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Solidity 智能合约基础入门（第一章）_智能合约solidity

作者：你好赵伟 | 2024-03-21 01:48:03

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智能合约solidity

Solidity简介：

Solidity是一种面向智能合约的编程语言，用于开发以太坊区块链上的去中心化应用（DApps）。它是以太坊平台的官方语言，并且在其他一些区块链平台中也被广泛采用。

Solidity语言结合了C++、JavaScript和Python的特性，其语法类似于这些语言，使开发者更容易上手。使用Solidity，开发者可以定义和执行智能合约，这些合约定义了在区块链上运行的一系列代码和规则。智能合约用于管理和控制区块链上的资产和交互行为。

Solidity支持各种数据类型，包括整数、浮点数、字符串、布尔型以及自定义类型等。它提供了丰富的编程功能，例如条件语句、循环语句、函数、事件和异常处理，以便开发者能够灵活地设计和实现智能合约的逻辑。

通过Solidity，开发者可以创建代币、实现多方资金转移、创建投票系统、编写游戏逻辑等。智能合约的代码由Solidity编写，并且通过以太坊虚拟机（EVM）执行。开发者可以使用Solidity编译器将代码编译为EVM可执行的字节码，然后将其部署到以太坊区块链上。

尽管Solidity是一种强大的工具，但在开发过程中也需谨慎对待。由于智能合约在区块链上是不可更改的，因此一旦合约部署，它将永久保留。这意味着任何错误或漏洞可能导致无法修复的损失。因此，开发者需要进行充分的测试和审查，以确保智能合约的安全性和正确性。

Hello World:

在学习Solidity 之前先分享一个在线开发工具（Remix）的网址： http://remix.zhiguxingtu.com/

我们将在Remix中编写智能合约

下面我们从一个简单的Hello World合约了解Solidity智能合约：


// SPDX-License-Identifier: MIT(许可证)
pragma solidity ^0.8.4;//编译器版本
 
//合约
contract Hello{
    //变量
    string name;
    //事件
    event Rename(string newName);
    //构造函数
    constructor(string memory _name){
        name = _name;
    }
    //函数
    function setName(string memory _name)public{
        name = _name;
        //触发事件
        emit  Rename(_name);
    }
    function getName()public view returns(string memory){
        return name;
    }
}

一、值类型

1.整型

int/uint（零值：0）可加数字表示精度：8~256（为8的倍数）

int是有符号整型，可以是正整数也可以是负整数

uint 是无符号整型，只能是正整数

solidity中没有浮点类型，通过位数精度来表示浮点类型


    // 整型
    int public _int = -1; // 整数，包括负数
    uint public _uint = 1; // 正整数
    uint256 public _number = 20220330; // 256位正整数

常用的整型运算符包括：

比较运算符（返回布尔值）： <=， <， ==， !=， >=， >
算数运算符： +， -，一元运算 -， +， *， /， %（取余），**（幂）

2.布尔型

布尔类型：取值为true或false（零值：false）：


//布尔值
bool isAlive=ture;

布尔值的运算符，包括：

! （逻辑非）
&& （逻辑与， "and" ）
|| （逻辑或， "or" ）
== （等于）
!= （不等于）


    // 布尔运算
    bool public _bool1 = !_bool; //取非
    bool public _bool2 = _bool && _bool1; //与
    bool public _bool3 = _bool || _bool1; //或
    bool public _bool4 = _bool == _bool1; //相等
    bool public _bool5 = _bool != _bool1; //不相等

字节数组 bytes 可加字节数组大小（1~32）

3.地址类型

address：最常用的地址类型是address，表示以太坊账户的地址。一个address类型的变量存储了一个20字节大小的地址，它可以是一个普通账户地址，也可以是一个合约地址。可以使用address类型来存储和操作账户的地址。
address payable：address payable是address类型的一个特殊子类型，用于表示可以接收以太币的地址。除了address具有的功能外，address payable还提供了一些特殊方法，如transfer和send，用于发送以太币。
```
    // 地址
    address public owner = 0x5B38Da6a701c568545dCfcB03FcB875f56beddC4;
    address payable public owner1 = payable(_address);//可以转账、查余额
```

4.字节数组

字节数组bytes分两种:

定长：byte, bytes8, bytes32（消耗gas比较少）

不定长：定长的属于数值类型，不定长的是引用类型（下面章节会提起）


    // 固定长度的字节数组
    bytes32 public _byte32 = "MiniSolidity"; 
    bytes1 public _byte = _byte32[0];

MiniSolidity变量以字节的方式存储进变量_byte32，转换成16进制为：0x4d696e69536f6c69646974790000000000000000000000000000000000000000

_byte变量存储_byte32的第一个字节，为0x4d。

5. 枚举 enum

枚举类型来定义一组预定义的常量，用于表示一组固定的取值，这些取值在定义时被明确列出，且不能更改。


// 定义一个名称为State的枚举类型
enum State {
  Created,
  InProgress,
  Completed
}
 
// 声明一个状态变量，类型为State枚举
State public currentState;
 
// 在合约中使用枚举类型
function updateState(State newState) public {
  currentState = newState;
}

二、引用类型

1.数组array

数组（array）在solidity语言中，用来存储一组数据（整数，字节，地址等等）。数组分为固定长度数组和可变长度数组两种：

固定长度数组：固定长度数组在声明时指定了数组的长度，长度不可改变。用T[k]的格式声明，其中T是元素的类型，k是长度，例如：


    // 固定长度 Array
    uint256[5] array1;
    bytes1[5] array2;
    address[100] array3;

例如：uint256[5] 表示一个包含5个无符号256位整数的固定长度数组。

动态长度数组：动态长度数组是长度可以在运行时进行更改的数组。通过使用关键字storage或memory声明数组的存储位置。用T[]的格式声明，其中T是元素的类型，例如（bytes比较特殊，是数组，但是不用加[]）：


    // 可变长度 Array
    uint256[] array4;
    bytes1[] array5;
    address[] array6;
    bytes array7;

例如： uint256[]表示一个可变长度的无符号256位整数数组。

索引：

使用数组时，可以使用索引访问和操作数组中的元素。数组的索引从0开始，表示数组中的第一个元素，依次递增。可以使用length属性获取数组的长度。

常用数组操作：

push() 添加元素：使用push方法将元素添加到动态长度数组的末尾。
访问元素：使用索引来访问数组中的特定元素。
修改元素：使用索引和赋值操作符（=）来修改数组中的元素。

删除元素：Solidity中的数组无法直接删除单个元素，但可以通过重赋值空值或使用delete关键字将元素设置为默认值来删除元素。


pragma solidity ^0.8.0;
 
contract ArrayExample {
    uint256[] public dynamicArray;
 
    constructor() {
        // 添加元素到数组
        dynamicArray.push(10);
        dynamicArray.push(20);
        dynamicArray.push(30);
        
        // 修改数组元素
        dynamicArray[1] = 25;
        
        // 删除数组元素
        delete dynamicArray[2];
    }
 
    function getArrayLength() public view returns (uint256) {
        // 返回数组的长度
        return dynamicArray.length;
    }
    
    function getElement(uint256 _index) public view returns (uint256) {
        // 返回数组中指定索引位置的元素
        return dynamicArray[_index];
    }
}

2.结构体struct

结构体（Struct）是一种自定义的数据结构，允许定义一个包含多个不同类型的字段的复合数据类型。


 // 结构体
    struct Student{
        uint256 id;
        uint256 score; 
    }

    Student student; // 初始一个student结构体

给结构体赋值的两种方法：


    //  给结构体赋值
    // 方法1:在函数中创建一个storage的struct引用
    function initStudent1() external{
        Student storage _student = student; // assign a copy of student
        _student.id = 11;
        _student.score = 100;
    }


     // 方法2:直接引用状态变量的struct
    function initStudent2() external{
        student.id = 1;
        student.score = 80;
    }

3.映射Mapping

映射（Mapping）是一种键值对存储结构，类似于其他编程语言中的哈希表或字典。

映射允许您将一个键（Key）与一个值（Value）相关联，以便快速访问、存储和更新数据。

映射的声明语法如下：

    mapping(KeyType => ValueType) public myMapping;

KeyType 是键的数据类型，ValueType 是值的数据类型。可以根据需要选择不同的数据类型，例如 address、string、uint256 等等。例如：


    mapping(uint => address) public idToAddress; // id映射到地址
    mapping(address => address) public swapPair; // 币对的映射，地址到地址

映射类型常用操作：

添加/更新键值对：使用映射的索引操作符（[]）可以添加或更新键值对。例如：

myMapping[key] = value;

这会将键 key 的值设置为 value。

读取值：使用映射的索引操作符可以根据给定的键读取相应的值。如果没有为某个键设置值，那么读取操作将返回该值类型的默认值。例如：

ValueType myValue = myMapping[key];

这会将键 key 的值存储在变量 myValue 中。

映射长度：通过使用内置的 length 属性，您可以获取映射中键值对的数量。映射的长度指的是存储在映射中的键值对数量。例如：

uint256 length = myMapping.length;

检查键是否存在：您可以使用映射的键查找操作来检查某个键是否存在于映射中。


if (myMapping[key] != 0) {
    // 键存在于映射中
} else {
    // 键不存在于映射中
}

三、变量与常量

1.变量

Solidity语言中的变量与大多数编程语言类似，从作用域的角度来看大概分为三种

状态变量（state）

状态变量是数据存储在链上的变量，所有合约内函数都可以访问，gas消耗高。状态变量在合约内、函数外声明：


contract Variables {
    uint public x = 1;
    uint public y;
    string public z;

我们可以在函数里更改状态变量的值：


    function foo() external{
        // 可以在函数里更改状态变量的值
        x = 5;
        y = 2;
        z = "0xAA";
    }

局部变量(local )

局部变量是仅在函数执行过程中有效的变量，函数退出后，变量无效。局部变量的数据存储在内存里，不上链，gas低。局部变量在函数内声明：


    function bar() external pure returns(uint){
        uint xx = 1;
        uint yy = 3;
        uint zz = xx + yy;
        return(zz);
    }

全局变量(global)

全局变量是全局范围工作的变量，都是solidity预留关键字。他们可以在函数内不声明直接使用：


    function global() external view returns(address, uint, bytes memory){
        address sender = msg.sender;
        uint blockNum = block.number;
        bytes memory data = msg.data;
        return(sender, blockNum, data);
    }

在上面例子里，我们使用了3个常用的全局变量：msg.sender, block.number和msg.data，他们分别代表请求发起地址，当前区块高度，和请求数据。

常用的全局变量：

msg.sender：全局变量 msg.sender 是一个地址类型（address），它表示当前调用合约的用户（或合约）的地址。可以使用 msg.sender 来验证合约调用者的身份或执行一些权限检查。
msg.value：全局变量 msg.value 是一个整数类型（uint256），它表示当前交易发送的以太币（ether）数量。可以使用 msg.value 来处理合约接收的以太币，例如存款操作或付款验证。
block.timestamp：全局变量 block.timestamp 是一个整数类型（uint256），它表示当前块的时间戳。可以使用 block.timestamp 来记录合约交易发生的时间或执行时间相关的逻辑。
address(this)：address(this) 用于获取当前合约的地址，可以在合约内部使用它来执行一些与合约地址相关的操作，如自毁（self-destruct）或传递合约地址给其他合约。
block.number：全局变量 block.number 是一个整数类型（uint256），它表示当前块的块号。可以使用 block.number 来跟踪块号或执行与块号相关的逻辑。

2.常量

在Solidity中，有两个关键字用于标识不可变的变量：constant 和 immutable。

constant：该关键字用于声明常量值，这些值在编译时确定并且不能被修改。constant 可以用于函数定义、变量声明和参数声明。

示例：
```
function getNumber() public pure returns (uint256) {
    constant uint256 myNumber = 42;
    return myNumber;
}
```
在这个例子中，myNumber 是一个常量值，在编译时确定，并且不能在运行时修改或更新。
immutable：该关键字用于在合约的构造函数中声明不可变的状态变量。与 constant 不同，immutable 的值在合约部署时确定，并且在运行时保持不变。

示例：
```
contract MyContract {
    address public immutable owner;
 
    constructor() {
        owner = msg.sender;
    }
}
```
在这个例子中，owner 是一个不可变的状态变量，其值在合约部署时被初始化为合约的创建者的地址（msg.sender）。在构造函数执行时，owner 的值被设置为一次性的，之后无法再被修改。

小结

本章简单讲解值类型，引用类型，常量与变量，接下来我们将讲解函数，数据存储位置，错误，事件....等语法。

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Solidity 智能合约基础入门（第一章）_智能合约solidity

Solidity简介：

一、值类型

1.整型

2.布尔型

3.地址类型

4.字节数组

5. 枚举 enum

二、引用类型

1.数组array

2.结构体struct

3.映射Mapping

三、变量与常量

1.变量

状态变量（state）​

局部变量(local )​

全局变量(global)​

2.常量

小结

状态变量（state）

局部变量(local )

全局变量(global)