Solidity從入門到精通-Remix的基本使用和Solidity的基本數據類型

講了那么多理論，相信大家對區塊鏈/web3也有了一定認知；這時候可能就問有人會問了如何把理論變成實際的代碼實現。

這就來了接下來會給大家分享Solidity入門教程

這時候就會有同學問了Solidity是什么？

Solidity 是一種用于編寫以太坊虛擬機（EVM）智能合約的編程語言；掌握Solidity是參與鏈上項目的必備技能。

Solidity 兩大特點：基于對象，高級

“基于對象”：學會Solidity后，可以輕松的找到一些區塊鏈領域的好工作
“高級”：不會Solodity，會很low

相信大家接觸過編程的第一行代碼都是"Hello World"，無論是學C語言的，還是學Java的，還是學Python的，那我們今天也就從"Hello World"開始本次的Solidity。

一、Solidity編程工具介紹-Remix

相信大家寫代碼都是使用編程應用來的，當然了有一些大佬用notepad++，記事本；本人是菜鳥就用編程應用來寫了。接下來我介紹一下Solidity的編程工具-Remix。

這時候就會有同學問了為什么要選擇Remix呢？

Remix是以太坊官方推薦的智能合約集成開發環境（IDE）
適合新手，可以快速開發和部署合約，無需在本地安裝任何程序

我們使用Java，C，Python都要本地安裝環境，對新手非常不友好，但是Remix自己集成了環境直接上手。

Remix 網址：https://remix.ethereum.org

可以直接網頁打開

在這里插入圖片描述

Remix的使用上手

在Remix中，左側菜單欄有六個按鈕，分別對應文件夾（存放編寫的代碼文件）、搜索工具、編輯（允許代碼）、部署（將合約部署到鏈上）、Dubug（斷點查看程序運行bug）和Git代碼分支。

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二、第一個Solidity程序

我們新建一個文件給他命名“helloWeb3.sol”；新建完成后他就是一個簡單的空白文件。

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接下來寫代碼

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.21;
contract HelloWeb3{string public _string = "Hello Web3!";
}

代碼分析

第一行代碼是注釋，說明代碼中所使用的軟件許可（license），這里使用的是MIT許可。如果不寫許可會有警告出現（warning），但是不影響程序的運行。Solidity 注釋以“//”開頭，后面跟上注釋的內容，注釋的代碼不會被EVM執行

// SPDX-License-Identifier: MIT

第二行代碼聲明源文件所使用的Solidity的版本，因為不同的版本的語法有差異。這行代碼表示源文件將不允許小于0.8.21或大于等于0.9.0的編譯。（第二個條件由 ^ 提供）。Solidity 語句以分號（;）結尾。

pragma solidity ^0.8.21;

第三四行代碼。創建合約使用（contract）,并聲明合約名為 “HelloWeb3”。然后聲明一個string（字符串）變量，復制為“Hello Web3”。

contract HelloWeb3 {string public _string = "Hello Web3!";
}

編譯部署代碼

代碼寫完之后 ctrl+s保存代碼Remix就會自動編譯；然后編譯模塊會有綠色的?出現，編譯成功

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編譯成功后我們進入部署界面；選擇對應的合約，然后點擊部署
在這里插入圖片描述

我們可以看到下方有一個“已部署和合約”，看到_string的參數值為“Hello Web3！”

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三、Solidity的數據類型

Solidity中的數據類型有三大類型

值類型（Value Type）：包括布爾型，整數型，地址類型等等；這類變量賦值時候直接傳遞數值。
引用類型（Reference Type）：包括數組和結構體，這類變量占空間大，賦值時候直接傳遞地址（類似于Java的地址值，指針）
映射類型（Mapping Type）：Solidity中存儲健值對的數據結構，可以理解為哈希表。（和Java中的map一個用法）

我們本次就介紹常用的類型，一些不常用的就不介紹了，大家遇到了可以去查閱資料。

一、值類型

1.布爾型

布爾型是兩值變量，值為“true”或“false”

bool public _bool = true;

布爾值的運算符包括：

! （邏輯非）
&& （邏輯與，“and”）
|| （邏輯或，“or”）
== （等于）
!= （不等于）

    bool public _bool1 = !_bool; //取非bool public _bool2 = _bool && _bool1; //與bool public _bool3 = _bool || _bool1; //或bool public _bool4 = _bool == _bool1; //相等bool public _bool5 = _bool != _bool1; //不等

這一塊和所有的編程語言都是一樣的；我們可以看到編譯后的結果數據

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2.整型

整型是Solidity中的整數（Java中的int類型），最常用的

    // 整型int public _int = -1; //整數，包括負數uint public _uint = 1;  //無符號uint256 public _number = 20220330;

常用的整型運算符包括：

比較運算符（返回布爾值）： <=， <，==， !=， >=， >
算術運算符： +， -， *， /， %（取余），**（冪）

    //整數運算uint256 public _number1 = _number + 1;uint256 public _number2 = 2**2;uint256 public _number3 = 7%2;bool public _numberbool = _number2 > _number3;

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3.地址型

地址類型(address)有兩類：

普通地址（address）: 存儲一個 20 字節的值（以太坊地址的大小）。
payable address: 比普通地址多了 transfer 和 send 兩個成員方法，用于接收轉賬。

    // 地址address public _address = 0x7A58c0Be72BE218B41C608b7Fe7C5bB630736C71;address payable public _address1 = payable(_address);  // payable address 可以用于轉賬、查余額// 地址類型的成員uint256 public balance = _address1.balance; //balance of address

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4.長字節數組

字節數組分為定長和不定長兩種：

定長字節數組: 屬于值類型，數組長度在聲明之后不能改變。根據字節數組的長度分為 bytes1, bytes8, bytes32 等類型。定長字節數組最多存儲 32 bytes 數據，即bytes32。
不定長字節數組: 屬于引用類型（之后的章節介紹），數組長度在聲明之后可以改變，包括 bytes 等。

    // 固定長度的字節數組bytes32 public _btye32 = "MiniSolidity";bytes1 public _byte = _btye32[0];

在上述代碼中，字符串 MiniSolidity 以字節的方式存儲進變量 _byte32。如果把它轉換成 16 進制，就是：0x4d696e69536f6c69646974790000000000000000000000000000000000000000

_byte 變量的值為 _byte32 的第一個字節，即 0x4d。

5.枚舉

枚舉（enum）是 Solidity 中用戶定義的數據類型。它主要用于為 uint 分配名稱，使程序易于閱讀和維護。它與 C 語言 中的 enum 類似，使用名稱來代替從 0 開始的 uint：

// 用enum將uint 0， 1， 2表示為Buy, Hold, Sell
enum ActionSet { Buy, Hold, Sell }
// 創建enum變量 action
ActionSet action = ActionSet.Buy;

復制代碼

枚舉可以顯式地和 uint 相互轉換，并會檢查轉換的無符號整數是否在枚舉的長度內，否則會報錯：

// enum可以和uint顯式的轉換
function enumToUint() external view returns(uint){return uint(action);
}

enum 是一個比較冷門的數據類型，幾乎沒什么人用。

二、引用類型

我們來講講一講在Solidity中兩個重要的引用類型：數組array和結構體struct

數組array

數組（Array）是Solidity常用的一種變量類型，用來存儲一組數據（整數，字節，地址等等）。數組分為固定長度數組和可變長度數組兩種：

固定長度數組：在聲明時指定數組的長度。用T[k]的格式聲明，其中T是元素的類型，k是長度，例如：

// 固定長度 Array
uint[8] array1;
bytes1[5] array2;
address[100] array3;

可變長度數組（動態數組）：在聲明時不指定數組的長度。用T[]的格式聲明，其中T是元素的類型，例如：

// 可變長度 Array
uint[] array4;
bytes1[] array5;
address[] array6;
bytes array7;

注意：bytes比較特殊，是數組，但是不用加[]。另外，不能用byte[]聲明單字節數組，可以使用bytes或bytes1[]。bytes 比 bytes1[] 省gas。

創建數組的規則

在Solidity里，創建數組有一些規則：

對于memory修飾的動態數組，可以用new操作符來創建，但是必須聲明長度，并且聲明后長度不能改變。例子：

```solidity
// memory動態數組
uint[] memory array8 = new uint[](5);
bytes memory array9 = new bytes(9);
```

數組字面常數(Array Literals)是寫作表達式形式的數組，用方括號包著來初始化array的一種方式，并且里面每一個元素的type是以第一個元素為準的，例如[1,2,3]里面所有的元素都是uint8類型，因為在Solidity中，如果一個值沒有指定type的話，會根據上下文推斷出元素的類型，默認就是最小單位的type，這里默認最小單位類型是uint8。而[uint(1),2,3]里面的元素都是uint類型，因為第一個元素指定了是uint類型了，里面每一個元素的type都以第一個元素為準。

下面的例子中，如果沒有對傳入 `g()` 函數的數組進行 `uint` 轉換，是會報錯的。```solidity
// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0
pragma solidity >=0.4.16 <0.9.0;contract C {function f() public pure {g([uint(1), 2, 3]);}function g(uint[3] memory _data) public pure {// ...}
}
```

如果創建的是動態數組，你需要一個一個元素的賦值。

```solidity
uint[] memory x = new uint[](3);
x[0] = 1;
x[1] = 3;
x[2] = 4;
```

數組成員

length: 數組有一個包含元素數量的length成員，memory數組的長度在創建后是固定的。
push(): 動態數組擁有push()成員，可以在數組最后添加一個0元素，并返回該元素的引用。
push(x): 動態數組擁有push(x)成員，可以在數組最后添加一個x元素。
pop(): 動態數組擁有pop()成員，可以移除數組最后一個元素。

結構體struct

Solidity支持通過構造結構體的形式定義新的類型(有點類似于Java中的對象)。結構體中的元素可以是原始類型，也可以是引用類型；結構體可以作為數組或映射的元素。創建結構體的方法：

// 結構體
struct Student{uint256 id;uint256 score; 
}Student student; // 初始一個student結構體

給結構體賦值的四種方法：

//  給結構體賦值
// 方法1:在函數中創建一個storage的struct引用
function initStudent1() external{Student storage _student = student; // assign a copy of student_student.id = 11;_student.score = 100;
}

結構體我們需要通過Debug的方式來看到對應的數據信息；如下圖，這樣我們就可以清楚的看到結構體里面的數據信息了。

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三、映射類型

接下來我們來介紹一下映射類型Mapping，Solidity中存儲鍵值對的數據結構，可以理解為哈希表。

在映射中，人們可以通過鍵（Key）來查詢對應的值（Value），比如：通過一個人的id來查詢他的錢包地址。

聲明映射的格式為mapping(_KeyType => _ValueType)，其中_KeyType和_ValueType分別是Key和Value的變量類型。例子：

mapping(uint => address) public idToAddress; // id映射到地址
mapping(address => address) public swapPair; // 幣對的映射，地址到地址

映射的規則

規則1**：映射的_KeyType只能選擇Solidity內置的值類型，比如uint，address等，不能用自定義的結構體。而_ValueType可以使用自定義的類型。下面這個例子會報錯，因為_KeyType使用了我們自定義的結構體：

// 我們定義一個結構體 Struct
struct Student{uint256 id;uint256 score; 
}
mapping(Student => uint) public testVar;

規則2：映射的存儲位置必須是storage，因此可以用于合約的狀態變量，函數中的storage變量和library函數的參數。不能用于public函數的參數或返回結果中，因為mapping記錄的是一種關系 (key - value pair)。
規則3：如果映射聲明為public，那么Solidity會自動給你創建一個getter函數，可以通過Key來查詢對應的Value。
規則4*：給映射新增的鍵值對的語法為_Var[_Key] = _Value，其中_Var是映射變量名，_Key和_Value對應新增的鍵值對。例子：

function writeMap (uint _Key, address _Value) public{idToAddress[_Key] = _Value;
}

映射原理

原理1: 映射不儲存任何鍵（Key）的資訊，也沒有length的資訊。
原理2*: 對于映射使用keccak256(h(key) . slot)計算存取value的位置。感興趣的可以去閱讀 WTF Solidity 內部規則: 映射存儲布局
原理3: 因為Ethereum會定義所有未使用的空間為0，所以未賦值（Value）的鍵（Key）初始值都是各個type的默認值，如uint的默認值是0。

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總結

本文介紹了Solidity編程語言的基礎知識和開發工具Remix的使用。首先講解了Solidity的特點及其在區塊鏈開發中的重要性，然后詳細介紹了Remix IDE的使用方法，包括如何編寫、編譯和部署第一個智能合約"HelloWeb3"。接著重點講解了Solidity的三種數據類型：值類型（布爾型、整型、地址型、長字節數組和枚舉）、引用類型和映射類型，通過代碼示例展示了各種類型的具體用法和運算操作。文章為初學者提供了Solidity編程的入門指引，幫助讀者快速掌握編寫智能合約的基本技能。