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DAPP实战：从0到1全过程（2）

“本章主要介绍DAPP合约开发基础，solidity基本语法、开发、编译和运行环境，以及合约调试，为forever bird合约开发做准备”

Solidity 是一门面向合约的、为实现智能合约而创建的高级编程语言，运行在太坊虚拟机（EVM）上。下面我们对solidity相关内容进行讲解。

01

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配置solidity开发工具

很多编辑器都支持solidity开发，例如：SublimeText、Atom、Visual Studio Code等。可参考如下路径：

http://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/index.html

我们编写合约选择使用Visual Studio Code，安装Solidity插件可以提供语法高亮、关键字提示、合约编译等功能。

详细配置方法请参考一下路径：

http://juan.blanco.ws/solidity-contracts-in-visual-studio-code/

02

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运行环境

智能合约是运行在以太链的虚拟机上面，合约编译通过之后首先部署到以太链，可以使用testrpc或者geth搭建以太坊私链，然后使用以太坊钱包（Ethereum Wallet）、trffule框架或者remix进行部署到私链。

Ethereum Wallet下载路径：

https://github.com/ethereum/mist/releases

trffule参考文档：

http://truffle.tryblockchain.org

Remix参考文档：

https://github.com/ethereum/remix

Ethereum Wallet提供了友好的界面，可以通过界面完成部署合约、执行合约、转账等操作。Trffule提供了nodejs的程序开发框架，内置的智能合约编译、链接、部署等，简化合约的开发流程。remix是基于浏览器的 IDE，集成了编译器和 Solidity运行时环境，可以使用内置的JavaScript VM作为运行环境，也使用当前浏览器的web3 Provider或自定义web3 Provider连接其他私链的node。

我们现在选择使用remix，使用其内置的JavaScript VM作为运行环境。remix除了提供运行环境，还集成了合约的调试功能，可以追溯合约执行逻辑、跟踪合约状态、查看内存数据等，可以方便检测和验证合约的正确性。

03

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solidity语法简介

智能合约是存储于以太链的代码和数据，每个部署以太坊的合约都有一个特定的地址，可以通过合约地址调用代码函数更新合约中数据。关于solidity的详细介绍，请参考文档：

http://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/index.html

源文件结构

版本标注

合约开头要有版本标注，如下所示：

pragmasolidity^0.4.11;

该标注说明源文件只允许编译器版本[0.4.11,0.5.0)

合约声明的关键字contract，例如:

contractSimple{...}

注释

可以使用单行注释（//）和多行注释（/*...*/）

状态变量

永久存储在合约存储中的值。

contractSimple{ uintstoredData;// 状态变量   ... }

Solidity常见类型：

bool：可能的取值为字面常数值 true和 false。

int / uint ：分别表示有符号和无符号的不同位数的整型变量。支持关键字 uint8 到 uint256（无符号，从 8 位到 256 位）以及 int8 到 int256，以 8 位为步长递增。 uint 和 int 分别是 uint256 和 int256 的别名。

address：地址类型存储一个 20 字节的值（以太坊地址的大小）。地址类型也有成员变量，并作为所有合约的基础。

地址类型成员变量（如 balance、transfer）请参考如下文档：

http://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/units-and-global-variables.html#address-related 

bytes1， bytes2， bytes3， ...， bytes32，标识定长字节数组。

bytes 标识变长数组

string 标识变长UTF-8编码字符串类型。

enum 枚举类型

enum ActionChoices { Red, Blue}

函数类型

function()

{internal|external}

[pure|constant|view|payable]

[returns ()]

数据位置

所有的复杂类型，即数组和结构类型，都有一个额外属性：数据位置，说明数据是保存在内存memory中还是存储storage 中。

强制指定的数据位置：

外部函数的参数（不包括返回参数）：calldata

状态变量：storage

默认数据位置：

函数参数（包括返回参数）：memory

所有其它局部变量： storage

存储和内存之间两两赋值，或存储向状态变量赋值都会创建一份独立的拷贝。 状态变量向局部变量赋值时仅传递一个引用，而且这个引用总是指向状态变量，因此后者改变的同时前者也会发生改变。

关于存储的详细内容请参考一下文档：

http://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/introduction-to-smart-contracts.html#index-10

结构体 形式如下：

structFunder{addressaddr;uintamount;}

映射

映射类型在声明时的形式为 mapping(key=>value)。 其中key可以是除了映射、变长数组、合约、枚举以及结构体以外的几乎所有类型。value可以是包括映射类型在内的任何类型。

以上是对solidity的简介，关于solidity深入理解，请参考以下文档：

http://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/solidity-in-depth.html

04

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solidity编写和运行

我们首先编写一个简单的合约，用来记录用户账本，创建一个结构体User，User.addr标识用户地址，User.count标识用户存款次数，User.amount标识用户当前金额。add函数用户存款，get函数用户查看存款次数和金额。合约代码如下：

pragma solidity ^0.4.11;

contract Sample{

    struct User {

        address addr;

        int64 count;

        int64 amount;

    }

    mapping(address=>User) users;

    function add(int64 amount) external

    returns (bool) {

        if(users[msg.sender].addr == 0) {

            users[msg.sender] = User({

                addr:msg.sender,

                count:0,

                amount:0

});

        }

        users[msg.sender].count += 1;

        if(amount < 0) {

            return false;

        }

        users[msg.sender].amount += amount;

        return true;

    }

    function get() public view

    returns (int64, int64) {

        return (users[msg.sender].count,users[msg.sender].amount);

    }

}

我们把智能合约代码贴到remix代码区，如下图：

勾选"Auto compile"，如果内容发生改变编译器会立刻编译，如下图，我们去掉一个分号，右边会立刻显示合约错误。

点击“Details”按钮，我们可以查看合约的详细内容，比如ABI、汇编代码等。我们查看编译没有问题，这时候就可以部署运行，切换Tab "Run"，如下图所示。

运行环境默认选择当前浏览器提供的web3 provider，因为我的浏览器安装了Metamask钱包，并且连接了rinkeby测试网络，所以图中Environment显示的是Metamask提供的web3 provider。我们现在切换环境为remix内置的JS VM，会创建一些测试地址，每个地址分配100eth，切换之后如下图所示：

切换之后我们就点击按钮"deploy"发布合约，发布合约会消耗gas，所以我们的账户ether会变化，合约发布成功之后会展示到“Depolyed Contracts” 区域，合约源码下方的console区域会展示交易凭证(transaction receipt)信息，还可以点击“Debug”调试追溯本次交易，如下图：

展开合约函数，我们依次调用add和get函数，如下图所示。

执行add函数，就会给本地址账户添加金额111，交易执行打包完成之后，合约的状态存储区数据就发生了改变，我们点击get的debug，查看当前状态数据，如下图：

这时我们的get函数只能查看自己的金额，如果想要查看其他用户金额，我们再添加一个函数getAmount函数，如下：

function getAmount(address addr) public view 

    returns int64

{

        return users[addr].count;

    }

我们就可以调用getAmount获取其他用户的账户金额。

添加该函数之后就存在一个问题，所有人都可以查看其他账户的金额，显然这是不合理的，需要添加一个限制：必须是合约的创建者才可以调用该函数，该如何实现？

方法一：我们可以在每个需要限制的函数开头加入地址判断，如果调用者不是合约创建者则退出。

方法二：我们可以利用函数修饰器，在每个函数执行前检查是否符合执行条件。函数修饰器的参考资料如下：

http://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/contracts.html#modifiers

我们使用函数修饰器，首先定义一个contract owned，智能合约的部署会调用合约的构造函数constructor，构造函数的调用者就是合约的拥有者，函数使用中使用了require，如果不符合条件该函数会抛出异常，还原合约状态，owned代码如下所示：

contract owned {

    constructor() public { owner = msg.sender; }

    address owner;

    modifier onlyOwner {

        require(msg.sender == owner);

        _;

    }

}

其次，Sample继承owned，如下所示：

contract Sample is owned{...}

最后，在要限制的函数定义上面加上修饰器，如下所示：

function getAmount(address addr) public view onlyOwner

    returns (int64, int64) {

        return (users[addr].count,users[msg.sender].amount);

}

修改完成之后我们重新部署合约进行测试，

（1）我们选择0xca3...账户进行部署，然后对本账号执行add函数，如下图：

（2）利用debug查看当前合约状态，如下图：

（3）切换账户0x147...，如下图：

（3）调用getAmount函数获取0xca3...的金额。如下图：

可以通过console区看到，执行getAmount的时候抛出了异常。这是因为当前的账户非owner，所以require抛出了异常，关于异常的相关文档请参考：

http://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/control-structures.html#assert-require-revert-and-exceptions

（4）使用0x147...账户，调用add函数，添加金额123。如图：

（5）我们切换到owner账户0xca3...，然后查看0x147...的金额。如图：

以上步骤验证了函数修饰器的作用，我们利用这个简单的账户存款合约，给大家演示了合约语法、编写、编译、部署和运行过程，本章就先简单介绍这里，如果有什么疑问请留言。

下一章讲解智能合约常见问题和调试，敬请关注！

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