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2018-12-25 15:08:20 +08:00

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Solidity learnSolidity-cn.sol zh-cn
Nemil Dalal
https://www.nemil.com
Joseph Chow
Bhoomtawath Plinsut
https://github.com/varshard
Shooter
https://github.com/liushooter
Bob Jiang
https://github.com/bobjiang

Solidity 使你在以太坊上编程,一个基于区块链的虚拟机, 允许创建和执行智能合约,无需中心化的或可信的一方。

Solidity 是一种与 Javascript 和 C 的相似的、静态类型的合约编程语言。与OOP面向对象中 的对象一样每个合约都包含状态变量、函数和公共数据类型。合约特定功能包括修饰符guard子句 事件通知的侦听器及自定义的全局变量。

以太坊合约的例子包括众筹、投票以及盲拍(私密拍卖)。

Solidity 代码中存在高风险和高成本的错误,因此你必须非常小心地进行测试并慢慢地发布。随着 以太坊的快速变化,本文档不可能是最新的,所以你应该关注最新的的 solidity 聊天室和以太网博客。 照搬这里的代码,会存在重大错误或弃用代码模式的风险。(说人话--别照抄例子中的代码)

与其他代码不同,可能还需要添加如暂停、弃用和限制使用的设计模式,来降低风险。本文档主要讨论语法, 因此排除了许多流行的设计模式。

由于 Solidity 和以太坊正在积极开发,通常会标记为实验或 beta 特性,并很可能会更改。因此欢迎 提交更改请求。

// 首先,一个简单的银行合约
// 允许存款、取款、以及检查余额

// simple_bank.sol (注意 .sol 后缀)
/* **** 例子开始 **** */

// 声明源文件的编译器版本
pragma solidity ^0.4.19;

// 开始 Natspec 注释(三个斜杠)
// 用作文档 - 及UI元素、动作的描述性数据

/// @title SimpleBank
/// @author nemild

/* 'contract' 和其他语言的 'class' 类似 (类变量、继承等) */
contract SimpleBank { // 单词首字母大写
    // 声明函数外的状态变量,合约生命周期内可用

    // 地址映射到余额的字典,总是要小心数字的溢出攻击
    mapping (address => uint) private balances;

    // "private" 的意思是其他合约不能直接查询余额,但对于区块链上的其他方来说,数据仍然是可见的。

    address public owner;
    // 'public' 使用户或合约可以从外部读取(不可写)

    // Events事件 - 向外部监听器发布动作
    event LogDepositMade(address accountAddress, uint amount);

    // Constructor构造函数译者注solidity 从0.4.22开始使用 constructor() 作为构造函数)
    function SimpleBank() public {
        // msg 提供了发送给合约的消息详情
        // msg.sender 是合约的调用者(这里是合约创建者的地址)
        owner = msg.sender;
    }

    /// @notice 存款 ether (以太币)
    /// @return 存款后用户的余额
    function deposit() public payable returns (uint) {
        // 使用 'require' 来检测用户的输入,'assert' 是内部常量
        // 我们要确保不会发生溢出问题(上溢)
        require((balances[msg.sender] + msg.value) >= balances[msg.sender]);

        balances[msg.sender] += msg.value;
        // 状态变量不需要 "this." 或 "self."
        // 默认情况下,所有值都设置为数据类型的初始值

        LogDepositMade(msg.sender, msg.value); // 触发事件

        return balances[msg.sender];
    }

    /// @notice 从银行取款以太币 ether
    /// @dev 不会返回任何多余的以太币ether
    /// @param withdrawAmount 取款的数量
    /// @return 用户还剩下的余额
    function withdraw(uint withdrawAmount) public returns (uint remainingBal) {
        require(withdrawAmount <= balances[msg.sender]);

        // 注意在发送任何交易,即通过 .transfer .send 调用外部函数之前,马上减掉取款数量
        // 这可以允许调用者使用递归请求大于其余额的金额。目标是在调用外部函数之前提交状态,
        // 包括.transfer / .send
        balances[msg.sender] -= withdrawAmount;

        // 这会自动引发失败,也就是说还原了更新的余额
        msg.sender.transfer(withdrawAmount);

        return balances[msg.sender];
    }

    /// @notice 获取余额
    /// @return 用户的余额
    // 'view' 防止函数编辑状态变量;允许函数本地运行或链下运行
    function balance() view public returns (uint) {
        return balances[msg.sender];
    }
}
// ** 例子结束 **


// 下面, solidity 基础

// 1. 数据类型与关联的方法
// uint 类型用作现金数量(没有双浮点型或单浮点型)及日期(用 unix 时间)
uint x;

// 256字节的 int 实例化后不能改变
int constant a = 8;
int256 constant a = 8; // 和上一行一样这里256字节显性化了
uint constant VERSION_ID = 0x123A1; // 16进制常量
// 'constant' 关键字, 编译器在每个出现的地方替换为实际的值

// 所有的状态变量(函数之外的那些),默认是 'internal' 的,只能在合约及所有继承的合约内
// 可以访问。需要显性的设置为 'public' 才能允许外部合约访问。
int256 public a = 8;

// 对于 int 和 uint可以显性的设置位数从8位到256位8位跳跃如int8, int16, int24
uint8 b;
int64 c;
uint248 e;

// 当心不要溢出以及免收此类攻击,例如,对于加法最好这么做:
uint256 c = a + b;
assert(c >= a); // assert 测试内部不变的值require 用来测试用户输入
// 更多通用算法问题的例子,参考 Zeppelin's SafeMath library
// https://github.com/OpenZeppelin/zeppelin-solidity/blob/master/contracts/math/SafeMath.sol


// 没有内建的随机函数,使用其他合约获得随机数

// 类型转换
int x = int(b);

bool b = true; // 或 'var b = true;' 隐含的类型

// 地址 - 20个字节或160位以太坊地址16进制数字不允许进行运算
address public owner;

// 账户类型:
// 合约账户:在创建时设置地址(创建者地址函数,交易发送)
// 外部账户:(个人账户)从公钥创建的地址

// 'public' 的含义是自动创建的 getter 方法,而不是 setter 方法可以公开的、外部访问。

// 所有地址都可以进行转账
owner.transfer(SOME_BALANCE); // 失败后还原

// 还可以调用较低级别的 .send  转账失败会返回 false
if (owner.send) {}
// 记住:用 'if' 包着 send 函数,因为合约地址执行这些函数转账时,可能会失败
// 另外,确保转账前先减掉余额,因为存在递归调用的风险。

// 检查余额
owner.balance; // 所有者的余额(用户或合约)


// 字符类型从1到32位可用
byte a; // byte 等同于 byte1
bytes2 b;
bytes32 c;

// 动态大小的字符
bytes m; // 特殊的数组,等同于 byte[],比 byte1 到 byte32 更贵
// 尽可能不用 bytes

// 等同于 bytes但不允许长度或索引的访问
string n = "hello"; // UTF8存储注意双引号而不是单引号
// 字符功能未来会增加,推荐使用 bytes32 或 bytes

// 推断类型
// var 会根据第一次赋值决定类型,不能用来作为函数的参数
var a = true;
// 小心使用推断可能带来错误的类型例如int8而计数器需要的是 int16

// 函数可以用 var 类型赋值给变量
function a(uint x) returns (uint) {
    return x * 2;
}
var f = a;
f(22); // 调用

// 默认的,所有值实例化后都设为 0

// 大多数类型上可以调用删除不会销毁值而是设置为0初始值
uint x = 5;


// 集合
(x, y) = (2, 7); // 多值的赋值


// 2. 数据结构
// 数组
bytes32[5] nicknames; // 静态数组
bytes32[] names; // 动态数组
uint newLength = names.push("John"); // 添加返回数组的新长度
// 长度
names.length; // 获得数组长度
names.length = 1; // 可以设定长度(仅针对 storage 中的动态数组)

// 多维数组
uint x[][5]; // 5个动态数组元素的数组(和多数语言的顺序相反)

// 字典类型 (任一类型到其他类型的映射)
mapping (string => uint) public balances;
balances["charles"] = 1;
// balances["ada"]得到 0, 所有没有设定key值的返回0
// 'public' 允许跟着(调用)另一份合约
contractName.balances("charles"); // returns 1
// 'public' 创建 getter (而不是 setter )如下:
function balances(string _account) returns (uint balance) {
    return balances[_account];
}

// 内嵌的 mapping
mapping (address => mapping (address => uint)) public custodians;

// 删除
delete balances["John"];
delete balances; // 所有元素设为 0

// 不像其他语言,不知道 keys 的话不能列出 mapping 中的所有元素 - 可以在这之上构建数据结构

// 结构
struct Bank {
    address owner;
    uint balance;
}
Bank b = Bank({
    owner: msg.sender,
    balance: 5
});
// 或
Bank c = Bank(msg.sender, 5);

c.balance = 5; // 设为新值
delete b;
// 设为初始值结构内所有变量设为0除了 mapping

// 枚举
enum State { Created, Locked, Inactive }; // 常常作为状态机
State public state; // 声明枚举变量
state = State.Created;
// 枚举类型可以显性化的转换为 ints
uint createdState = uint(State.Created); //  0

// 数据位置内存Memory vs. 存储storage vs. 调用数据calldata
// 所有复杂类型(数据、结构)都有一个数据位置,内存数据不持久,而存储的数据是持久的。
// 本地变量和状态变量默认是存储,函数参数默认是内存。堆栈存放较小的本地变量

// 多数类型,可以显性化的设定使用的数据位置


// 3. 简单操作符
// solidity 提供了比较、位运算及数学运算的功能
// 指数运算: **
// 异或运算: ^
// 按位取反: ~


// 4. 值得注意的全局变量
// ** this **
this; // 合约的地址
// 常常用在合约生命周期结束前,转走剩下的余额
this.balance;
this.someFunction(); // 通过 call 的方式而不是内部跳转的方式,从外部调用函数

// ** msg - 合约收到的当前消息 ** **
msg.sender; // 发送者的地址
msg.value; // 该合约内的以太币数量(单位 wei该函数应该标记为 "payable"
msg.data; // 字符,完整的调用数据
msg.gas; // 剩余 gas

// ** tx - 交易信息 **
tx.origin; // 本次交易的发送者地址
tx.gasprice; // 本次交易的 gas price

// ** block - 当前区块信息 **
now; // 当前时间大概block.timestamp的别名 (采用的 Unix 时间)
// 注意这个可能被矿工操纵,因此请小心使用

block.number; // 当前区块号
block.difficulty; // 当前区块难度
block.blockhash(1); // 返回 bytes32只对最近 256 个区块有效
block.gasLimit();

// ** 存储 - 持久化存储哈希 **
storage['abc'] = 'def'; // 256 位单词 到 256 位单词的映射


// 4. 函数及更多
// A. 函数
// 简单函数
function increment(uint x) returns (uint) {
    x += 1;
    return x;
}

// 函数可以通过指定返回的参数名,来返回多个参数
function increment(uint x, uint y) returns (uint x, uint y) {
    x += 1;
    y += 1;
}
// 调用前一个函数
uint (a,b) = increment(1,1);

// 'view' ('constant'的别名)
// 表明函数不会改变持久化的变量View函数会本地执行而不是链上运行。
// 注意constant 关键字很快会废弃。
uint y = 1;

function increment(uint x) view returns (uint x) {
    x += 1;
    y += 1; // 这一行会失败
    // y 是一个状态变量,不能在 view 的函数里改变 y
}

// 'pure' 比 'view' 或 'constant' 更加严格,甚至不允许读取状态变量
// 具体的规则很复杂,请参考
// view/pure:
// http://solidity.readthedocs.io/en/develop/contracts.html#view-functions

// '函数可见性指示器'
// 'view'可以有以下修饰符,包括:
// public - 内部及外部可见(函数的默认值)
// external - 仅外部可见(包括 this 发起的调用)
// private - 仅当前合约可见
// internal - 仅当前合约及继承的合约可见

// 通常,显性的标记每个函数是个好主意

// 函数的挂起 - 可以将函数赋值给变量
function a() {
    var z = b;
    b();
}

function b() {

}

// 所有接收 ether 的函数必须标记为 'payable'
function depositEther() public payable {
    balances[msg.sender] += msg.value;
}


// 首选循环来递归(最大的调用堆栈深度是 1024另外不要设置没有限制的循环
// 因为这可能会达到 gas limit

// B. 事件
// 事件通知外部各方; 易于搜索和访问来自外部区块链(使用轻客户端)的事件
// 通常在合约参数之后声明

// 通常,首字母大写并在前面加上 Log ,防止与函数混淆

// 声明
event LogSent(address indexed from, address indexed to, uint amount); // 注意 capital first letter

// 调用
LogSent(from, to, amount);

/*
    // 对于外部方(合约或外部实体),使用 Web3 Javascript 库来监听
    // 以下是javascript代码,不是solidity代码
    Coin.LogSent().watch({}, '', function(error, result) {
        if (!error) {
            console.log("Coin transfer: " + result.args.amount +
                " coins were sent from " + result.args.from +
                " to " + result.args.to + ".");
            console.log("Balances now:\n" +
                "Sender: " + Coin.balances.call(result.args.from) +
                "Receiver: " + Coin.balances.call(result.args.to));
        }
    }

*/

// 一个合约依赖另一个合约的共同范例(例如,合约取决于另一个合约提供的当前汇率)

// C. 修饰器
// 修饰器验证函数的输入,例如最小余额或用户身份验证; 类似于其他语言的保护子句

// '_' (下划线)经常用在代码的最后一行,表明被调用的函数放在那里
modifier onlyAfter(uint _time) { require (now >= _time); _; }
modifier onlyOwner { require(msg.sender == owner) _; }
// 常用于状态机
modifier onlyIfStateA (State currState) { require(currState == State.A) _; }

// 修饰器紧跟在函数声明之后
function changeOwner(newOwner)
onlyAfter(someTime)
onlyOwner()
onlyIfState(State.A)
{
    owner = newOwner;
}

// 下划线可以包含在代码结束之前,但明显地返回将跳过后面的代码,因此谨慎使用
modifier checkValue(uint amount) {
    _;
    if (msg.value > amount) {
        uint amountToRefund = amount - msg.value;
        msg.sender.transfer(amountToRefund);
    }
}


// 6. 判断和循环

// 所有基本的逻辑判断都有效 - 包括 if else, for, while, break, continue
// return - 但不跳转

// 语法同 javascript, 但没有从非布尔值到布尔值的类型转换
// (必须使用比较操作符获得布尔变量值)

// 请注意由用户行为决定的循环 - 因为合约对于代码块具有最大量的 gas 限制 -
// 如果超过限制该代码则将失败
// 例如:
for(uint x = 0; x < refundAddressList.length; x++) {
    refundAddressList[x].transfer(SOME_AMOUNT);
}

// 上述两个错误:
// 1. 转账失败会阻塞循环完成,钱被占用
// 2. 该循环可能会很长(根据需要赔偿的用户数量而定),并且也可能由于超过一个区块最大 gas 限制
// 而总是失败。你应该让人们自己从他们的子账户取款并标记取款完成
// 例如,首选拉动式的付款,而不是推动式的付款


// 7. 对象与合约

// A. 调用外部合约
contract InfoFeed {
    function info() returns (uint ret) { return 42; }
}

contract Consumer {
    InfoFeed feed; // 指向区块链上的一个合约

    // 设置 feed 为已存在的合约实例
    function setFeed(address addr) {
        // 当心类型自动转换;不会调用构造函数
        feed = InfoFeed(addr);
    }

    // 设置 feed 为一个合约的新实例
    function createNewFeed() {
        feed = new InfoFeed(); // 创建新实例,调用构造函数
    }

    function callFeed() {
        // 最后的括号调用合约,可选择的增加自定义的 ether 或 gas 价格
        feed.info.value(10).gas(800)();
    }
}

// B. 继承

// 和顺序有关,最后继承的合约(如 'def')可以覆盖之前已继承合约的部分
contract MyContract is abc, def("a custom argument to def") {

// 覆盖函数
    function z() {
        if (msg.sender == owner) {
            def.z(); // 调用覆盖的函数
            super.z(); // 调用继承的上层合约的函数
        }
    }
}

// 抽象函数
function someAbstractFunction(uint x);
// 不可以编译,因此用在基础或抽象合约中,等待实现

// C. 导入

import "filename";
import "github.com/ethereum/dapp-bin/library/iterable_mapping.sol";


// 8. 其他关键字

// A. 自毁
// 自毁当前的合约,转账资金到一个地址(常常是创建者的地址)
selfdestruct(SOME_ADDRESS);

// 从当前或以后的区块中移除存储或代码,会帮助客户端瘦身,但之前的数据会永久在区块链中

// 常见模式,让所有者结束合约并收回剩余的资金
function remove() {
    if(msg.sender == creator) { // 只有合约的创建者可以这么做
        selfdestruct(creator); // 自毁合约,返还资金
    }
}

// 可能希望手动停用合约,而不是自毁
// (发送到自毁合约的 ether 会丢失掉)


// 9. 注意合约的设计

// A. 困惑
// 区块链上所有变量都是公开可见的,因此任何私有的需求变得很困惑。(好比哈希的秘密)

// 步骤: 1. 承诺某事, 2. 揭示承诺
keccak256("some_bid_amount", "some secret"); // commit

// 以后调用合约的 reveal 函数,展示出用 SHA3 哈希的 bid 加 secret
reveal(100, "mySecret");

// B. 存储优化
// 写入区块链可能很昂贵,因为数据是永久存储的;鼓励用巧妙的方法使用内存
//(最终,编译会更好,但现在有利于规划数据结构 - 并将最小数量存储在区块链中)

// 多维数组这样的变量可能会成本很高
// (成本用于存储数据 - 而不是声明未填充的变量)

// C. 区块链中的数据访问
// 不能限制人或计算机读取交易或交易状态的内容

// 然而 'private' 可以防止其他*合约*直接读取数据 - 任意其他方仍然可以从区块链读取数据

// 从开始的所有数据都存在区块链上,因此任何人都可以查看之前的所有数据和变化

// D. 定时任务
// 必须手动调用合约来处理时间相关的调度也可以创建外部代码来定期的ping
// 或为其他人提供激励(以太)

// E. 观察者模式
//观察者模式允许您注册为订阅者然后注册一个由oracle调用的函数
//注意oracle 需要付费来运行此操作)。与 Pub / sub 中的订阅有些相似之处

// 这是一个抽象合约,包括客户端和服务器端的类的导入,客户端应该要实现
contract SomeOracleCallback {
    function oracleCallback(int _value, uint _time, bytes32 info) external;
}

contract SomeOracle {
    SomeOracleCallback[] callbacks; // 所有订阅者的数组

    // 注册订阅者
    function addSubscriber(SomeOracleCallback a) {
        callbacks.push(a);
    }

    function notify(value, time, info) private {
        for(uint i = 0;i < callbacks.length; i++) {
            // 所有调用的订阅者必须实现 oracleCallback
            callbacks[i].oracleCallback(value, time, info);
        }
    }

    function doSomething() public {
        // 实现的代码

        // 通知所有的订阅者
        notify(_value, _time, _info);
    }
}

// 现在你的客户端合约可以通过 importing SomeOracleCallback 和注册某些 Oracle 来
// addSubscriber 添加订阅者

// F. 状态机
// 参见如下的例子,枚举类型的 State 和 修饰器 inState


// *** 例子: 众筹的例子(与 Kickstarter 大致相似)***
// ** 开始例子 **

// CrowdFunder.sol
pragma solidity ^0.4.19;

/// @title CrowdFunder
/// @author nemild
/// @translator bobjiang
contract CrowdFunder {
    // 由创建者创建的变量
    address public creator;
    address public fundRecipient; // 创建者可能和收件人不同
    uint public minimumToRaise; // 需要提示,否则每个人都会得到退款
    string campaignUrl;
    byte constant version = 1;

    // 数据结构
    enum State {
        Fundraising,
        ExpiredRefund,
        Successful
    }
    struct Contribution {
        uint amount;
        address contributor;
    }

    // 状态变量State variables
    State public state = State.Fundraising; // 创建时实例化
    uint public totalRaised;
    uint public raiseBy;
    uint public completeAt;
    Contribution[] contributions;

    event LogFundingReceived(address addr, uint amount, uint currentTotal);
    event LogWinnerPaid(address winnerAddress);

    modifier inState(State _state) {
        require(state == _state);
        _;
    }

    modifier isCreator() {
        require(msg.sender == creator);
        _;
    }

    // 允许合约销毁之前最终合约状态后要等待24周
    modifier atEndOfLifecycle() {
    require(((state == State.ExpiredRefund || state == State.Successful) &&
        completeAt + 24 weeks < now));
        _;
    }

    function CrowdFunder(
        uint timeInHoursForFundraising,
        string _campaignUrl,
        address _fundRecipient,
        uint _minimumToRaise)
        public
    {
        creator = msg.sender;
        fundRecipient = _fundRecipient;
        campaignUrl = _campaignUrl;
        minimumToRaise = _minimumToRaise;
        raiseBy = now + (timeInHoursForFundraising * 1 hours);
    }

    function contribute()
    public
    payable
    inState(State.Fundraising)
    returns(uint256 id)
    {
        contributions.push(
            Contribution({
                amount: msg.value,
                contributor: msg.sender
            }) // 采用数组,因此可以遍历
        );
        totalRaised += msg.value;

        LogFundingReceived(msg.sender, msg.value, totalRaised);

        checkIfFundingCompleteOrExpired();
        return contributions.length - 1; // 返回 id
    }

    function checkIfFundingCompleteOrExpired()
    public
    {
        if (totalRaised > minimumToRaise) {
            state = State.Successful;
            payOut();

            // 可以激励在这里发起状态改变的人
        } else if ( now > raiseBy )  {
            state = State.ExpiredRefund; // 支持者可以通过调用 getRefund(id) 收取退款
        }
        completeAt = now;
    }

    function payOut()
    public
    inState(State.Successful)
    {
        fundRecipient.transfer(this.balance);
        LogWinnerPaid(fundRecipient);
    }

    function getRefund(uint256 id)
    inState(State.ExpiredRefund)
    public
    returns(bool)
    {
        require(contributions.length > id && id >= 0 && contributions[id].amount != 0 );

        uint256 amountToRefund = contributions[id].amount;
        contributions[id].amount = 0;

        contributions[id].contributor.transfer(amountToRefund);

        return true;
    }

    function removeContract()
    public
    isCreator()
    atEndOfLifecycle()
    {
        selfdestruct(msg.sender);
        // 创建者获得所有未被声明的钱
    }
}
// ** 结束例子 **

// 10. 其他原生的函数

// 货币单位
// 货币使用 wei 来定义,以太币的最小单位 = 1 wei;
uint minAmount = 1 wei;
uint a = 1 finney; // 1 ether == 1000 finney
// 其他单位,请参阅: http://ether.fund/tool/converter

// 时间单位
1 == 1 second
1 minutes == 60 seconds

// 可以乘以带时间单位的变量,因为单位不会存储在变量中
uint x = 5;
(x * 1 days); // 5 天

// 小心闰秒闰年与平等声明的时间
// (相反,首选大于或小于)

// 加密算法
// 传递的所有字符串在哈希操作之前需要连接在一起
sha3("ab", "cd");
ripemd160("abc");
sha256("def");

// 11. 安全

// 以太坊的合约中,错误可能是灾难性的 - 即使在 solidity 中是流行的模式,也可能发现是反模式的

// 参见文档底部的安全链接

// 12. 较低层次的函数
// call - 较低层次,不会经常使用,不提供类型安全性
successBoolean = someContractAddress.call('function_name', 'arg1', 'arg2');

// callcode - 在调用合约的*上下文*中执行的目标地址上的代码
// 提供库功能
someContractAddress.callcode('function_name');


// 13. 注意风格
// 基于 Python 的 PEP8 风格指南
// 全部风格指南: http://solidity.readthedocs.io/en/develop/style-guide.html

// 快速总结:
// 4个空格缩进
// 两行隔开合约声明(和其他高级别的声明)
// 避免括号内留出多余的空格
// 可以省略一行语句的花括号 (if, for, 等)
// else 应该单独一行


// 14. NATSPEC 注释
// 用于文档、注释和外部UI

// 合约的 natspec - 总是在合约定义的上面
/// @title 合约标题
/// @author 作者名字

// 函数的 natspec
/// @notice 函数做什么的相关信息;展示什么时候执行该函数、
/// @dev 开发者使用的函数文档

// 函数参数、返回值的 natspec
/// @param 有关参数用途的描述
/// @return 返回值的描述

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