Solidity 智能合约入门

存储合约示例

将一个数据放置在链上

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0
pragma solidity >=0.4.16 <0.9.0;

contract SimpleStorage {
    uint storedData;

    function set(uint x) public {
        storedData = x;
    }

    function get() public view returns (uint) {
        return storedData;
    }
}

我们对代码进行逐行分析，首先第一行

第一行表明此段代码是被GPL-3.0所授权。默认情况下，在发布源代码时加入机器可读许可证说明是很重要的。

GPL（GNU General Public License Versions）

GPL协议一般还可以分为GPL2.0和GPL3.0两种，而GPL3.0是更新一代的开源标准，在对用户专利的保护和DRM的限制方面有所更改。GPL协议同其它的自由软件许可证一样，许可社会公众享有：运行、复制软件的自由，发行传播软件的自由，获得软件源码的自由，改进软件并将自己作出的改进版本向社会发行传播的自由。 而GPL协议就像一种开源“病毒”，任何一款沾染上他的软件都不得不保持开源和免费。

下一行是告诉编译器源代码所适用的Solidity版本为>=0.4.16 及 <0.9.0 。这样的说明是为了确保合约不会在新的编译器版本中发生异常的行为。关键字 pragma是告知编译器如何处理源代码的通用指令

Solidity中智能合约的含义就是一组代码（它的 功能 )和数据（它的 状态 ）的集合，并且它们是位于以太坊区块链的一个特定地址上的

uint storedData; 这一行代码声明了一个名为storedData的状态变量，其类型为 uint (256位无符号整数）。 你也可以认为它是数据库里的一个插槽，并且可以通过调用管理数据库代码的函数进行查询和更改。在这个例子中，上述的合约定义了set和get 函数，可以用来修改或检索变量的值。

要访问当前合约的成员（如：状态变量），通常不需要像添加 this. 这样的前缀，你只需要通过名字就可以直接访问它。 与其他一些语言不同的是，省略它不仅仅是一个风格问题，因为它是一种完全不同的访问成员的方式

该合约能完成的事情并不多（由于以太坊构建的基础架构的原因）：它能允许任何人在合约中存储一个单独的数字，并且这个数字可以被世界上任何人访问，且没有可行的办法阻止你发布这个数字。当然，任何人都可以再次调用 set ，传入不同的值，覆盖你的数字，但是这个数字仍会被存储在区块链的历史记录中。随后，我们会看到怎样施加访问限制，以确保只有你才能改变这个数字。

所有的标识符（合约名称，函数名称和变量名称）都只能使用ASCII字符集。UTF-8编码的数据可以用字符串变量的形式存储。

小心使用Unicode文本，因为有些字符虽然长得相像（甚至一样），但其字符码是不同的，其编码后的字符数组也会不一样。

货币合约（Subcurrency）示例

下面的合约实现了一个最简单的加密货币。这里，币确实可以无中生有地产生，但是只有创建合约的人才能做到（实现一个不同的发行计划也不难）。而且，任何人都可以给其他人转币，不需要注册用户名和密码 —— 所需要的只是以太坊密钥对

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0
pragma solidity ^0.8.4;

contract Coin {
   // 关键字“public”让这些变量可以从外部读取
   address public minter;
   mapping (address => uint) public balances;

   // 轻客户端可以通过事件针对变化作出高效的反应
   event Sent(address from, address to, uint amount);

   // 这是构造函数，只有当合约创建时运行
   constructor() {
       minter = msg.sender;
   }

   function mint(address receiver, uint amount) public {
       require(msg.sender == minter);
       balances[receiver] += amount;
   }

   // Errors allow you to provide information about
   // why an operation failed. They are returned
   // to the caller of the function.
   error InsufficientBalance(uint requested, uint available);


   function send(address receiver, uint amount) public {
       if (amount > balances[msg.sender])
           revert InsufficientBalance({
               requested: amount,
               available: balances[msg.sender]
           });

       balances[msg.sender] -= amount;
       balances[receiver] += amount;
       emit Sent(msg.sender, receiver, amount);
   }
}

这个合约引入了一些新的概念，让我们逐一解读。

address public minter; 这一行声明了一个可以被公开访问的 address 类型的状态变量。 address 类型是一个160位的值，且不允许任何算数操作。这种类型适合存储合约地址或外部人员的密钥对。关键字 public 自动生成一个函数，允许你在这个合约之外访问这个状态变量的当前值。如果没有这个关键字，其他的合约没有办法访问这个变量。由编译器生成的函数的代码大致如下所示（暂时忽略 external 和 view）：

function minter() external view returns (address) { return minter; }

当然，加一个和上面完全一样的函数是行不通的，因为我们会有同名的一个函数和一个变量，这里，主要是希望你能明白——编译器已经帮你实现了。

下一行， mapping (address => uint) public balances; 也创建一个公共状态变量，但它是一个更复杂的数据类型。 该类型将address映射为无符号整数。 Mappings 可以看作是一个 哈希表 它会执行虚拟初始化，以使所有可能存在的键都映射到一个字节表示为全零的值。 但是，这种类比并不太恰当，因为它既不能获得映射的所有键的列表，也不能获得所有值的列表。 因此，要么记住你添加到mapping中的数据（使用列表或更高级的数据类型会更好），要么在不需要键列表或值列表的上下文中使用它，就如本例。 而由 public 关键字创建的getter函数 getter function 则是更复杂一些的情况， 它大致如下所示：

function balances(address account) external view returns (uint) {
    return balances[account];
}

正如你所看到的，你可以通过该函数轻松地查询到账户的余额。

event Sent(address from, address to, uint amount); 这行声明了一个所谓的“事件（event）”，它会在 send 函数的最后一行被发出。用户界面（当然也包括服务器应用程序）可以监听区块链上正在发送的事件，而不会花费太多成本。一旦它被发出，监听该事件的listener都将收到通知。而所有的事件都包含了 from ， to 和 amount 三个参数，可方便追踪交易。 为了监听这个事件，你可以使用如下JavaScript代码（假设 Coin 是已经通过 web3.js 创建好的合约对象 ）：

Coin.Sent().watch({}, '', function(error, result) {
    if (!error) {
        console.log("Coin transfer: " + result.args.amount +
            " coins were sent from " + result.args.from +
            " to " + result.args.to + ".");
        console.log("Balances now:\n" +
            "Sender: " + Coin.balances.call(result.args.from) +
            "Receiver: " + Coin.balances.call(result.args.to));
    }
})

这里请注意自动生成的 balances 函数是如何从用户界面调用的。

特殊函数 constructor 是仅在创建合约期间运行的构造函数，不能在创建之后调用。 在 Coin 合约中，构造函数永久存储创建合约的人的地址: msg (类似的还有 tx 和 block ) 是一个特殊的全局变量， 参考 特殊变量和函数 ，这些变量允许我们访问区块链的属性。 msg.sender 始终记录当前（外部）函数调用是来自于哪一个地址。

最后，真正被用户或其他合约所调用的，以完成本合约功能的方法是 mint 和 send。

mint 函数用来新发行一定数量的币到一个地址。 require 用来检查某些条件，如果不满足这些条件就会回推所有的状态变化。 在这个例子中, require(msg.sender == minter); 确保只有合约的创建者可以调用 mint。 一般来说，创建者可以随心所欲地铸造代币，但在某些时候，这将导致一种叫做 “溢出” 的现象。

请注意，由于默认的 算术检查模式 ，如果表达式 balances[receiver] += amount; 溢出交易将被还原。 即当任意精度算术中的 balances[receiver]+ amount 大于 uint (2**256 - 1)。同样在在函数 send 中的 balances[receiver] += amount; 这对语句来说也是如此。

Errors 用来向调用者描述错误信息。Error与 revert 语句 一起使用。 revert 语句无条件地中止执行并回退所有的变化，类似于 require 函数，它也同样允许你提供一个错误的名称和额外的数据，这些额外数据将提供给调用者(并最终提供给前端应用程序或区块资源管理器），这样就可以更容易地调试或应对失败。

任何人（已经拥有一些代币）都可以使用 send 函数来向其他人发送代币。如果发送者没有足够的代币可以发送， if 条件为真 revert 将触发失败，并通过 InsufficientBalance 向发送者提供错误细节

如果你用这个合约向一个地址发送代币，当你在区块链浏览器上看这个地址时，你不会看到任何东西，因为你发送代币的记录和余额的变化只存储在这个特定的Coin合约的数据存储中。 通过使用事件，你可以让 “区块链浏览器”，跟踪代币的交易和余额变化，但你必须查看代币合约地址（下的交易记录），而不是持有人的地址

如果 mint 被合约创建者外的其他人调用则什么也不会发生。 另一方面， send 函数可被任何人用于向他人发送币 (当然，前提是发送者拥有这些币)。记住，如果你使用合约发送币给一个地址，当你在区块链浏览器上查看该地址时是看不到任何相关信息的。因为，实际上你发送币和更改余额的信息仅仅存储在特定合约的数据存储器中。通过使用事件，你可以非常简单地为你的新币创建一个“区块链浏览器”来追踪交易和余额。