再谈solidity中的抽象合约

基本概念：

在 Solidity 中，抽象合约是一种合约，它至少包含一个没有实现主体的函数。这些函数通常被标记为virtual（如果它们打算被重写）和abstract。抽象合约不能被直接实例化，它主要是作为其他合约的基类，用于定义接口和公共的函数签名，以规范继承它的合约的行为。

一个基本的抽象合约示例：

csharp 复制代码

pragma solidity ^0.8.0;

abstract contract AbstractContract {
    function someFunction() public virtual view returns (uint) external;
}

在这个例子中，someFunction是一个抽象函数。它有返回类型uint，访问修饰符是public，函数类型是view（表示这个函数不会修改合约的状态）和external（意味着它只能从合约外部调用）。但是没有函数体，具体的实现留给继承这个抽象合约的具体合约。

抽象合约的目的和用途：

接口规范 ：抽象合约用于定义一组函数签名，这些签名构成了一种接口。继承抽象合约的子合约必须实现这些抽象函数，从而保证了在基于接口开发时，不同合约之间函数调用的一致性。例如，在开发一个去中心化金融（DeFi）应用中，可能有一个抽象合约定义了通用的tokenTransfer函数签名，不同的 token 合约继承这个抽象合约并按照自己的规则实现tokenTransfer，但它们都遵循相同的接口规范，方便其他合约与之交互。

代码复用和继承结构 ：它为合约的继承体系提供了一个基础。可以把一些通用的状态变量定义和部分函数实现放在抽象合约中，然后让多个具体合约继承它。这样，既可以复用代码，又可以通过抽象函数来强制要求子类实现某些特定的功能。比如，一个抽象的Asset合约可以定义资产的基本属性（如assetName、assetSymbol），以及抽象的transfer和balanceOf函数。然后，TokenAsset和NFTAsset等具体资产合约可以继承Asset合约，根据自身特点实现transfer和balanceOf函数。

与接口的区别：

虽然抽象合约和接口都用于定义函数签名，但接口更加严格。接口中的所有函数都自动是external和abstract的，不能有函数体，也不能包含状态变量。而抽象合约可以有状态变量和带有函数体的函数，它只是部分函数可以是抽象的。例如，一个接口定义可能如下：

php 复制代码

pragma solidity ^0.8.0;

interface MyInterface {
    function anotherFunction() external returns (bool);
}

抽象合约中的状态变量：

抽象合约可以定义状态变量，这些状态变量会被继承它的子合约继承。例如，抽象合约定义了一个uint类型的状态变量totalSupply，如下所示：

csharp 复制代码

pragma solidity ^0.8.0;

abstract contract AbstractToken {
    uint public totalSupply;
}

这个totalSupply变量可以在抽象合约中进行初始化，也可以在子合约的构造函数中初始化。如果在抽象合约中初始化，那么所有继承该抽象合约的子合约都会继承这个初始值。

子合约的存储布局：

继承状态变量的存储位置 ：当子合约继承抽象合约的状态变量时，这些状态变量会按照定义的顺序在存储中分配位置。在以太坊虚拟机（EVM）中，存储是一个键 - 值对的存储区域，状态变量存储在其中。继承的状态变量会占用连续的存储槽（storage slot）。例如，如果抽象合约中有一个uint（占用 32 字节）类型的状态变量var1，子合约继承了这个变量，var1会占用一个存储槽。如果子合约又定义了自己的uint类型状态变量var2，var2会占用下一个存储槽。

变量重名情况：如果子合约定义了与抽象合约中同名的状态变量，那么子合约中的变量会覆盖抽象合约中的变量。但是这种做法可能会导致一些混淆，并且在大多数情况下应该避免，除非有明确的目的。例如：

csharp 复制代码

pragma solidity ^0.8.0;

abstract contract AbstractContract {
    uint public variable;
}
contract ChildContract is AbstractContract {
    uint public variable; // 覆盖了抽象合约中的variable变量
}

状态变量的访问和修改：

访问规则 ：子合约可以直接访问从抽象合约继承的状态变量。这些状态变量的访问修饰符（如public、private、internal）在继承过程中遵循 Solidity 的访问规则。如果一个状态变量在抽象合约中被定义为public，子合约和外部合约（在允许的情况下）都可以访问它。例如，对于前面定义的AbstractToken合约中的totalSupply变量，如果子合约MyToken继承了AbstractToken，MyToken合约内部的函数可以直接访问totalSupply，并且外部合约也可以通过MyToken合约实例来访问totalSupply。

修改规则 ：子合约可以修改从抽象合约继承的状态变量。当子合约修改这些变量时，存储中的值会相应地更新。例如，子合约可以通过一个函数来增加totalSupply的值，如下所示：

csharp 复制代码

pragma solidity ^0.8.0;

abstract contract AbstractToken {
    uint public totalSupply;
}
contract MyToken is AbstractToken {
    function increaseSupply(uint amount) public {
        totalSupply += amount;
    }
}

在这个例子中，MyToken合约中的increaseSupply函数可以修改从抽象合约AbstractToken继承的totalSupply状态变量。这种修改会直接影响存储中的值，并且在整个区块链网络中保持更新后的状态。

存储布局对 Gas 成本的影响:

状态变量的存储布局会影响合约执行的 Gas 成本。在 EVM 中，读取和写入存储是相对昂贵的操作。如果状态变量的布局不合理，可能会导致更高的 Gas 消耗。例如，如果频繁地访问存储中不连续的状态变量，会比访问连续的状态变量消耗更多的 Gas。当子合约继承抽象合约的状态变量时，合理地设计抽象合约中的状态变量布局可以帮助减少子合约的 Gas 成本。比如，将经常一起使用的状态变量在抽象合约中连续定义，这样在子合约继承后，它们在存储中的位置也相对连续，有利于降低 Gas 成本。