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Solidity智能合约基础

news 2025/8/7 13:39:05

基础学习使用

remix：ide

Remix - Ethereum IDE

evm：ethreum virtual machine evm字节码

强类型脚本语言 compile =>evm bytescode =>evm

hello的样例

声明的关键字：contract

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity 0.8.26;
//pragma solidity ^0.8.0;//大于8.0版本
//pragma solidity >=0.8.0 <0.9.0;//大于等于8.0版本，小于9.0版本contract helloDto {string public  hello="hello 3.0";
}

一、EVM 的数据结构

基于栈的架构：EVM 使用栈来存储数据，最大支持 1024 个栈元素，每个元素是 256 位的字（word），所有计算都在栈上完成。
三类存储结构：
1. 程序代码存储区（ROM）(栈)：1024个solt，每个solt是32个字节>=256bit，不可变，存储智能合约的字节码。
2. 内存（Memory）：可变，临时存储执行期间的数据，随调用结束而清除。
3. 存储（Storage）：持久化存储，每个智能合约都有一个唯一的存储区，存储合约状态。

二、 EVM 中的两种值类型

基本类型（Value Types）
- 定义：直接存储值的数据类型，变量之间赋值是复制值本身。
- 常见类型：uint, int, bool, address, bytes1 到 bytes32
- 存储特性：
  - 分配在固定的 storage slot
  - 赋值是值复制（copy by value）
引用类型（Reference Types）
- 定义：存储的是对数据的“引用”或“指针”，赋值传的是地址。
- 常见类型：array（数组）,mapping（映射）,struct（结构体）
- 存储特性：
  - 变量本身保存的是对实际数据的引用
  - 赋值是引用复制（copy by reference）
  - 需要 keccak256(slot) 来定位实际数据地址（尤其是动态结构）

evm特性

交易流程图

1. 用户发起交易|↓
2. 创建新的 EVM 实例|↓
3. 加载合约字节码|↓
4. 分配 Stack 空间（1024 slots）|↓
5. 执行合约代码|↓
6. 更新区块链状态（如果需要）|↓
7. 销毁 EVM 实例

详细说明

用户发起交易
- 用户签名交易
- 设定 gas limit 和 gas price
- 指定目标合约地址和调用数据
创建新的 EVM 实例
- 为每笔交易创建独立的 EVM 环境
- 初始化执行上下文
- 准备内存和存储空间
加载合约字节码
- 从区块链状态中读取合约字节码
- 将字节码加载到 EVM 中
- 准备执行环境
分配 Stack 空间
- 分配 1024 个 slots
- 每个 slot 256 位
- 用于存储临时计算结果
执行合约代码
- 逐条执行操作码
- 进行状态检查和 gas 计算
- 处理函数调用和返回值
更新区块链状态
- 写入存储变更
- 更新账户余额
- 触发事件日志
销毁 EVM 实例
- 清理内存
- 释放资源
- 返回执行结果

注意事项

整个过程是原子性的：要么全部成功，要么全部失败
Gas 限制贯穿整个执行过程
状态变更只在交易成功执行后才会提交

EVM 存储结构

1. Stack (栈)
+----------------+
| 基本类型的值    | <- 函数内的局部变量
| 引用的地址      | <- 指向其他存储位置
+----------------+2. Memory (内存)
+----------------+
| 临时数据       | <- 函数执行期间的临时数据
| 函数参数       | <- memory 类型的参数
| 返回数据       | <- 函数返回值
+----------------+3. Storage (存储)
+----------------+
| 状态变量       | <- 合约的永久存储数据
| 映射数据       | <- mapping 数据
| 数组数据       | <- storage 数组
+----------------+

EVM Stack (固定大小的栈空间)

+------------------+
|     空闲空间     | <- 1024 个槽位（slots）
|        ⬇        |    每个槽位 32 字节（256 位）
+------------------+
|    当前使用空间   | <- 随函数执行压入/弹出
+------------------+

Memory：存在于 EVM 执行环境中临时性的，交易执行完就清除线性寻址（0x00, 0x20, 0x40...）

Storage：存在于区块链状态中永久性的，写入区块使用 slot 和 keccak256 哈希定位

基本类型

在 Solidity 中，直接存储在栈（Stack）中的基本类型包括：

1. 整型（Integer）

contract StackTypes {function integerTypes() public pure {// 所有整型都存储在栈中uint256 a = 1;uint8 b = 2;int256 c = -1;int8 d = -2;}
}

2. 布尔型（Boolean）

function booleanTypes() public pure {bool isTrue = true;bool isFalse = false;
}

3. 地址（Address）

function addressTypes() public pure {address addr = 0x123...;address payable payableAddr = payable(0x123...);
}

固定大小字节数组（Fixed-size Bytes）

function bytesTypes() public pure {bytes1 b1 = 0x12;bytes32 b32 = 0x123...;
}

枚举（Enum）

enum Status { Active, Inactive }function enumTypes() public pure {Status status = Status.Active;  // 实际存储为 uint8
}

重要说明：

这些类型在函数（相关文档：数据位置修饰符）调用时：

作为参数传递时是值传递
不需要指定 memory 等位置修饰符

  // ✅ 正确：不需要 memoryfunction example(uint256 num, bool flag, address addr)public pure {// ...}// ❌ 错误：不能为基本类型指定 memoryfunction wrong(uint256 memory num) public pure {// ...}

大小限制：

function stackLimits() public pure {// EVM 栈深度限制为 1024// 每个值占用一个栈槽（32字节）
}

与引用类型对比：

contract TypeComparison {// 基本类型：直接存储在栈中uint256 public stackVar = 123;// 引用类型：存储引用在栈中，数据在其他位置string public stringVar = "hello";  // 数据在存储中uint256[] public arrayVar;          // 数据在存储中
}