Ray 貓@ray-realms
智能合約 Solidity 教學 (上) - Solidity 基礎語法教學
在這篇文章中，我們會從 0 基礎開始，逐步介紹智能合約的概念、Solidity 語法，以及如何部署你的第一個智能合約。 適合對區塊鏈開發有興趣但還沒有 Solidity 經驗的開發者！
在這篇文章中，我們會從 0 基礎開始，逐步介紹智能合約的概念、Solidity 語法，以及如何部署你的第一個智能合約。 適合對區塊鏈開發有興趣但還沒有 Solidity 經驗的開發者！
Solidity 是一種面向智能合約的編程語言，專門用於在 Ethereum（以太坊） 和其他 EVM（Ethereum Virtual Machine）兼容的區塊鏈上開發去中心化應用（DApps）。
它受到了 JavaScript、Python 和 C++ 的影響，語法簡潔且適合初學者入門。
智能合約（Smart Contract）是一種 自動執行的合約，當滿足特定條件時，程式會自動執行約定的內容，無需中間人。
例如：
當然不僅僅是這種與金融有關的產業，任何可以去中心化的應用都可以採用智能合約，好比說有些產業為了更好的紀錄各個生產鏈上下的資料，便可以用智能合約，公正無私的紀錄資料。
目前最簡單的方式是使用線上編輯器 **Remix IDE**：
如果你想在本地開發，可以使用：
另外你會需要一個加密貨幣錢包來與合約互動（放心，在本教學中不會花到任何一毛錢）
1// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 // 儲存訊息的變數
6 string public message;
7
8 // 建構函式，合約部署時會自動執行
9 constructor() {
10 message = "Hello, Solidity!";
11 }
12
13 // 設定新的訊息
14 function setMessage(string memory _newMessage) public {
15 message = _newMessage;
16 }
17}
181// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
31// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5
6}
71// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 // 儲存訊息的變數
6 string public message;
7
8 // 建構函式，合約部署時會自動執行
9 constructor() {
10 message = "Hello, Solidity!";
11 }
12}
131// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 // 儲存訊息的變數
6 string public message;
7
8 // 建構函式，合約部署時會自動執行
9 constructor() {
10 message = "Hello, Solidity!";
11 }
12
13 // 設定新的訊息
14 function setMessage(string memory _newMessage) public {
15 message = _newMessage;
16 }
17}
18
1bool public myBool = true;
21uint256 public myUint = 123;
2int public myInt = -123;
31address public myAddress = 0x1234567890123456789012345678901234567890;
2myAddress.balance // 取得該錢包目前剩餘的存款1string public myString = "Hello";
2
3myString.length; //error
4myString[0]; //error1uint[] public numbers; // 動態大小的陣列
2uint[5] public fixedSizeNumbers; // 大小固定為 5 的陣列
3
4numbers.push(123);1struct Person {
2 string name;
3 uint age;
4}
5
6Person public alice = Person("Alice", 30);
71enum Status { Pending, Shipped, Completed, Rejected }
2
3Status public currentStatus;
4在 Solidity 中的變數根據其宣告位置可以分為 三大類：
定義：
定義：
定義：
常見 Global 變數：
msg.sender呼叫合約的發送者地址
msg.value交易發送的 ETH 數量
block.timestamp當前區塊的時間戳
block.number當前區塊號
gasleft()剩餘 Gas 數量
tx.origin原始交易發起者
address(this).balance合約帳戶的 ETH 餘額
除了變數的類型（local、state、global），Solidity 也提供了 三種資料儲存方式
適用於陣列 (array)、結構 (struct)、字串 (string)、映射 (mapping) 等參考型別 (Reference Types)。
storage表示這個資料永遠儲存於區塊鏈上頭，**改變會消耗 Gas，**剛剛提到的 State 變數就屬於這一類
memory表示這個資料只是短暫出現在記憶體上，**交易結束後消失，**剛剛提到的 Local 變數就屬於這一類
calldata只讀記憶體（交易輸入）外部函式參數專用，不允許修改external 函式的輸入參數
眼尖的同學應該發現，如果你修改了區塊鏈的資料是要花錢的！
不僅如此，在以太坊上，每當你執行一筆交易（例如呼叫智能合約、轉帳等），都需要向網路支付一筆 交易手續費。
這筆費用的計算方式並不是固定的，基本上對區塊鏈做越多操作會越貴。
而以太坊使用一種叫做 Gas 的單位來衡量交易在網路上執行所需的運算資源。
舉例：
在智能合約中，大多數操作都會消耗 Gas，尤其是對區塊鏈「狀態 (state)」造成變化的操作。
下面列出一些常見「高 Gas 消耗」的動作：
storage 做 寫入 或 更新。storage 更新類似，只要有寫入都會消耗較多 Gas。push() 也會往合約的永續狀態中寫入新元素。call、delegatecall 或 interface 呼叫其他合約函式，需要額外的 Gas 來執行被呼叫的邏輯。emit Event 會產生一筆鏈上日誌 (Log)，也會消耗 Gas。（一般比寫 storage 便宜，但還是要考量頻繁記錄事件帶來的額外開銷）storage、呼叫其他合約、更複雜的邏輯，Gas 量會隨迴圈次數成倍增加。view 或 pure 函式，不會執行交易，也不會在鏈上留下任何記錄，因此不需支付額外 Gas。view 或 pure 函式，仍然要計入該交易整體的執行成本——只是相對來說，只有計算的成本，但沒有對 storage 寫入的成本。memory 或 calldata 中的操作只會產生交易執行中計算的 Gas，通常比修改 storage 要便宜許多，因為它不需要永久寫入區塊鏈。注意： 雖然「讀取數據」或「單純做計算」比寫入便宜很多，但「執行交易」本身仍有基礎費用，因為必須產生交易並在鏈上被礦工/驗證者驗證。
storage 的寫入
memory、calldata 中處理就盡量不要寫進 storage。memory 中計算好，再一次性寫回 storage，或只在需要時更新 storage。mapping 在查詢方面通常比 array 高效（尤其針對索引操作）；storage 寫入便宜且可以提供鏈上日誌。optimizer（如設置 runs = 200 或其他數值）。1// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 string public result = "";
6
7 constructor() {
8 int256 val = 1;
9 if (val == 0) {
10 result = "Value is zero";
11 } else if (val == 1) {
12 result = "Value is one";
13 } else {
14 result = "Value is something else";
15 }
16 }
17}
181// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 uint public sum = 0;
6
7 constructor() {
8 uint max = 100;
9 for (uint i = 0; i < max; i++) {
10 sum += i;
11 }
12 }
13}
141// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 uint public sum = 0;
6
7 constructor() {
8 uint max = 100;
9 uint i = 0;
10 while (i < max) {
11 sum += i;
12 i ++;
13 }
14 }
15}
16函數就像是一個魔法盒子，我們可以把一系列的指令放進這個盒子裡，替這個盒子取一個名字
然後以後只要叫這個名字，就可以讓這些指令執行。
在 Solidity 中為了更方便使用者開發，我可以替函式加上一些設定
1// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 uint public count;
6
7 // 這是一個 public 函式
8 function increment() public {
9 count += 1;
10 }
11}
121// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 uint public count;
6
7 // 外部無法直接訪問該變數
8 // 請注意！該資料仍然公開於區塊鏈上頭，仍然可以爬取到該變數
9 uint private innerCount;
10
11 // 這是一個 public 函式
12 function increment() public {
13 _increment(); // ✅ 合約內部可存取
14 }
15
16 // 這是一個 private 函式，習慣命名上最前面加上 _ 來表示這是 private
17 function _increment() private {
18 count += 1;
19 }
20}
211// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract HelloWorld {
5 uint public count;
6
7 // 這是一個 public 函式
8 function increment() public {
9 this.externalIncrement(); // 內部調用必須透過 `this`
10 }
11
12 // 這是一個 external 函式
13 function externalIncrement() external {
14 count += 1;
15 }
16}
171// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract ViewExample {
5 uint public number = 42; // 狀態變數
6
7 // 這個函式只是讀取狀態變數，並沒有改變它
8 function getNumber() public view returns (uint) {
9 return number;
10 }
11}
121// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract PureExample {
5 // 這個函式純粹進行計算，沒有存取合約內的狀態變數
6 function add(uint a, uint b) public pure returns (uint) {
7 return a + b;
8 }
9}
101// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract PayableExample {
5 uint public balance;
6
7 // 這個函式允許用戶發送 ETH 到合約
8 function deposit() public payable {
9 balance += msg.value; // msg.value 是發送的 ETH 數量
10 }
11
12 // 這個函式回傳合約內的 ETH 餘額
13 function getBalance() public view returns (uint) {
14 return address(this).balance;
15 }
16}
171// SPDX-License-Identifier: MIT
2pragma solidity ^0.8.0;
3
4contract PayableExample {
5 uint public balance;
6
7 function withdraw(uint _amount) public {
8 // _amount 須小於 balance 的金額，否則報錯
9 require(_amount < balance, "合約中資金不足");
10 balance -= _amount;
11 }
12
13}
141function doSomething() public {
2 if (someConditionNotMet()) {
3 revert("Condition not met");
4 }
5 // ...
6}
71function testAssert(uint _x) public pure {
2 assert(_x != 0); // _x 絕對不能為 0
3}
4