基于以太坊的智能合约开发Solidity（基础篇）

参考教程：基于以太坊的智能合约开发教程【Solidity】_哔哩哔哩_bilibili

1、第一个程序——Helloworld：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract HelloWorld{//合约属性变量，也叫状态变量（定义方式：数据类型 变量名 = 数据）string myName = "helloworld";//在solidity中，用单引号包含字符串也是可以的//合约中的方法（注意语法顺序，其中此处“view”代表方法只读，不会消耗燃料；“returns”后的是返回值类型）function getName() public view returns(string){return myName;//返回值类型要与returns声明的严格相同}//可以修改属性变量的值，但是会消耗燃料function changeName(string _newName) public{myName = _newName;}//“pure”代表不能读取也不能改变状态变量function pureName(string _name) public pure returns(string){return _name;}/*用constant、view、pure修饰function分别表示：constant:只能读取不可改变状态变量(就是contract中定义的变量）view:只能读取不可改变状态变量,和constant一样pure:不能读取也不能改变状态变量*/}

（1）程序编译完成后，需要在虚拟机上运行，将合约部署好后便可执行刚刚编写的函数。（注意，合约一旦部署，就会永久存在于区块链上，且不可篡改，不过可以销毁）

（2）执行完成后，可以得到以下交易信息，下图所示的就是生成的区块信息：

（3）代码相关：

①属性变量定义方式：数据类型 变量名 = 数据（变量命名规则和c语言相同）

②一般用双引号包含一串字符串，不过在solidity中，用单引号包含字符串也是可以的。

③Solidity值类型：（在Solidity中，一旦一个变量被指定了某个数据类型，如果不经过强制转换，那么它就永远是这个数据类型，在调用函数时如果形参和实参类型不同将会报错）

• 布尔类型（bool）：可能的取值为字符常量值true或false

• 整型（int/uint）：分别表示有符号和无符号的不同位数的整型变量，支持关键字uint8到 uint256（无符号，从8位到256位）以及int8到int256，以8位为步长递增

• 定长浮点型（fixed / ufixed）：表示各种大小的有符号和无符号的定长浮点型，在关键字ufixedMxN和fixedMxN中，M表示该类型占用的位数，N表示可用的小数位数

• 地址（address）：存储一个 20 字节的值（以太坊地址大小）

• 定长字节数组：关键字有 bytes1，bytes2，bytes3，…，bytes32

• 枚举（enum）：一种用户可以定义类型的方法，与C语言类似，默认从0开始递增，一般用来模拟合约的状态

• 函数（function）：一种表示函数的类型

④solidity函数的标准形式：

functionfunctionName() {private|internal|external|public} [pure|constant|view|payable] [returns()]

在合约中定义函数要以function开头，后接函数名称，括号内则是传入函数中的参数（每一个参数的类型以及名称要依次写出，没有参数则不写），“returns”后接该函数返回值的类型（无返回值则可以不写returns）。

⑤用constant、view、pure修饰function分别表示：

constant：只能读取、不可改变状态变量（就是contract中定义的变量）

view：只能读取、不可改变状态变量，和constant一样，不消耗燃料

pure：不能读取也不能改变状态变量，一个固定的输入只能有一个固定的输出

[1]以下情况被认为是修改状态：修改状态变量（函数体外部、合约内部创建的变量就是状态变量）、产生事件、创建其它合约、使用selfdestruct、通过调用发送以太币、调用任何没有标记为view或者pure的函数、使用低级调用、使用包含特定操作码的内联汇编。

[2]以下被认为是从状态中进行读取：读取状态变量、访问this.balance或者 .balance、访问block,tx,msg中任意成员（除msg.sig和msg.data之外）、调用任何未标记为pure的函数、使用包含某些操作码的内联汇编。

⑥用external、public、internal、private修饰function分别表示：

external：外部函数作为合约接口的一部分，意味着可以从其他合约和交易中调用， 一个外部函数f不能从内部调用（即f不起作用，但this.f()可以，这些后续都会详细介绍），当收到大量数据的时候，外部函数有时候会更有效率。

public：public函数是合约接口的一部分，可以在内部或通过消息调用。对于public状态变量，会自动生成一个getter函数。

internal：这些函数和状态变量只能是内部访问（即从当前合约内部或从它派生的合约访问），不使用this调用。

private：private函数和状态变量仅在当前定义它们的合约中使用，并且不能被派生合约使用。

⑦solidity中函数可以递归调用。

⑧solidity可以使用import导入其它源文件：

[1]import “filename”;//从“filename”中导入所有的全局符号到当前全局作用域中

[2]import * as symbolName from “filename”;//创建一个新的全局符号symbolName，其成员均来自“filename”中的全局符号

[3]import {symbol1 as alias, symbol2} from “filename”;//创建新的全局符号alias和symbol2，分别从”filename”引用symbol1和symbol2

[4]import “filename” as symbolName;//这条语句等同于import * as symbolName from “filename”;

2、语法——逻辑运算：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract BoolTest{bool a; //创建布尔类型变量时如不初始化，默认赋为falsefunction geta() public returns(bool){return a;}function getnota() public returns(bool){return !a; //a当前为false，经过非运算后会返回true}int c = 1;int d = 2;//（这部分与c语言几乎完全相同，就不列举所有情形了）function cdequal() public returns(bool){return c==d; //c与d当前不相等，c==d不成立，会返回false}function cdequalAnd() public returns(bool){return c==d && true; //c==d返回false，false与true进行与运算，结果为false}function cdequalOr() public returns(bool){return c==d || true; //c==d返回false，false与true进行或运算，结果为true}function cdnotequalAnd() public returns(bool){return c!=d && true; //c与d当前不相等，c！=d成立，返回true，true与true进行或运算，结果为true}}

3、语法——整型与算术运算：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract MathTest{//加（a与b为传入方法中的参数，下同理）function add(uint a,uint b) public returns(uint){return a+b;}//减function minus(uint a,uint b) public returns(uint){return a-b;}//乘function multiply(uint a,uint b) public returns(uint){return a*b;}//除function divide(uint a,uint b) public returns(uint){return a/b;}//取余运算function mod(uint a,uint b) public returns(uint){return a%b;}//幂运算function square(uint a,uint b) public returns(uint){return a**b;}}

4、语法——位运算：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract MathTest{//uint8表示大小为8个位的无符号整型uint8 a = 3; //二进制表示为00000011uint8 b = 4; //二进制表示为00000100//按位与（该部分和c语言也几乎完全相同）function bitwiseAnd() public returns(uint8){return a&b;}//按位或function bitwiseOr() public returns(uint8){return a|b;}//按位取反function tilde() public returns(uint8){return ~a;}//按位异或function caret() public returns(uint8){return a^b;}//左移（左移运算符后接左移的位数）function leftShift() public returns(uint8){return a<>1;}}

（图源：https://blog.csdn.net/aiwaston/article/details/113665723）

5、语法——复合运算：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract MathTest{uint a = 1;//该语法也和c语言基本完全相同//输出afunction add1() public returns(uint){return a++; //执行完该语句后a的值会加1}//输出a+1function add2() public returns(uint){return ++a; //执行该语句前a的值会加1，然后再执行该语句}//输出afunction sub1() public returns(uint){return a--; //执行完该语句后a的值会减1}//输出a-1function sub2() public returns(uint){return --a; //执行该语句前a的值会减1，然后再执行该语句}}

6、现象——整型溢出：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract MathTest{//这部分也与c语言几乎完全相同function flow() view public returns(uint8){uint8 mm = 255; //二进制为11111111mm++;return mm; //mm只有8位，但是对于mm，再加1会得到100000000，只能取前8位，于是返回0而不是256}function flow2() view public returns(uint256){uint8 mm = 255;mm++;return mm; //即使返回值声明有256位，但是在“mm++”这一步mm就被修改为0，所以返回的还是0}function flow3() view public returns(uint){uint mm = 255; //这次没对mm的位数进行限制，它可以装下100000000mm++;return mm;}function flow4() view public returns(uint8){uint8 nn = 0;nn--;return nn; //对00000000做减法，会先给“第九位”添1（要明确nn的位数），那么就会得到结果11111111，转换成十进制就是255（对于有符号数，就涉及到了补码的运算，同理，先转换成补码按此规律运算，再转换回十进制）}}

7、现象——非法运算：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract MathTest{function errorTest() view public returns(int){int a = 2;int b = 3;return a/b; //既然声明了返回值为整型，那么就不可能得到小数//不过solidity允许整型运算的过程中存在小数，只是结果不能接纳小数，比如2/5-2/5//solidity会将表达式计算出结果后再按照一定的规则（比如整形溢出等）进行处理，比如2**99-2**99+1}function errorTest2() view public returns(int){int a = 2;int b = 0;return a/b; //0不能做除数，这个方法甚至不能成功编译}function errorTest3() view public returns(int){int a = -1;int b = 0;return b >> a; //位移运算符不接受负数}}

8、语法——固定长度字节数组：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract ByteArray{bytes1 public num1 = 0x7a; //1个字节长度的变量bytes2 public num2 = 0x7a68; //2个字节长度的变量bytes12 public num3 = 0x7a68656e676a69616e78756e; //12个字节长度的变量}

（1）在solidity中，直接用public声明成员变量，编译部署后，会生成一个默认的get方法，通过该方法可以直接查看这个成员属性，而不需要通过自拟函数返回这个成员属性。

（2）字节数组同样支持位运算以及逻辑运算。

（3）固定长度字节数组不可以仅仅对某个字段进行更改（可以仅对某个字段进行读取，如下表所示），要么就直接对其整体重新赋值。

（4）定长字节数组的关键字有bytes1，bytes2，bytes3，…，bytes32。

（5）不管是定长数组还是动态长度数组，都不能越界访问，否则会报错。

9、语法——动态长度字节数组：

//声明版本号（程序中的版本号要和编译器版本号一致）pragma solidity ^0.5.17;//合约contract DynamicByteArray{bytes public name = new bytes(2); //为动态字节数组开辟2个字节的空间function initName() public{name[0] = 0x7a;//对动态长度字节数组进行初始化name[1] = 0x68;}function getLength() view public returns(uint){return name.length; //8个位（一个字节）为一个长度单位}function changeName() public{name[0] = 0x88; //可以对某一字段进行修改}function changeLength() public{name.length = 5; //可以修改数组的长度，不过修改的同时会将数组的内容全部置为0}function pushTest() public{name.push(0x99); //可以在数组末尾追加字节元素，同时增加数组的长度}}

（1）动态长度字节数组可以仅对某个字段进行更改。

（2）可以通过修改动态长度数组的length属性修改动态长度数组的长度，不过修改的同时会将数组的内容全部置为0。

（3）动态长度数组有push方法，使用该方法可以在数组末尾追加指定的字节元素，同时增加数组的长度。

10、语法——mapping映射：

pragma solidity ^0.5.17;contract mappingTest{//个人认为这个有点像Python中的字典（可以理解为mapping(key => value) 字典名）//一个钱包地址对应一个个人身份id mapping(address => uint) idMapping;//一个人的身份id地址对应一个人的姓名mapping(uint => string) nameMapping; uint id = 0;function register(string memory name) public //该函数模拟新账户绑定身份{address account = msg.sender; //调用该函数的账户为需要绑定身份和生成id号的新账户id++; //这里的id号应该是随机生成，总之每个调用该函数的账户都应该获得不同的id号//给账户分配一个ididMapping[account] = id;//再将个人id与个人姓名进行映射绑定nameMapping[id] = name;}//根据账户地址获取idfunction getIdByAddress(address account) public view returns(uint){return idMapping[account];}//根据id获取个人姓名function getNameById(uint id) public view returns(string memory){return nameMapping[id];}mapping(uint => mapping(uint => mapping(uint => string))) public map;function test() public{map[0][1][1] = "lalalalala"; //mapping数据类型还可以嵌套，相当于Python中的多维字典//map[0]：mapping(uint => mapping(uint => string))//map[0][1]：mapping(uint => string)//map[0][1][1]：string} }

mapping(key => value) Mapping的相关语句：

（1）“mapping(type1 => type2) Mapping;”的作用是创建一个type1类型到type2类型的映射，映射组的名称为“Mapping”。

（2）“Mapping[key] = value;”的作用是：

①如果Mapping组中此前没有key这个键值，那么Mapping组中会添加key这个键值到value的映射。

②如果Mapping组中此前存在key这个键值，那么key键值的映射修改为value。