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Yuchen

  1. 自我介绍
    大家好，我是Yuchen，目前就讀於資工系3年級，但在此前完全沒有學習過solidity，但一直想學習撰寫智慧合約並學習與區塊鏈相關的知識，希望透過此次機會與大家一起有規劃的學習:)。

  2. 你认为你会完成本次残酷学习吗？
    會，我會盡力在課業之外規劃時間進行學習，相信活動中設計的壓力也可以推動著我努力跟上大家的學習進度。

Notes

2024.09.23

什麼是智能合約?

智能合約(Smart Contracts)是一種自動執行的協議，將雙方的協議條款，用代碼形式在區塊鏈上運行，當條件滿足時可以自動執行之前定義的操作，ex.轉帳、處理合約...
智能合約儲存在一個公共資料庫中，且不能被更改。

智能合約3要素:

  1. 自治:合約一啟動就會自動運行，不需要任何人為的干預。
  2. 自足:智能合約可以自主控制其計算所涉及的資源，比如有權限調配合約雙方的資金和財產。
  3. 去中心化:通過分散式的節點來自動運行，而不用透過中心化的單個伺服器。

乙太坊(Ethereum)把基於智能合約的應用程式稱為去中心化應用程式(Decentralized App , Dapp)。
智能合約能用來串聯Dapp與區塊鏈，Dapp不同於傳統app，Dapp具備去中心化、數據不可竄改、公開透明的特性，因此會比使用傳統中心化的app更安全。

  • APP：前端介面加上一個中心化的伺服器。
  • Dapp： 前端介面加上去中心化的智能合約，因為放在區塊鏈上，不需要伺服器。

Solidity 簡介

Solidity 為用於編寫智能合約的高階語言，主要針對 Ethereum 區塊鏈平台開發設計。

開發工具：Remix
網址：https://remix.ethereum.org/

第一支程式：Hello Web3!

// SPDX-License-Identifier: MIT  
pragma solidity ^0.8.21;
contract HelloWeb3{
    string public _string = "Hello Web3!";
}
  1. 第 1 行是註釋，說明這段程式所使用的程式許可(MIT許可)，若沒加入許可，編譯時會出現警告，但仍可運行。
  2. 第 2 行聲明使用的 Solidity 版本，因為不同版本的語法有差異。
    這段程式表示不允許使用小於 0.8.21 或大於等於 0.9.0 的編譯器編譯。
  3. 第 3 行創建合約，並聲明合約名為 HelloWeb3。 第 4 行是合約內容，宣告公開 string 變量 _string，賦值"Hello Web3!"。 
    contract HelloWeb3{
string public _string = "Hello Web3!";
}

部署這個合約後，外部用戶可以調用 Solidity 自動生成的 function _string() public view returns (string) 來讀取 _string 的值，它會返回 "Hello Web3!"。這是最基本的合約示例，用來展示如何在區塊鏈上存儲並公開字符串數據。

Solidity 的變量類型

  1. 值類型(Value Type)：這類變數賦值時直接傳遞數值。

    • 數值類型：

      • uint：無符號整數(不包括負數)，$0到2^{256}-1$
      • int：有符號整數(包括負數)，$-2^{255}到2^{255}-1$。
      • 比較運算符： <=， <，==， !=， >=， >
      • 算術運算符：+， -， *， /， %（取餘），**（幂）

    • 布林類型：true、false。 運算符包含：

      符號 邏輯
      ! 邏輯非
      && 邏輯與
      || 邏輯或
      == 等於
      != 不等於

      此外&&、||遵循短路規則。

    • 位元操作類型：

      • byte / bytes1到 bytes32，表字節從1到最多32bytes。
      • bytes：可變長度的字節數據，存儲任意長度的原始二進制數據。
      bytes32 public _byte32 = "MiniSolidity"; 
bytes1 public _byte = _byte32[0];

    • 地址類型：

      • address：儲存以太坊地址。長度為 20 字節(以太坊地址的大小)，通常用來標識合約或帳戶。
      • address payable：特殊的 address，比普通地址多了 transfer 和 send 兩個方法，允許接收以太幣的轉賬。
      // 地址
address public _address = 0x7A58c0Be72BE218B41C608b7Fe7C5bB630736C71;
address payable public _address1 = payable(_address); // payable address，可以转账、查余额
// 地址类型的成员
uint256 public balance = _address1.balance; // balance of address

    • 枚舉 enum ：Solidity 中用戶定義的數據類型，使用自訂名稱代替從 0 開始的 uint。

    // 用enum将uint 0， 1， 2表示为Buy, Hold, Sell
enum ActionSet { Buy, Hold, Sell }
// 创建enum变量 action
ActionSet action = ActionSet.Buy;

    enum 可以和 uint 互相轉換

    // 將枚舉轉換為 uint
function enumToUint() external view returns(uint){
    return uint(action); // 將 action 的枚舉值強制轉換為對應的 uint 類型。
}
// 將 uint 轉換為 enum
function uintToEnum(uint _action) external {
    require(_action <= uint(ActionSet.Sell), "Invalid enum value"); // 檢查 _action 是否在 Action 枚舉的範圍內。
    action = ActionSet(_action);
}

  2. 引用類型(Reference Type)：不直接存儲數值，而是存儲指向數據的引用，進行賦值或函數調用時，傳遞的是數據的引用。

    • 字符串類型：string
    • 數組類型(array)：可在宣告時指定大小T[k]，也可動態調整T[]，其中的元素可以是任何類型。
      • 由 5 個 int 組成的動態 array 稱為 int[][5]。
      • push() 追加0元素，並返回追加的值。
      • push(value)。
      • x[start:end]。
    • 結構體(struct)：
      • 合約之外宣告，此 struct 可被多合約共享。
      • 在合約內部宣告，此 struct 只能被本合約與繼承合約共享。

  3. 映射類型(Mapping Type)：只能存在 stroage 數據位置。

    • 映射類型使用語法：mapping(KeyType KeyName? => ValueType ValueName?)
    • 映射類型變量使用語法：mapping(KeyType KeyName? => ValueType ValueName?) VariableName
      KeyType 可為內置的值類型(ex.string, enum...)，用戶定義、複雜的類型不可(ex.映射, struct, array...)，ValueType 可為任何類型(ex.string, 映射, struct...)
      mapping 詳細介紹

2024.09.24

函數

Solidity 函數形式：

function <function name>(<parameter types>) {internal|external|public|private} [pure|view|payable] [returns (<return types>)]
  1. function：宣告 function 的固定用法。
  2. <function name>：函數名。
  3. (<parameter types>)：寫入函數的參數，包含變量類型與名稱。
  4. {internal|external|public|private}：函數可見性說明符。
    函數需要明確定義可見性，沒有默認值。
    • public：內部與外部均可見。
    • private：只能從本合約內部訪問，繼承的合約不可使用。
    • external：只能從合約外部訪問(內部可通過 this.f() 調用)。
    • internal：只能從本合約內部訪問，繼承的合約可使用。

※在修飾變量時可使用 public|private|internal 默認為 internal，public 時會自動生成同名的 getter 函數，以查詢數值。

  1. [pure|view|payable]：決定函數權限/功能的關鍵字。

    • payable：可支付的。
    • pure‵：不能讀或寫入鏈上的狀態變量。
    • view：能讀不能寫入鏈上的狀態變量。

  2. [returns ()]：函数返回的变量类型和名称。

Pure 和 View 是什麼?

在乙太坊上交易如果改變了鏈上狀態則需要支付氣費(gas free)，但 gas free 很貴，因此創建了 pure 和 view，包含這兩個關鍵字的函數不改寫鏈上狀態，因此用戶呼叫後不需要付 gas。
※非 pure/view 的函數呼叫 pure/view 時需要付gas。

以下行為視為修改鏈上狀態

  1. 寫入狀態變量
  2. 釋放事件
  3. 創建其他合約
  4. 使用 selfdestruct
  5. 通過調用發送乙太幣
  6. 呼叫任何未標記 pure/view 的函數
  7. 使用低級呼叫(low-level calls)
  8. 使用包含某些操作碼的內聯匯編

minusPayable() 間接呼叫 minus()，並返回 ETH 餘額，透過 this 關鍵字可以引用合約地址，在呼叫 minusPayable() 時往合約中轉入 12 個 ETH。

函數輸出

返回值：return/returns

  • returns：跟在函式名之後，聲明返回的變量類型與變量名。
  • return：在函式主體中，返回指定的變量。
// 返回多變量
function returnMultiple() public pure returns(uint256, bool, uint256[3] memory){
    return(1, true, [uint256(1), 2, 5])
}

※uint256[3] 聲明長度 3 且類型為 uint256 的數組為返回值，但若直接寫[1, 2, 5]會默認為 uint8[3]，因此第一個值須強制轉成 uint256，聲明該數組中的元素皆為 uint256。

命令式返回
在 returns 中標明返回變量的名稱。Solidity 會初始化這些變量，並自動返回，無須使用 return。

function returnNamed() public pure returns(uint256 _number, bool _bool, uint256[3] memory _array){
    _number = 2;
    _bool = false;
    _array = [uint256(3),2,1];
}

解構式返回

  • 讀取所有返回值：聲明變量，後將要賦值的變量用 , 隔開，依序排列。
uint256 _number;
bool _bool;
uint256[3] memory _array;
(_number, _bool, _array) = returnNamed();
  • 讀取部分返回值：聲明要讀取的返回值對應的變量，不讀取的留空。
(, _bool2, ) = returnNamed();