智能合約編寫之Solidity的基礎特性 | FISCO BCOS超話區塊鏈專場（篇2）

時間 2020-03-12

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如前篇介紹，目前大部分的聯盟鏈平臺，包括FISCO BCOS，都採用Solidity做爲智能合約開發語言，所以熟悉並上手Solidity十分必要。html

做爲一門面向區塊鏈平臺設計的圖靈完備的編程語言，Solidity支持函數調用、修飾符、重載、事件、繼承等多種特性，在區塊鏈社區中，擁有普遍的影響力和踊躍的社區支持。但對於剛接觸區塊鏈的人而言，Solidity是一門陌生的語言。java

智能合約編寫階段將從Solidity基礎特性、高級特性、設計模式以及編程攻略分別展開，帶讀者認識Solidity並掌握其運用，更好地進行智能合約開發。git

本篇將圍繞Solidity的基礎特性，帶你們上手開發一個最基本的智能合約。github

智能合約代碼結構

任何編程語言都有其規範的代碼結構，用於表達在一個代碼文件中如何組織和編寫代碼，Solidity也同樣。web

本節，咱們將經過一個簡單的合約示例，來了解智能合約的代碼結構。編程

上面這段程序包括瞭如下功能：設計模式

經過構造函數來部署合約
經過setValue函數設置合約狀態
經過getValue函數查詢合約狀態

整個合約主要分爲如下幾個構成部分：數組

狀態變量- _admin, _state，這些變量會被永久保存，也能夠被函數修改
構造函數- 用於部署並初始化合約
事件- SetState, 功能相似日誌，記錄了一個事件的發生
修飾符- onlyAdmin, 用於給函數加一層"外衣"
函數- setState, getState，用於讀寫狀態變量

下面將逐一介紹上述構成部分。網絡

狀態變量

狀態變量是合約的骨髓，它記錄了合約的業務信息。用戶能夠經過函數來修改這些狀態變量，這些修改也會被包含到交易中；交易通過區塊鏈網絡確認後，修改即爲生效。
uint private _state;
狀態變量的聲明方式爲：[類型] [訪問修飾符-可選] [字段名]數據結構

構造函數

構造函數用於初始化合約，它容許用戶傳入一些基本的數據，寫入到狀態變量中。

在上述例子中，設置了_admin字段，做爲後面演示其餘功能的前提。

和java不一樣的是，構造函數不支持重載，只能指定一個構造函數。

函數

函數被用來讀寫狀態變量。對變量的修改將會被包含在交易中，經區塊鏈網絡確認後才生效。生效後，修改會被永久的保存在區塊鏈帳本中。

函數簽名定義了函數名、輸入輸出參數、訪問修飾符、自定義修飾符。
function setState(uint value) public onlyAdmin；

函數還能夠返回多個返回值：

在本合約中，還有一個配備了view修飾符的函數。這個view表示了該函數不會修改任何狀態變量。

與view相似的還有修飾符pure，其代表該函數是純函數，連狀態變量都不用讀，函數的運行僅僅依賴於參數。

若是在view函數中嘗試修改狀態變量，或者在pure函數中訪問狀態變量，編譯器均會報錯。

事件

事件相似於日誌，會被記錄到區塊鏈中，客戶端能夠經過web3訂閱這些事件。

定義事件
event SetState(uint value);
構造事件
emit SetState(value);
這裏有幾點須要注意：

事件的名稱能夠任意指定，不必定要和函數名掛鉤，但推薦二者掛鉤，以便清晰地表達發生的事情.
構造事件時，也可不寫emit，但由於事件和函數不管是名稱仍是參數都高度相關，這樣操做很容易筆誤將事件寫成函數調用，所以不推薦。

Solidity編程風格應採用必定的規範。關於編程風格，建議參考
https://learnblockchain.cn/do...

修飾符

修飾符是合約中很是重要的一環。它掛在函數聲明上，爲函數提供一些額外的功能，例如檢查、清理等工做。

在本例中，修飾符onlyAdmin要求函數調用前，須要先檢測函數的調用者是否爲函數部署時設定的那個管理員(即合約的部署人)。

值得注意的是，定義在修飾符中的下劃線「_」，表示函數的調用，指代的是開發者用修飾符修飾的函數。在本例中，表達的是setState函數調用的意思。

智能合約的運行

瞭解了上述的智能合約示例的結構，就能夠直接上手運行，運行合約的方式有多種，你們能夠任意採起其中一種：

方法一：可使用FISCO BCOS控制檯的方式來部署合約，具體請參考
https://fisco-bcos-documentat..._CN/latest/docs/installation.html#id7
方法二：使用FISCO BCOS開源項目WeBASE提供的在線ide WEBASE-front運行
方法三：經過在線ide remix來進行合約的部署與運行, remix的地址爲
http://remix.ethereum.org/

本例中使用remix做爲運行示例。

編譯

首先，在remix的文件ide中鍵入代碼後，經過編譯按鈕來編譯。成功後會在按鈕上出現一個綠色對勾：

部署

編譯成功後就可進行部署環節，部署成功後會出現合約實例。

setState

合約部署後，咱們來調用setState(4)。在執行成功後，會產生一條交易收據，裏面包含了交易的執行信息。

在這裏，用戶能夠看到交易執行狀態(status)、交易執行人(from)、交易輸入輸出(decoded input, decoded output)、交易開銷(execution cost)以及交易日誌(logs)。

在logs中，咱們看到SetState事件被拋出，裏面的參數也記錄了事件傳入的值4。

若是咱們換一個帳戶來執行，那麼調用會失敗，由於onlyAdmin修飾符會阻止用戶調用。

getState

調用getState後，能夠直接看到所獲得的值爲4，正好是咱們先前setState所傳入的值：

Solidity數據類型

在前文的示例中，咱們用到了uint等數據類型。因爲Solidity類型設計比較特殊，這裏也會簡單介紹一下Solidity的數據類型。

整型系列

Solidity提供了一組數據類型來表示整數, 包含無符號整數與有符號整數。每類整數還可根據長度細分，具體細分類型以下。

定長bytes系列

Solidity提供了bytes1到bytes32的類型，它們是固定長度的字節數組。

用戶能夠讀取定長bytes的內容。

而且，能夠將整數類型轉換爲bytes。

這裏有一個關鍵細節，Solidity採起大端序編碼，高地址存的是整數的小端。例如，b[0]是低地址端，它存整數的高端，因此值爲0；取b[31]纔是1。

變長bytes

從上文中，讀者可瞭解定長byte數組。此外，Solidity還提供了一個變長byte數組：bytes。使用方式相似數組，後文會有介紹。

string

Solidity提供的string，本質是一串經UTF-8編碼的字節數組，它兼容於變長bytes類型。

目前Solidity對string的支持不佳，也沒有字符的概念。用戶能夠將string轉成bytes。

要注意的是，當將string轉換成bytes時，數據內容自己不會被拷貝，如上文中，str和b變量指向的都是同一個字符串abc。

address

address表示帳戶地址，它由私鑰間接生成，是一個20字節的數據。一樣，它也能夠被轉換爲bytes20。

mapping

mapping表示映射, 是極其重要的數據結構。它與java中的映射存在以下幾點差異：

它沒法迭代keys，由於它只保存鍵的哈希，而不保存鍵值，若是想迭代，能夠用開源的可迭代哈希類庫
若是一個key未被保存在mapping中，同樣能夠正常讀取到對應value，只是value是空值（字節全爲0）。因此它也不須要put、get等操做，用戶直接去操做它便可。

數組

若是數組是狀態變量，那麼支持push等操做：

數組也能夠以局部變量的方式使用，但稍有不一樣：

struct

Solidity容許開發者自定義結構對象。結構體既能夠做爲狀態變量存儲，也能夠在函數中做爲局部變量存在。

本節中只介紹了比較常見的數據類型，更完整的列表可參考Solidity官方網站：

https://solidity.readthedocs....

全局變量

示例合約代碼的構造函數中，包含msg.sender。它屬於全局變量。在智能合約中，全局變量或全局方法可用於獲取和當前區塊、交易相關的一些基本信息，如塊高、塊時間、合約調用者等。

比較經常使用的全局變量是msg變量，表示調用上下文，常見的全局變量有如下幾種：

msg.sender：合約的直接調用者。

因爲是直接調用者，因此當處於用戶A->合約1->合約2 調用鏈下，若在合約2內使用msg.sender，獲得的會是合約1的地址。若是想獲取用戶A，能夠用tx.origin.
tx.origin：交易的"始做俑者"，整個調用鏈的起點。
msg.calldata：包含完整的調用信息，包括函數標識、參數等。calldata的前4字節就是函數標識，與msg.sig相同。
msg.sig：msg.calldata的前4字節，用於標識函數。
block.number：表示當前所在的區塊高度。
now：表示當前的時間戳。也能夠用block.timestamp表示。