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：

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//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：

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function functionName() {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 <address>.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：

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//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false
    
    function 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：

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//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：

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//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00000011
    uint8 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;
    }
    //右移（右移运算符后接右移的位数）
    function rightShift() public returns(uint8)
    {
        return a>>1;
    }
}

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

5、语法------复合运算：

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//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a
    function add1() public returns(uint)
    {
        return a++;  //执行完该语句后a的值会加1
    }
    //输出a+1
    function 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a
    function sub1() public returns(uint)
    {
        return a--;  //执行完该语句后a的值会减1
    }
    //输出a-1
    function 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：

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//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11111111
        mm++;
        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100000000
        mm++;
        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：

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//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：

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//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。

|----|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|------------|------------|
| 名称 | num3[0] | num3[1] | num3[2] | num3[3] | num3[4] | num3[5] | num3[6] | num3[7] | num3[8] | num3[9] | num3[10] | num3[11] |
| 内容 | 0x7a | 0x68 | 0x65 | 0x6e | 0x67 | 0x6a | 0x69 | 0x61 | 0x6e | 0x78 | 0x75 | 0x6e |

（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：

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//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。