logger.info("Finding user by id: $id")        return delegate.findById(id).also {            logger.info("Found user: ${it?.name ?: "null"}")        }    }}

DSL ビルダー

型安全なビルダー

kotlin
// 良い例: @DslMarker を使用した DSL@DslMarkerannotation class HtmlDsl
@HtmlDslclass HTML {    private val children = mutableListOf<Element>()
    fun head(init: Head.() -> Unit) {        children += Head().apply(init)    }
    fun body(init: Body.() -> Unit) {        children += Body().apply(init)    }
    override fun toString(): String = children.joinToString("\n")}
fun html(init: HTML.() -> Unit): HTML = HTML().apply(init)
// 使用例val page = html {    head { title("My Page") }    body {        h1("Welcome")        p("Hello, World!")    }}

設定 DSL

kotlin
data class ServerConfig(    val host: String = "0.0.0.0",    val port: Int = 8080,    val ssl: SslConfig? = null,    val database: DatabaseConfig? = null,)
data class SslConfig(val certPath: String, val keyPath: String)data class DatabaseConfig(val url: String, val maxPoolSize: Int = 10)
class ServerConfigBuilder {    var host: String = "0.0.0.0"    var port: Int = 8080    private var ssl: SslConfig? = null    private var database: DatabaseConfig? = null
    fun ssl(certPath: String, keyPath: String) {        ssl = SslConfig(certPath, keyPath)    }
    fun database(url: String, maxPoolSize: Int = 10) {        database = DatabaseConfig(url, maxPoolSize)    }
    fun build(): ServerConfig = ServerConfig(host, port, ssl, database)}
fun serverConfig(init: ServerConfigBuilder.() -> Unit): ServerConfig =    ServerConfigBuilder().apply(init).build()
// 使用例val config = serverConfig {    host = "0.0.0.0"    port = 443    ssl("/certs/cert.pem", "/certs/key.pem")    database("jdbc:postgresql://localhost:5432/mydb", maxPoolSize = 20)}

遅延評価のためのシーケンス

kotlin
// 良い例: 複数の操作を持つ大きなコレクションにはシーケンスを使用val result = users.asSequence()    .filter { it.isActive }    .map { it.email }    .filter { it.endsWith("@company.com") }    .take(10)    .toList()
// 良い例: 無限シーケンスを生成val fibonacci: Sequence<Long> = sequence {    var a = 0L    var b = 1L    while (true) {        yield(a)        val next = a + b        a = b        b = next    }}
val first20 = fibonacci.take(20).toList()

Gradle Kotlin DSL

build.gradle.kts 設定

kotlin
// 最新バージョンの確認: https://kotlinlang.org/docs/releases.htmlplugins {    kotlin("jvm") version "2.3.10"    kotlin("plugin.serialization") version "2.3.10"    id("io.ktor.plugin") version "3.4.0"    id("org.jetbrains.kotlinx.kover") version "0.9.7"    id("io.gitlab.arturbosch.detekt") version "1.23.8"}
group = "com.example"version = "1.0.0"
kotlin {    jvmToolchain(21)}
dependencies {    // Ktor    implementation("io.ktor:ktor-server-core:3.4.0")    implementation("io.ktor:ktor-server-netty:3.4.0")    implementation("io.ktor:ktor-server-content-negotiation:3.4.0")    implementation("io.ktor:ktor-serialization-kotlinx-json:3.4.0")
    // Exposed    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-core:1.0.0")    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-dao:1.0.0")    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-jdbc:1.0.0")    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-kotlin-datetime:1.0.0")
    // Koin    implementation("io.insert-koin:koin-ktor:4.2.0")
    // コルーチン    implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.10.2")
    // テスト    testImplementation("io.kotest:kotest-runner-junit5:6.1.4")    testImplementation("io.kotest:kotest-assertions-core:6.1.4")    testImplementation("io.kotest:kotest-property:6.1.4")    testImplementation("io.mockk:mockk:1.14.9")    testImplementation("io.ktor:ktor-server-test-host:3.4.0")    testImplementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-test:1.10.2")}
tasks.withType<Test> {    useJUnitPlatform()}
detekt {    config.setFrom(files("config/detekt/detekt.yml"))    buildUponDefaultConfig = true}

エラーハンドリングパターン

ドメイン操作のための Result 型

kotlin
// 良い例: Kotlin の Result またはカスタムシールドクラスを使用suspend fun createUser(request: CreateUserRequest): Result<User> = runCatching {    require(request.name.isNotBlank()) { "Name cannot be blank" }    require('@' in request.email) { "Invalid email format" }
    val user = User(        id = UserId(UUID.randomUUID().toString()),        name = request.name,        email = Email(request.email),    )    userRepository.save(user)    user}
// 良い例: Result をチェーンval displayName = createUser(request)    .map { it.name }    .getOrElse { "Unknown" }

require、check、error

kotlin
// 良い例: 明確なメッセージを持つ事前条件fun withdraw(account: Account, amount: Money): Account {    require(amount.value > 0) { "Amount must be positive: $amount" }    check(account.balance >= amount) { "Insufficient balance: ${account.balance} < $amount" }
    return account.copy(balance = account.balance - amount)}

コレクション操作

慣用的なコレクション処理

kotlin
// 良い例: チェーン操作val activeAdminEmails: List<String> = users    .filter { it.role == Role.ADMIN && it.isActive }    .sortedBy { it.name }    .map { it.email }
// 良い例: グループ化と集計val usersByRole: Map<Role, List<User>> = users.groupBy { it.role }
val oldestByRole: Map<Role, User?> = users.groupBy { it.role }    .mapValues { (_, users) -> users.minByOrNull { it.createdAt } }
// 良い例: マップ作成のための associateval usersById: Map<UserId, User> = users.associateBy { it.id }
// 良い例: 分割のための partitionval (active, inactive) = users.partition { it.isActive }

クイックリファレンス: Kotlin イディオム

イディオム説明
val over varイミュータブル変数を優先
data classequals/hashCode/copy を持つ値オブジェクト用
sealed class/interface制限された型階層用
value classゼロオーバーヘッドの型安全ラッパー
式 when網羅的なパターンマッチング
セーフコール ?.null 安全なメンバーアクセス
Elvis ?:null 可能型のデフォルト値
let/apply/also/run/withクリーンなコードのためのスコープ関数
拡張関数継承なしで振る舞いを追加
copy()データクラスのイミュータブルな更新
require/check事前条件アサーション
コルーチン async/await構造化された並行実行
Flowコールドリアクティブストリーム
sequence遅延評価
委譲 by継承なしで実装を再利用

避けるべきアンチパターン

kotlin
// 悪い例: null 可能型を強制アンラップval name = user!!.name
// 悪い例: Java からのプラットフォーム型リークfun getLength(s: String) = s.length // 安全fun getLength(s: String?) = s?.length ?: 0 // Java からの null を処理
// 悪い例: ミュータブルなデータクラスdata class MutableUser(var name: String, var email: String)
// 悪い例: 制御フローに例外を使用try {    val user = findUser(id)} catch (e: NotFoundException) {    // 期待されるケースに例外を使用しない}
// 良い例: null 可能な戻り値または Result を使用val user: User? = findUserOrNull(id)
// 悪い例: コルーチンスコープを無視GlobalScope.launch { /* GlobalScope を避ける */ }
// 良い例: 構造化並行性を使用coroutineScope {    launch { /* 適切にスコープ化 */ }}
// 悪い例: 深くネストされたスコープ関数user?.let { u ->    u.address?.let { a ->        a.city?.let { c -> process(c) }    }}
// 良い例: 直接のセーフコールチェーンuser?.address?.city?.let { process(it) }

覚えておくこと: Kotlin のコードは簡潔かつ読みやすくあるべきです。安全性のために型システムを活用し、イミュータビリティを優先し、並行性にはコルーチンを使用してください。迷ったときはコンパイラに助けてもらいましょう。

来源与署名

来源:affaan-m/ECC位于docs/ja-JP/skills/kotlin-patterns提交ef648e0

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