Windows下Node.js 执行Web3.js 的智能合约环境搭建

1. 安装必备软件

1.1 安装 Node.js

访问 Node.js 官网
下载 LTS 版本（建议 18.x 或以上）
安装时勾选 "Add to PATH"
验证安装：

node --version
npm --version

1.2 安装 Python 和构建工具

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# 安装 Windows Build Tools（以管理员身份运行 PowerShell）
npm install --global windows-build-tools

# 或单独安装 Python 2.7 或 Python 3.x
# 下载地址：https://www.python.org/downloads/
# 安装时勾选 "Add Python to PATH"

1.3 安装 Git

访问 Git 官网
下载并安装
验证安装：

git --version

2. 创建项目并初始化

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# 创建项目文件夹
mkdir my-web3-project
cd my-web3-project

# 初始化 Node.js 项目
npm init -y

# 安装 web3.js
npm install web3

# 安装 TypeScript（可选，推荐）
npm install typescript ts-node @types/node --save-dev

3. 安装以太坊相关依赖

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# 基本依赖
npm install web3
npm install @types/web3 --save-dev  # TypeScript 类型定义

# 智能合约相关
npm install truffle --save-dev  # 开发框架
npm install @truffle/hdwallet-provider --save-dev  # 钱包提供者
npm install solc --save-dev  # Solidity 编译器

# 或使用 Hardhat（更现代）
npm install --save-dev hardhat
npx hardhat init

4. 配置 Hardhat 项目（推荐）

4.1 初始化 Hardhat

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npx hardhat init
# 选择 "Create a JavaScript project"

4.2 安装 Hardhat 插件

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npm install --save-dev @nomicfoundation/hardhat-toolbox
npm install dotenv  # 环境变量管理

4.3 配置 hardhat.config.js

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require("@nomicfoundation/hardhat-toolbox");
require("dotenv").config();

module.exports = {
  solidity: "0.8.19",
  networks: {
    // 连接本地以太坊节点
    hardhat: {
      chainId: 1337
    },
    // 连接以太坊测试网
    sepolia: {
      url: process.env.SEPOLIA_RPC_URL || "",
      accounts: process.env.PRIVATE_KEY ? [process.env.PRIVATE_KEY] : []
    }
  }
};

5. 环境变量配置

创建 .env 文件：

复制代码

# 以太坊节点 RPC URL（可以使用 Infura 或 Alchemy）
INFURA_API_KEY=your_infura_api_key
ALCHEMY_API_KEY=your_alchemy_api_key
SEPOLIA_RPC_URL=https://sepolia.infura.io/v3/${INFURA_API_KEY}

# 钱包私钥（用于部署和交互）
PRIVATE_KEY=your_wallet_private_key

# 其他配置
ETHERSCAN_API_KEY=your_etherscan_api_key

6. 创建智能合约示例

创建 contracts/MyToken.sol：

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// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.19;

contract MyToken {
    string public name = "MyToken";
    string public symbol = "MTK";
    uint8 public decimals = 18;
    uint256 public totalSupply = 1000000 * 10**uint256(decimals);
    
    mapping(address => uint256) public balanceOf;
    mapping(address => mapping(address => uint256)) public allowance;
    
    event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 value);
    event Approval(address indexed owner, address indexed spender, uint256 value);
    
    constructor() {
        balanceOf[msg.sender] = totalSupply;
    }
    
    function transfer(address to, uint256 value) public returns (bool) {
        require(balanceOf[msg.sender] >= value, "Insufficient balance");
        balanceOf[msg.sender] -= value;
        balanceOf[to] += value;
        emit Transfer(msg.sender, to, value);
        return true;
    }
}

7. 编写 Node.js 脚本与智能合约交互

创建 scripts/interact.js：

复制代码

const Web3 = require('web3');
require('dotenv').config();

async function main() {
    // 1. 连接到以太坊节点
    const web3 = new Web3(process.env.SEPOLIA_RPC_URL);
    
    // 2. 验证连接
    const networkId = await web3.eth.net.getId();
    console.log('Connected to network ID:', networkId);
    
    // 3. 获取账户信息
    const accounts = await web3.eth.getAccounts();
    console.log('Accounts:', accounts);
    
    // 4. 获取最新区块
    const latestBlock = await web3.eth.getBlockNumber();
    console.log('Latest block:', latestBlock);
    
    // 5. 获取账户余额
    const balance = await web3.eth.getBalance(accounts[0]);
    console.log('Balance:', web3.utils.fromWei(balance, 'ether'), 'ETH');
    
    // 6. 发送交易示例（需要解锁账户）
    /*
    const tx = {
        from: accounts[0],
        to: '0x...', // 接收地址
        value: web3.utils.toWei('0.01', 'ether'),
        gas: 21000
    };
    
    const receipt = await web3.eth.sendTransaction(tx);
    console.log('Transaction receipt:', receipt);
    */
}

main().catch(console.error);

8. 部署智能合约的脚本

创建 scripts/deploy.js：

复制代码

const Web3 = require('web3');
const fs = require('fs');
const path = require('path');
require('dotenv').config();

async function deployContract() {
    // 初始化 Web3
    const web3 = new Web3(process.env.SEPOLIA_RPC_URL);
    
    // 加载合约 ABI 和字节码
    const contractPath = path.resolve(__dirname, '../artifacts/contracts/MyToken.sol/MyToken.json');
    const contractData = JSON.parse(fs.readFileSync(contractPath, 'utf8'));
    
    const abi = contractData.abi;
    const bytecode = contractData.bytecode;
    
    // 创建合约实例
    const contract = new web3.eth.Contract(abi);
    
    // 获取账户
    const accounts = await web3.eth.getAccounts();
    const deployer = accounts[0];
    
    console.log('Deploying contract from:', deployer);
    
    // 估算 gas
    const gasEstimate = await contract.deploy({ data: bytecode }).estimateGas({ from: deployer });
    console.log('Gas estimate:', gasEstimate);
    
    // 部署合约
    const deployedContract = await contract.deploy({ data: bytecode })
        .send({
            from: deployer,
            gas: gasEstimate,
            gasPrice: await web3.eth.getGasPrice()
        });
    
    console.log('Contract deployed at address:', deployedContract.options.address);
    
    // 保存部署地址
    const deploymentInfo = {
        networkId: await web3.eth.net.getId(),
        address: deployedContract.options.address,
        deployer: deployer,
        timestamp: new Date().toISOString()
    };
    
    fs.writeFileSync(
        path.resolve(__dirname, '../deployment.json'),
        JSON.stringify(deploymentInfo, null, 2)
    );
    
    return deployedContract;
}

deployContract().catch(console.error);

9. 测试脚本

创建 test/test-contract.js：

复制代码

const { expect } = require("chai");

describe("MyToken", function() {
  it("Should deploy and have correct name", async function() {
    const [owner] = await ethers.getSigners();
    
    const MyToken = await ethers.getContractFactory("MyToken");
    const token = await MyToken.deploy();
    
    expect(await token.name()).to.equal("MyToken");
    expect(await token.symbol()).to.equal("MTK");
    expect(await token.totalSupply()).to.equal(1000000n * 10n**18n);
  });
});

10. 运行和测试

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# 编译合约
npx hardhat compile

# 运行测试
npx hardhat test

# 运行脚本
node scripts/interact.js
npx hardhat run scripts/deploy.js --network sepolia

# 启动本地开发网络
npx hardhat node

11. 常见问题和解决方案

11.1 编译问题

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# 如果遇到 C++ 编译错误
npm install --global windows-build-tools

# 或使用 WSL（Windows Subsystem for Linux）

11.2 网络连接问题

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// 使用不同的 RPC 提供商
const web3 = new Web3('https://eth-mainnet.g.alchemy.com/v2/YOUR_KEY');
const web3 = new Web3('https://mainnet.infura.io/v3/YOUR_KEY');
const web3 = new Web3('http://localhost:8545');  // 本地节点

11.3 内存不足

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# 增加 Node.js 内存限制
set NODE_OPTIONS=--max-old-space-size=4096

12. 推荐的开发工具

编辑器: VS Code（安装 Solidity 插件）
以太坊钱包: MetaMask 浏览器扩展
测试网 ETH : 从 Sepolia Faucet 获取
区块链浏览器 : Etherscan