Solidity学习笔记

以太坊

共识协议有

• pow（工作量证明）
• pos（权益证明）

结点类型有

• 普通节点：备份区块链数据
• 矿工：创建区块链

加密算法使用的是ECC（椭圆曲线加密算法）
通信协议使用的是Whisper
存储平台使用的是Swarm
geth是以太坊，whipster和swarm节点的一个实现

帐户类型有

• 外部帐户
• 合约帐户

帐户结构有

• nonce：外部帐户表示从该帐户地址发送出的交易数量，合约帐户表示该帐户创建过的合约数量
• balance：帐户余额，以wei为单位
• storageRoot：该帐户存储内容的Merkle Patricia树的根结点哈希值
• codeHash：外部帐户是空字符串的哈希值，合约帐䚮是该帐户的EVM code（编译后的智能合约字节码）的哈希值

solidity流程

文件组成

Solidity文件，扩展名为.sol，由4个结构组成

• 预编译指令
• 注释
• 导入
• 合约/库/接口

使用下面指令指定编译器版本

pragma Solidity<version number>

版本声明^0.5.2表示兼容0.5.2以及向后兼容的补丁版本，但不包括 0.6.0 及以上版本
注释形式有

• 单行注释 ：用双斜线表示//
• 多行注释 ：用/*和*/表示
• 以太坊自然规范：即三个斜杠///表示单行注释，多行注释用/**表示注释开始，*/表示注释结束

导入其它合约使用

import"otherContract";//导入所有的全局符号import*as symbolName from"filename";//导入filename所有的全局符号作为全局符号名symbolName的成员import{symbol1 as alias,symbol2}from"filename";

合约使用关键字contract，库使用关键字library，接口使用关键字interface

合约

合约结构包含

• 状态变量
• 结构定义：使用struct
• 修改器定义：使用关键字modifier，修改器与函数绑定。修改器中的下划线_表示执行目标函数。payable是由Solidity提供的修改器，当应用于函数时允许函数接受以太币
• 事件声明：使用关键字event来定义
• 枚举定义
• 函数定义：函数支持的限定符有external, payable(k只能接受以太币), view(常量函数别名),pure(既不能读取也不能写入，不能访问状态变量)，其修饰符默认是public

状态变量

定义形式为<类型 修饰符 标识符>
修饰符有

• internal：在没有显示指定情况下，默认是internal
• private
• public：对于此类型，会生成public的获取函数
• constant

对于address public miner生成的函数形式为

functionminter()external view returns(address){returnminter;}

数据类型支持的有

• bool
• uint/int：从8位到256位，没有指定位数时，表示的是256位
• bytes
• address
• mapping：mapping(KeyType KeyName? => ValueType ValueName?) VariableName
• enum
• struct
• string

事件

关键字为event，形式为

eventSent(address from,address to,uint amount);

函数

其定义为

functionFunctionName([parameters]){public|private|internal|external}[pure|constant|view|payable][virtual][modifiers][returns(returntypes)]

函数可见性有

• public
• private
• internal
• external

函数读写性有

• view
• constant：0.5.0版本后丢弃
• pure

合约创建

有两种方式

• 使用new创建

contract Helloworld{}contract client{functioncreateHelloworld()public returns(Helloworld address){returnnewHelloworld()}}

• 使用已经部署的合约地址

contract client{functionuseHelloworld(address addr)public{Helloworld hw=Helloworld(addr)}}

构造函数

在用new创建合约时，会调用构造函数。构造函数只会调用一次，也只能有一个构造函数，不能重载。

contract Helloworld{construct([参数]){}}

继承

单继承：使用形式为子合约 is 父合约
多继承：使用形式为子合约 is 父合约1，父合约2，...
在调用继承体系中的函数时，可以直接使用父合约.函数，直接调用其直接父合约使用super.函数(在多继承中时，按照父合约声明顺序调用)
需要重载的函数使用virtual修饰符，子合约重载父合约函数使用override修饰符
重载时支持修改函数的可见性(从不严格转为严格的，不能从严格的转不严格的)有

• external转public
• nonpayable转view和pure
• view转pure
• payable不能转

修改器跟函数一样支持重载，也是使用virtual和override
对于有参数的构造函数，有两种方式

• 直接在继承声明时指定父合约的参数
• 在子合约构造函数中，显示指定父合约参数

否则只能将合约声明为抽象的

抽象合约

合约前使用abstract，即合约中函数没有实现

接口

关键字为interface，约束有

• 不能包含实现的函数
• 不能继承合约，可以继承其它接口
• 所有函数必须是external
• 不能声明构造函数
• 不能声明状态变量
• 不能声明修改器

特殊函数

• receive函数

receive()external payable{...}

• fallback函数

fallback()external[payable]fallback(bytes calldata input)external[payable]

数据类型

值类型有

• bool
• uint/int
• address：分为payable（包含transfer和send）和不能支付的，
• byte：是bytes1的别名，字节类型还支持1-32，即bytes1-bytes32
• enum
• 定长浮点型：fixed和ufixedMxN，其中M表示所占的大小，需要为8的位数，范围为8-256,N表示小数点的位数，范围为0-80
• 定长数组：即固定数组int[5] age
• 函数类型：对于external和public函数，其包含两个属性.address(合约地址)和.selector(abi函数选择器)
• 用户自定义值类型：如type aliasName as built-in-type
• 合约类型：可以与地址作相互转换

引用类型有

• 动态数组：int[] age。动态数组可以使用内联初始化或者使用new运算符初始化，内联形式为int[] age = [1, 2,3],new初始化形式为int[] age = new int[](5)。solidity中有特殊数组类型，即字节数组bytes和字符串数组string。T[M][N] 表示 N 个长度为 M 的数组（外层长度是 N）
• 数组切片
• 结构
• 映射

type函数

type(C).name：合约名称
type(C).creationCode：合约的创建字节码
type(C).runtimeCode：合约的运行字节码
type(I).interfaceId：一个 bytes4 值，包含给定接口 I 的 EIP-165 接口标识符
type(T).min：类型T的最小值
type(T).max：类型T的最大值

错误处理

require：检查输入
assert：检查结果

字面量

字符串字面量用单引号或者双引号
十六进制字面量以前缀hex作为关键字，如hex "1A2B3F"

全局变量和函数

区块

blockhash(uint blockNumber) returns (bytes32)：当 blockNumber是 256 个最新区块之一时，给定区块的哈希值;否则返回零
blobhash(uint index) returns (bytes32)：与当前事务关联的索引第index个 Blob 的版本化哈希。版本化哈希由代表版本（当前0x01）的单个字节组成，后跟 KZG 承诺 （EIP-4844） 的 SHA256 哈希的最后 31 个字节。如果不存在具有给定索引的 blob，则返回零。
block.basefee (uint)：当前区块的基本费用（EIP-3198 和 EIP-1559）
block.blobbasefee (uint)：当前区块的 blob 基本费用（EIP-7516 和 EIP-4844）
block.chainid (uint)：当前链 ID
block.coinbase (address payable)：当前区块矿工地址
block.difficulty (uint)：当前区块难度(EVM < Paris)
block.prevrandao (uint)：信标链提供的随机数 (EVM >= Paris)
block.gaslimit (uint)：当前块 gas限制
block.number (uint)：当前区块编号
block.timestamp (uint)：当前区块时间戳（自 Unix 纪元以来的秒数）

消息

msg.data (bytes calldata)：完整的调用数据，与创建交易相关的函数及其参数信息
msg.sender (address)：调用函数的地址
msg.sig (bytes4)：函数标识符使用散列函数签名后的前四个字节
msg.value (uint)：随消息发送的以太币数量，以wei为单位

交易

tx.gasprice (uint)：交易的 gas 价格
tx.origin (address)：交易的发送者（全调用链）

加密

keccak256(bytes memory) returns (bytes32)：计算输入的 Keccak-256 哈希值，其基于SH3算法
sha256(bytes memory) returns (bytes32)：计算输入的 SHA-256哈希值，基基于SH2算法

地址

<address>.balance (uint256)：是address类型的内置全局变量，用于查询某个地址的ETH余额，单位为wei
全局函数有

• <address payable>.transfer(uint256 amount)：安全转换函数，向目标地址发送指定数量的ETH，若转帐失败，自动回滚当前交易。要求目标地址是address payable类型
• <address payable>.send(uint256 amount) returns (bool)：低级转账函数，但是转账失败，不会自动 回滚
• <address>.call(bytes memory) returns (bool, bytes memory)：通用低级调用函数，向目标地址发送一个自定义数据的调用请求，地址要求是 EOA或者合约地址( 定义了payable 的 fallback 函数的)
• <address>.delegatecall(bytes memory) returns (bool, bytes memory)：委托调用函数，与call类似，但是使用当前合约的上下文
• <address>.staticcall(bytes memory) returns (bool, bytes memory)：只读调用函数，禁止修改任何状态

合约

合约全局变量有

• this：表示当前合约的类型，可以显示转换成地址address contractAddress = address(this);

合约全局函数有

• selfdestruct(address payable recipient)：销毁当前合约，并且把剩余的以太币余额转移到参数指定地址

库

库里的内部函数是以复制的形式到调用它的合约中，内部类型可以传递，内存类型以引用传递
有以下限制

• 无状态变量
• 不能继承和被继承
• 不能接收以太币
• 不能销毁一个库

使用场景

• 节省gas
• 给数据类型添加成员函数

主要是代码复用
using A for B：表示给自定义类型B添加库A中的操作符，相当于B的成员函数，其中A函数的第一参数相当于python中的self

ABI

有两种形式，一种是参数二进制编码，一种是json形式

参数编码（二进制形式）

首先是4字节的函数签名，然后是对函数参数的编码
对于静态类型和动态类型的编码方式不一样，动态类型有

• string
• bytes
• 定长数组
• 变长数组
• 元组(T1,…,Tk)

元组编码形式为
enc(X) = head(X(1)) … head(X(k)) tail(X(1)) … tail(X(k))
对于静态类型，head(X(i)) = enc(X(i))， tail(X(i)) = “”
对于动态类型，head(X(i)) = enc(len( head(X(1)) … head(X(k)) tail(X(1)) …tail(X(i-1)) )), tail(X(i)) = enc(X(i))

json形式

json形式主要函数、事件或者error的数组形式

函数

json字段有

• type：其支持的值有function,constructor, receive,fallback
• name：表示函数名称
• inputs：对象数组，其包含以下字段
  • name：参数名
  • type：参数的规范类型
  • components：用于元组类型
• outputs：与inputs类似，为对象数组
• stateMutability：支持的值有pure,view,nonpayable和payable

constructor, receive,fallback不会有name和ouputs字段，receive,fallback不会有inputs字段

事件

json字段有

• type：值为event
• name：表示事件名
• inputs：对象数组，其包含以下字段
  • name：参数名
  • type：参数的规范类型
  • components：用于元组类型
  • indexed：布尔值，如果该字段是日志主题的一部分则为true，否则为false
• anonymous：布尔值，如果事件声明为anonymous则为true

error

json字段有

• type：值为error
• name：表示错误名
• inputs：对象数组，其包含以下字段
  • name：参数名
  • type：参数的规范类型
  • components：用于元组类型

EVM虚拟机

数据存储位置