Solidity中的引用類型?

引用類型(Reference Type)：包括數組（array）和結構體（struct），由于這類變量比較復雜，占用存儲空間大，我們在使用時必須要聲明數據存儲的位置。

數據位置?

Solidity數據存儲位置有三類：storage，memory和calldata。不同存儲位置的gas成本不同。storage類型的數據存在鏈上，類似計算機的硬盤，消耗gas多；memory和calldata類型的臨時存在內存里，消耗gas少。大致用法：

1. storage：合約里的狀態變量默認都是storage，存儲在鏈上。

2. memory：函數里的參數和臨時變量一般用memory，存儲在內存中，不上鏈。尤其是如果返回數據類型是變長的情況下，必須加memory修飾，例如：string, bytes, array和自定義結構。

3. calldata：和memory類似，存儲在內存中，不上鏈。與memory的不同點在于calldata變量不能修改（immutable），一般用于函數的參數。例子：

   function fCalldata(uint[] calldata _x) public pure returns(uint[] calldata){//參數為calldata數組，不能被修改// _x[0] = 0 //這樣修改會報錯return(_x);
   }

   數據位置和賦值規則?

   ? ? ? ?在不同存儲類型相互賦值時候，有時會產生獨立的副本（修改新變量不會影響原變量），有時會產生引用（修改新變量會影響原變量）。規則如下：

4. 賦值本質上是創建引用指向本體，因此修改本體或者是引用，變化可以被同步：

• storage（合約的狀態變量）賦值給本地storage（函數里的）時候，會創建引用，改變新變量會影響原變量。例子：

uint[] x = [1,2,3]; // 狀態變量：數組 xfunction fStorage() public{//聲明一個storage的變量 xStorage，指向x。修改xStorage也會影響xuint[] storage xStorage = x;xStorage[0] = 100;
}

• memory賦值給memory，會創建引用，改變新變量會影響原變量。

• 其他情況下，賦值創建的是本體的副本，即對二者之一的修改，并不會同步到另一方

變量的作用域?

Solidity中變量按作用域劃分有三種，分別是狀態變量（state variable），局部變量（local variable）和全局變量(global variable)

1. 狀態變量?

狀態變量是數據存儲在鏈上的變量，所有合約內函數都可以訪問，gas消耗高。狀態變量在合約內、函數外聲明：

contract Variables {uint public x = 1;uint public y;string public z;
}

我們可以在函數里更改狀態變量的值：

function foo() external{// 可以在函數里更改狀態變量的值x = 5;y = 2;z = "0xAA";
}

2. 局部變量?

局部變量是僅在函數執行過程中有效的變量，函數退出后，變量無效。局部變量的數據存儲在內存里，不上鏈，gas低。局部變量在函數內聲明：

function bar() external pure returns(uint){uint xx = 1;uint yy = 3;uint zz = xx + yy;return(zz);
}

3. 全局變量?

全局變量是全局范圍工作的變量，都是solidity預留關鍵字。他們可以在函數內不聲明直接使用：

function global() external view returns(address, uint, bytes memory){address sender = msg.sender;uint blockNum = block.number;bytes memory data = msg.data;return(sender, blockNum, data);
}

在上面例子里，我們使用了3個常用的全局變量：msg.sender，block.number和msg.data，他們分別代表請求發起地址，當前區塊高度，和請求數據。下面是一些常用的全局變量，更完整的列表請看這個鏈接：

• blockhash(uint blockNumber): (bytes32) 給定區塊的哈希值 – 只適用于256最近區塊, 不包含當前區塊。
• block.coinbase: (address payable) 當前區塊礦工的地址
• block.gaslimit: (uint) 當前區塊的gaslimit
• block.number: (uint) 當前區塊的number
• block.timestamp: (uint) 當前區塊的時間戳，為unix紀元以來的秒
• gasleft(): (uint256) 剩余 gas
• msg.data: (bytes calldata) 完整call data
• msg.sender: (address payable) 消息發送者 (當前 caller)
• msg.sig: (bytes4) calldata的前四個字節 (function identifier)
• msg.value: (uint) 當前交易發送的?wei?值
• block.blobbasefee: (uint) 當前區塊的blob基礎費用。這是Cancun升級新增的全局變量。
• blobhash(uint index): (bytes32) 返回跟當前交易關聯的第?index?個blob的版本化哈希（第一個字節為版本號，當前為0x01，后面接KZG承諾的SHA256哈希的最后31個字節）。若當前交易不包含blob，則返回空字節。這是Cancun升級新增的全局變量。

4. 全局變量-以太單位與時間單位?

以太單位?

Solidity中不存在小數點，以0代替為小數點，來確保交易的精確度，并且防止精度的損失，利用以太單位可以避免誤算的問題，方便程序員在合約中處理貨幣交易。

• wei: 1
• gwei: 1e9 = 1000000000
• ether: 1e18 = 1000000000000000000

function weiUnit() external pure returns(uint) {assert(1 wei == 1e0);assert(1 wei == 1);return 1 wei;
}function gweiUnit() external pure returns(uint) {assert(1 gwei == 1e9);assert(1 gwei == 1000000000);return 1 gwei;
}function etherUnit() external pure returns(uint) {assert(1 ether == 1e18);assert(1 ether == 1000000000000000000);return 1 ether;
}

時間單位?

可以在合約中規定一個操作必須在一周內完成，或者某個事件在一個月后發生。這樣就能讓合約的執行可以更加精確，不會因為技術上的誤差而影響合約的結果。因此，時間單位在Solidity中是一個重要的概念，有助于提高合約的可讀性和可維護性。

• seconds: 1
• minutes: 60 seconds = 60
• hours: 60 minutes = 3600
• days: 24 hours = 86400
• weeks: 7 days = 604800

function secondsUnit() external pure returns(uint) {assert(1 seconds == 1);return 1 seconds;
}function minutesUnit() external pure returns(uint) {assert(1 minutes == 60);assert(1 minutes == 60 seconds);return 1 minutes;
}function hoursUnit() external pure returns(uint) {assert(1 hours == 3600);assert(1 hours == 60 minutes);return 1 hours;
}function daysUnit() external pure returns(uint) {assert(1 days == 86400);assert(1 days == 24 hours);return 1 days;
}function weeksUnit() external pure returns(uint) {assert(1 weeks == 604800);assert(1 weeks == 7 days);return 1 weeks;
}

測試代碼：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.21;contract DataStorage {// The data location of x is storage.// This is the only place where the// data location can be omitted.uint[] public x = [1,2,3];function fStorage() public{//聲明一個storage的變量xStorage，指向x。修改xStorage也會影響xuint[] storage xStorage = x;xStorage[0] = 100;}function fMemory() public view{//聲明一個Memory的變量xMemory，復制x。修改xMemory不會影響xuint[] memory xMemory = x;xMemory[0] = 100;xMemory[1] = 200;uint[] memory xMemory2 = x;xMemory2[0] = 300;}function fCalldata(uint[] calldata _x) public pure returns(uint[] calldata){//參數為calldata數組，不能被修改// _x[0] = 0 //這樣修改會報錯return(_x);}
}contract Variables {uint public x = 1;uint public y;string public z;function foo() external{// 可以在函數里更改狀態變量的值x = 5;y = 2;z = "0xAA";}function bar() external pure returns(uint){uint xx = 1;uint yy = 3;uint zz = xx + yy;return(zz);}function global() external view returns(address, uint, bytes memory){address sender = msg.sender;uint blockNum = block.number;bytes memory data = msg.data;return(sender, blockNum, data);}function weiUnit() external pure returns(uint) {assert(1 wei == 1e0);assert(1 wei == 1);return 1 wei;}function gweiUnit() external pure returns(uint) {assert(1 gwei == 1e9);assert(1 gwei == 1000000000);return 1 gwei;}function etherUnit() external pure returns(uint) {assert(1 ether == 1e18);assert(1 ether == 1000000000000000000);return 1 ether;}function secondsUnit() external pure returns(uint) {assert(1 seconds == 1);return 1 seconds;}function minutesUnit() external pure returns(uint) {assert(1 minutes == 60);assert(1 minutes == 60 seconds);return 1 minutes;}function hoursUnit() external pure returns(uint) {assert(1 hours == 3600);assert(1 hours == 60 minutes);return 1 hours;}function daysUnit() external pure returns(uint) {assert(1 days == 86400);assert(1 days == 24 hours);return 1 days;}function weeksUnit() external pure returns(uint) {assert(1 weeks == 604800);assert(1 weeks == 7 days);return 1 weeks;}
}