Solidity智能合约存储与数据结构精要

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一、函数function（续）

1）修改值操作

2）运算操作

[1）struct 结构体](#1）struct 结构体)

[2）array 数组](#2）array 数组)

[3）mapping 映射](#3）mapping 映射)

一、函数function（续）

1）修改值操作

当函数需要读写时，view就不能声明；当函数无需返回时，returns就不必声明；所以如图，只声明public即可。

我们部署在区块链上的智能合约是无法删除的，在Remix里删除，只不过是把这个函数从Remix UI界面里删除了。如果智能合约有更新，则需要先重新编译，再Deploy部署，否则只点击Deploy部署的还是原始的智能合约代码。

橙色函数表示该函数需要修改一些状态。

2）运算操作

pure：表示本函数只做纯运算（同样也不会修改任何一个变量的值）；view表示本函数只做纯读取。

对于internal的函数，Deploy之后不会出现在UI里面，因为外部的钱包或者合约是没办法调用这个函数的（所以意思就是让内部的其他关联的函数间接调用internal函数）。

二、Solidity存储模式

智能合约的变量与运行数据在EVM中遵循严格的存储层级结构。不同存储位置影响Gas成本、生命周期与可读写权限。理解存储模式，是掌握合约成本控制与安全边界的关键。

前三类的显示声明是只针对于存储结构的（mapping映射、struct结构体、数组等），如果是基础数据类型（string是bytes数组-复杂的数据结构，所以需要显示声明存储模式），那么智能的编译器会自动匹配storage/memory/calldata，不需要我们显示声明。

1）storage：链上永久存储

storage用于保存合约的状态变量，由EVM以Merkle Patricia Trie结构写入区块链。数据具有持久性，每次修改都消耗较高Gas。合约变量、映射、结构体与数组等核心状态均存放在storage中，用于反映"合约的长期记忆"。

【永久存在于区块链上，永久存在于合约里面】

【在合约中声明的变量都默认是storage，写了还可能报错，因为编译器太智能，不需要冗余的代码】

2）memory：临时可读写存储

memory为函数执行期间的临时存储空间 ，生命周期随调用结束而销毁。适合存放临时数组、临时字符串等中间变量。读取成本较低，不进行链上持久化存储，在逻辑计算层承担主要角色。

【临时变量的临时空间】

3）calldata：只读参数存储

calldata用于函数外部调用时的参数传输，是只读区域，Gas成本更低，不允许在内部修改。适合修饰外部函数的动态数组或字符串参数，用于降低运行开销并提升安全性。

【与memory的最大区别：calldata在运行时不可修改】

4）stack：EVM底层计算栈

stack是EVM执行指令的核心栈结构，负责运算与临时取值。访问速度最快，但容量受限（1024个slot，每个slot为32 bytes）。大量运算依赖stack完成，不支持复杂数据结构存放。

5）codes：合约字节码区

codes区域保存合约部署后的字节码，并承担合约逻辑的常量载体。该区域只读且不可修改，用于限制代码在部署后保持逻辑确定性，这是智能合约不可篡改特性的基础之一。

6）logs：事件日志记录区

logs由EVM提供，用于记录事件（event），主要面向链外访问。链上无法读取logs，但区块浏览器、后端服务或脚本可订阅事件，用于监听转账、交易以及合约状态变化。logs不作为状态，因此成本远低于storage。

三、Solidity数据结构

智能合约中的数据结构决定了链上数据的组织方式，也直接影响Gas成本、读写性能与可维护性。Solidity的核心数据结构包括struct、array与mapping三类，它们覆盖了对象型、顺序型与键值型数据的主要表达方式。

1）struct 结构体

struct用于组织不同类型的变量，将其组合成一个逻辑实体。常用于描述"人、订单、资产"等具备多字段属性的对象结构。结构体变量可存储在storage、memory或calldata中，适用于具有真实业务含义的数据建模。

示例：

javascript 复制代码

struct User {
    uint id;
    address wallet;
    string name;
}

2）array 数组

可以把多个相同的数据结构/基础数据类型存储在一起。每一个元素数据类型相同，和 java 里的数组定义是一样的。可声明为动态数组或定长数组。Solidity数组具备随机访问能力，按索引读取的时间复杂度为O(1)，按值搜索则需要遍历整个数组。

示例：

javascript 复制代码

uint[] public scores;       // 动态数组
uint[5] public fixedScores; // 定长数组

数组适合以顺序逻辑组织数据，但在规模较大时，进行删除或搜索会产生较高Gas成本。

3）mapping 映射

mapping是一种键值对（key → value）存储结构，提供常数级时间复杂度的查找性能。其本质是哈希表，用于构建可快速检索的链上关系，例如地址 → 余额或ID → 用户信息。

示例：

javascript 复制代码

mapping(address => uint) public balance;

相较数组，mapping只能按键访问，不支持遍历，也无法通过长度管理，因此常与数组搭配，用于同时满足"快速查找"和"便于遍历"两类需求。