Solidity 介绍
一.Solidity 语言
Solidity 语言是一种面向合约的高级编程语言，用于在以太坊区块链网络上实现智能合约。Solidity 语言深受c++、Python 和 JavaScript 的影响，针对以太坊(Ethereum)虚拟机(EVM)设计。
Solidity 语言是静态类型语言支持继承、库和复杂的用户定义类型。
1、静态类型语言：变量定义时有类型声明的语言。
（1）变量的类型在编译的时候确定
（2）变量的类型在运行时不能修改，这样编译器就可以确定运行时需要的内存总量。
例如：C、Scala、Java、F#语言是静态类型语言。
2、动态类型语言：变量定义时无类型声明的语言。
（1）变量的类型在运行的时候确定
（2）变量的类型在运行可以修改
例如：python、Javascript、Ruby语言是动态类型语言。
3、强类型定义语言
强制数据类型定义的语言。也就是说，一旦一个变量被指定了某个数据类型，如果不经过强制转换，那么它就永远是这个数据类型了。举个例子：如果你定义了一个整型变量a,那么程序根本不可能将a当作字符串类型处理。强类型定义语言是类型安全的语言。
4、弱类型定义语言
数据类型可以被忽略的语言。它与强类型定义语言相反, 一个变量可以赋不同数据类型的值。强类型定义语言在速度上可能略逊色于弱类型定义语言，但是强类型定义语言带来的严谨性能够有效的避免许多错误。
可以使用 Solidity 语言创建区块链上运行的投票、众筹、钱包等各种类型的智能合约。
以太坊/Ethereum是什么?
以太坊是一个去中心化的，运行智能合约的区块链平台。
以太坊/Ethereum虚拟机(EVM)
Ethereum 虚拟机，也称为EVM，是以太坊/Ethereum中智能合约的运行时环境。
可以用某种语言，例如 Solidity 语言，开发智能合约程序，编译成以太坊(Ethereum)虚拟机支持的字节码/bytecode，然后该程序就可以在虚拟机中执行了。
什么是智能合约?
智能合约（Smart contract ）是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转。智能合约概念于1995年由Nick Szabo首次提出。
智能合约的目的是提供优于传统合约的安全方法，并减少与合约相关的其他交易成本。
简单地说，智能合约可以理解为一个自执行的协议。智能合约可以自动处理协议的履行、管理、以及支付。
例如，可以编写这样一个智能合约：本月底之前，老王转账给小张1个以太币，这个智能合约部署后，就会在月底之前，自动把老王的1个以太币转账给小张，无需人为干预。
如果你现在不理解智能合约也没关系，我们稍后会更详细地讲解。
二.Solidity安装本地编译器
安装本地编译器
安装 nodejs / npm
node官方网站下载node，推荐LTS版本，按提示完成安装，npm会同时装上。
验证Node版本：
> node -v
v10.16.3
> npm -v
6.11.3
安装 Solidity 编译器 solc
一旦安装了Node.js包管理器，就可以按照下面的步骤安装 Solidity 编译器
$ npm install -g solc@0.4.25
上面的命令将安装solcjs程序，并使其在整个系统中都可用。
验证solc安装：
$ solcjs --version
如果一切顺利，这将打印如下内容
0.4.25+commit.c082d0b4.Emscripten.clang
现在，可以使用本地的 solcjs 了，它比标准的 solidity 编译器少很多特性，但对于学习来说足够了。
三.基本语法
一个 Solidity 源文件可以包含任意数量的合约定义、import指令和pragma指令。
让我们从一个简单的 Solidity 源程序开始。下面是一个 Solidity 源文件的例子：
Pragma
第一行是pragma指令，它告诉我们源代码是为Solidity version 0.4.25版本编写的。
pragma指令只对自己的源文件起作用，如果把文件B导入到文件A，文件B的pragma将不会自动应用于文件A。
pragma solidity ^0.4.0;
上面的pragma指令意思是，源文件不能用低于0.4.0版本的编译器编译，也不能用0.5.0版本及以上版本的编译器编译。
这里第二个条件是用^加上的，表示不超过0.5.0版本，背后的意思是，0.4.0 ~ 0.4.9 之间的小版本改动通常不会有破坏性更改，源代码应该都是兼容的。
Contract/智能合约
智能合约是位于以太坊区块链上特定地址的代码(函数)和数据(状态)的集合。
这行代码：uint number;，声明了一个名为number的状态变量，类型为uint，set和get函数可用于修改或检索变量的值。
导入文件
上面的例子没有import语句，但是Solidity 支持与JavaScript非常相似的导入语句。
下面的语句从“filename”导入所有全局符号。
import "filename";
下面的示例，创建一个新的全局符号symbolName，它的成员都是来自“filename”的全局符号。
import * as symbolName from "filename";
要从当前目录导入文件x，请使用import "./x"。如果不指定当前路径，可能会在全局“include目
；录”中引用另一个文件。
保留关键字
下面是 Solidity 语言中的保留关键字：
| abstract | auto | case | default | final |
| after | immutable | implements | in | inline |
| alias | let | macro | match | mutable |
| apply | null | of | override | partial |
| catch | promise | reference | relocatable | sealed |
| copyof | sizeof | static | supports | switch |
| define | try | typedef | typeof | unchecked |
四、第一个程序
为简单起见，我们使用在线Solidity开发工具Remix IDE编译和运行Solidity程序。
第1步 – 在File explorers选项卡下，新建一个test1.sol文件，代码如下：
示例
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
constructor() public{
}
function getResult() public view returns(uint){
uint a = 1;
uint b = 2;
uint result = a + b;
return result;
}
}
第2步 – 在Compiler选项卡下，单击 Compile 按钮，开始编译
第3步 – 在Run选项卡下，单击 Deploy 按钮进行部署
第4步 – 在Run选项卡下，选择 SolidityTest at 0x… 下拉
第5步 – 单击 getResult 按钮显示结果。
输出
0: uint256: 3五、代码注释
Solidity 支持c风格和c++风格的注释。
//之后到行尾的文本，都被看作注释，编译器忽略此内容，”ctrl+/“/*与*/之间的文本被看作注释， 编译器忽略此内容， ”shift+ctrl+a“
示例
function getResult() public view returns(uint){
// 这是一行注释，类似于c++中的注释
/*
* 这是多行注释
* 类似于c语言中的注释
*/
uint a = 1;
uint b = 2;
uint result = a + b;
return result;
}六、数据类型
在用任何语言编写程序时，都需要使用变量来存储各种信息。变量是内存空间的名称，变量有不同类型，例如整型、字符串类型等等。操作系统根据变量的数据类型分配内存。
Solidity中，变量类型有以下几大类：
- 值类型
- 地址类型
- 引用类型
1.值类型
| 类型 | 保留字 | 取值 |
|---|---|---|
| 布尔型 | bool | true/false |
| 整型 | int/uint | 有符号整数/无符号整数。 |
| 整型 | int8 to int256 | 8位到256位的带符号整型数。int256与int相同。 |
| 整型 | uint8 to uint256 | 8位到256位的无符号整型。uint256和uint是一样的。 |
| 定长浮点型 | fixed/unfixed | 有符号和无符号的定长浮点型 |
| 定长浮点型 | fixedMxN | 带符号的定长浮点型，其中M表示按类型取的位数，N表示小数点。M应该能被8整除，从8到256。N可以是0到80。fixed与fixed128x18相同。 |
| 定长浮点型 | ufixedMxN | 无符号的定长浮点型，其中M表示按类型取的位数，N表示小数点。M应该能被8整除，从8到256。N可以是0到80。fixed与fixed128x18相同。 |
2.地址类型
地址类型表示以太坊地址，长度为20字节。地址可以使用.balance方法获得余额，也可以使用.transfer方法将余额转到另一个地址。
address x = 0x212;
address myAddress = this;
if (x.balance < 10 && myAddress.balance >= 10)
x.transfer(10);
3.引用类型/复合数据类型
Solidity中，有一些数据类型由值类型组合而成，相比于简单的值类型，这些类型通常通过名称引用，被称为引用类型。
引用类型包括：
- 数组 (字符串与bytes是特殊的数组，所以也是引用类型)
- struct (结构体)
- map (映射)
七、变量
Solidity 支持三种类型的变量：
- 状态变量 – 变量值永久保存在合约存储空间中的变量。
- 局部变量 – 变量值仅在函数执行过程中有效的变量，函数退出后，变量无效。
- 全局变量 – 保存在全局命名空间，用于获取区块链相关信息的特殊变量。
Solidity 是一种静态类型语言，这意味着需要在声明期间指定变量类型。每个变量声明时，都有一个基于其类型的默认值。没有undefined或null的概念。
1.状态变量
变量值永久保存在合约存储空间中的变量。
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData; // 状态变量
constructor() public {
storedData = 10; // 使用状态变量
}
}
2.局部变量
变量值仅在函数执行过程中有效的变量，函数退出后，变量无效。函数参数是局部变量。
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData; // 状态变量
constructor() public {
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(uint){
uint a = 1; // 局部变量
uint b = 2;
uint result = a + b;
return result; // 访问局部变量
}
}
示例
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData; // 状态变量
constructor() public {
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(uint){
uint a = 1; // 局部变量
uint b = 2;
uint result = a + b;
return storedData; // 访问状态变量
}
}
可以使用 Solidity 第一个程序中的步骤，运行上述程序。
输出
0: uint256: 10
3.全局变量
这些是全局工作区中存在的特殊变量，提供有关区块链和交易属性的信息。
| 名称 | 返回 |
|---|---|
| blockhash(uint blockNumber) returns (bytes32) | 给定区块的哈希值 – 只适用于256最近区块, 不包含当前区块。 |
| block.coinbase (address payable) | 当前区块矿工的地址 |
| block.difficulty (uint) | 当前区块的难度 |
| block.gaslimit (uint) | 当前区块的gaslimit |
| block.number (uint) | 当前区块的number |
| block.timestamp (uint) | 当前区块的时间戳，为unix纪元以来的秒 |
| gasleft() returns (uint256) | 剩余 gas |
| msg.data (bytes calldata) | 完成 calldata |
| msg.sender (address payable) | 消息发送者 (当前 caller) |
| msg.sig (bytes4) | calldata的前四个字节 (function identifier) |
| msg.value (uint) | 当前消息的wei值 |
| now (uint) | 当前块的时间戳 |
| tx.gasprice (uint) | 交易的gas价格 |
| tx.origin (address payable) | 交易的发送方 |
Solidity 变量名
在为变量命名时，请记住以下规则
- 不应使用 Solidity 保留关键字作为变量名。例如，
break或boolean变量名无效。 - 不应以数字(0-9)开头，必须以字母或下划线开头。例如，
123test是一个无效的变量名，但是_123test是一个有效的变量名。 - 变量名区分大小写。例如，
Name和name是两个不同的变量。
八、变量作用域
局部变量的作用域仅限于定义它们的函数，但是状态变量可以有三种作用域类型。
- Public – 公共状态变量可以在内部访问，也可以通过消息访问。对于公共状态变量，将生成一个自动getter函数。
- Internal – 内部状态变量只能从当前合约或其派生合约内访问。
- Private – 私有状态变量只能从当前合约内部访问，派生合约内不能访问。
示例
pragma solidity ^0.5.0;
contract C {
uint public data = 30;
uint internal iData= 10;
function x() public returns (uint) {
data = 3; // 内部访问
return data;
}
}
contract Caller {
C c = new C();
function f() public view returns (uint) {
return c.data(); // 外部访问
}
}
contract D is C {
uint storedData; // 状态变量
function y() public returns (uint) {
iData = 3; // 派生合约内部访问
return iData;
}
function getResult() public view returns(uint){
uint a = 1; // 局部变量
uint b = 2;
uint result = a + b;
return storedData; // 访问状态变量
}
}九、运算符
1.算术运算符
Solidity 支持的算术运算符，如下表所示：
假设变量A的值为10，变量B的值为20。
| 序号 | 运算符与描述 |
|---|---|
| 1 | + (加) 求和 例: A + B = 30 |
| 2 | – (减) 相减 例: A – B = -10 |
| 3 | *** (乘)** 相乘 例: A * B = 200 |
| 4 | / (除) 相除 例: B / A = 2 |
| 5 | % (取模) 取模运算 例: B % A = 0 |
| 6 | ++ (递增) 递增 例: A++ = 11 |
| 7 | — (递减) 递减 例: A– = 9 |
| 8 | **(乘方) 例：2**2 = 4 |
示例
下面的代码展示了如何使用算术运算符。
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
constructor() public{
}
function getResult() public view returns(uint){
uint a = 1;
uint b = 2;
uint result = a + b; // 算术运算
return result;
}
}
输出
0: uint256: 3
2.比较运算符
Solidity 支持的比较运算符，如下表所示：
| 序号 | 运算符与描述 |
|---|---|
| 1 | == (等于) |
| 2 | != (不等于) |
| 3 | > (大于) |
| 4 | < (小于) |
| 5 | >= (大于等于) |
| 6 | <= (小于等于) |
下面的代码展示了如何使用比较运算符。
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 1; // 局部变量
uint b = 2;
uint result = a + b;
return integerToString(result);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory _uintAsString) {
if (_i == 0) { // 比较运算符
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (j != 0) { // 比较运算符
len++;
j /= 10;
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) {
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
return string(bstr);// 访问局部变量
}
}
输出
0: string: 3
3.逻辑运算符
Solidity 支持的逻辑运算符，如下表所示：
假设变量A的值为10，变量B的值为20。
| 序号 | 运算符与描述 |
|---|---|
| 1 | && (逻辑与) 如果两个操作数都非零，则条件为真。 例: (A && B) 为真 |
| 2 | || (逻辑或) 如果这两个操作数中有一个非零，则条件为真。 例: (A || B) 为真 |
| 3 | ! (逻辑非) 反转操作数的逻辑状态。如果条件为真，则逻辑非操作将使其为假。 例: ! (A && B) 为假 |
示例
下面的代码展示了如何使用逻辑运算符
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData; // 状态变量
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 1; // 局部变量
uint b = 2;
uint result = a + b;
return integerToString(storedData); // 访问状态变量
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (!(j == 0)) { // 逻辑运算符
len++;
j /= 10;
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) {
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
return string(bstr);
}
}
输出
0: string: 3
4.位运算符
Solidity 支持的位运算符，如下表所示：
假设变量A的值为2，变量B的值为3。
| 序号 | 运算符与描述 |
|---|---|
| 1 | & (位与) 对其整数参数的每个位执行位与操作。 例: (A & B) 为 2. |
| 2 | | (位或) 对其整数参数的每个位执行位或操作。 例: (A | B) 为 3. |
| 3 | ^ (位异或) 对其整数参数的每个位执行位异或操作。 例: (A ^ B) 为 1. |
| 4 | ~ (位非) 一元操作符，反转操作数中的所有位。 例: (~B) 为 -4. |
| 5 | << (左移位)) 将第一个操作数中的所有位向左移动，移动的位置数由第二个操作数指定，新的位由0填充。将一个值向左移动一个位置相当于乘以2，移动两个位置相当于乘以4，以此类推。 例: (A << 1) 为 4. |
| 6 | >> (右移位) 左操作数的值向右移动，移动位置数量由右操作数指定 例: (A >> 1) 为 1. |
示例
下面的代码展示了如何使用位运算符
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 2; // 局部变量
uint b = 2;
uint result = a & b; // 位与
return integerToString(result);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (j != 0) {
len++;
j /= 10;
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) {
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
return string(bstr);// 访问局部变量
}
}
输出
0: string: 2
5.赋值运算符
Solidity 支持的赋值运算符，如下表所示：
| 序号 | 运算符与描述 |
|---|---|
| 1 | = (简单赋值) 将右侧操作数的值赋给左侧操作数 例: C = A + B 表示 A + B 赋给 C |
| 2 | += (相加赋值) 将右操作数添加到左操作数并将结果赋给左操作数。 例: C += A 等价于 C = C + A |
| 3 | −= (相减赋值) 从左操作数减去右操作数并将结果赋给左操作数。 例: C -= A 等价于 C = C – A |
| 4 | *= (相乘赋值) 将右操作数与左操作数相乘，并将结果赋给左操作数。 例: C *= A 等价于 C = C * A |
| 5 | /= (相除赋值) 将左操作数与右操作数分开，并将结果分配给左操作数。 例: C /= A 等价于 C = C / A |
| 6 | %= (取模赋值) 使用两个操作数取模，并将结果赋给左边的操作数。 例: C %= A 等价于 C = C % A |
注意 – 同样的逻辑也适用于位运算符，因此它们将变成
<<=、>>=、>>=、&=、|=和^=。
下面的代码展示了如何使用赋值运算符。
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 1;
uint b = 2;
uint result = a + b;
return integerToString(storedData);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (j != 0) {
len++;
j /= 10; // 赋值运算
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) {
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;// 赋值运算
}
return string(bstr); // 访问局部变量
}
}
输出
0: string: 10
6.条件运算符
Solidity 支持条件运算符。
| 序号 | 运算符与描述 |
|---|---|
| 1 | ? : (条件运算符 ) 如果条件为真 ? 则取值X : 否则值Y |
示例
下面的代码展示了如何使用这个运算符
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 1; // 局部变量
uint b = 2;
uint result = (a > b? a: b); //条件运算
return integerToString(result);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (j != 0) {
len++;
j /= 10;
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) {
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
return string(bstr);
}
}
输出
0: string: 2十、循环语句
1.while 循环
语法
Solidity 中， while循环的语法如下：
while (表达式) {
被执行语句(如果表示为真)
}
示例
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 10;
uint b = 2;
uint result = a + b;
return integerToString(result);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (j != 0) {
len++;
j /= 10;
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) { // while 循环
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
return string(bstr);
}
}
输出
0: string: 12
2.do...while 循环
语法
Solidity 中， do…while循环的语法如下：
do {
被执行语句(如果表示为真)
} while (表达式);
注意: 不要漏掉 do 后面的分号
示例
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 10;
uint b = 2;
uint result = a + b;
return integerToString(result);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (j != 0) {
len++;
j /= 10;
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
do { // do while 循环
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
while (_i != 0);
return string(bstr);
}
}
输出
0: string: 12
3.for 循环
语法
Solidity 中， for循环的语法如下：
for (初始化; 测试条件; 迭代语句) {
被执行语句(如果表示为真)
}
示例
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 10;
uint b = 2;
uint result = a + b;
return integerToString(result);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j=0;
uint len;
for (j = _i; j != 0; j /= 10) { //for循环的例子
len++;
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) {
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
return string(bstr);//访问局部变量
}
}
输出
0: string: 12
4.break 和 continue
continue– 跳出本次循环，继续执行接下来的循环break– 跳出循环(或跳出代码块)
break 示例
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint a = 1;
uint b = 2;
uint result = a + b;
return integerToString(result);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (true) {
len++;
j /= 10;
if(j==0){
break; // break 语句跳出循环
}
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) {
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
return string(bstr);
}
}
输出
0: string: 3
continue 示例
pragma solidity ^0.5.0;
contract SolidityTest {
uint storedData;
constructor() public{
storedData = 10;
}
function getResult() public view returns(string memory){
uint n = 1;
uint sum = 0;
while( n < 10){
n++;
if(n == 5){
continue; // 当n的和是5时，跳过n。
}
sum = sum + n;
}
return integerToString(sum);
}
function integerToString(uint _i) internal pure
returns (string memory) {
if (_i == 0) {
return "0";
}
uint j = _i;
uint len;
while (true) {
len++;
j /= 10;
if(j==0){
break; // break跳出循环
}
}
bytes memory bstr = new bytes(len);
uint k = len - 1;
while (_i != 0) {
bstr[k--] = byte(uint8(48 + _i % 10));
_i /= 10;
}
return string(bstr);
}
}
输出
0: string: 49 
旨在为数千万中国开发者提供一个无缝且高效的云端环境，以支持学习、使用和贡献开源项目。
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