Solidity学习记录

第一章 创建生产僵尸的工厂
第二章 设置僵尸的攻击功能

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前言

本人平时比较忙，只能在周末自学Solidity，尽量在周日更新学习记录，这份学习记录不仅仅是记录我的学习过程，也是我继续按时学习的监督。

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一、本章主要目的

我们在之前的课程建立了僵尸工厂，可以生成僵尸，但只有僵尸这个类，没有为僵尸添加任何动作和功能（就类似于之前只是做了一个手办一样的僵尸），这节课是对僵尸建立起动作相关的功能（让手办一样的僵尸变成可以吃东西，可以感染其他生物的僵尸）。这里要添加僵尸的食物来源和如何生成新僵尸，同时注意僵尸要有进食间隔，不能不停地吃东西。同时，由于这个教程的目的是编写一个游戏，要支持多玩家模式，所以要记录好僵尸的所属，不能让一个用户可以随意的使用他人的僵尸。

二、学习过程

1.本节课程知识点

1、Solidity中，一个十分重要的数据类型：Addresses （地址）。
以太坊区块链由 _ account _ (账户)组成，你可以把它想象成银行账户。一个帐户的余额是 Ether （以太）（在以太坊区块链上使用的币种），你可以和其他帐户之间支付和接受以太币，就像你的银行帐户可以电汇资金到其他银行帐户一样。
每个帐户都有一个“地址”，你可以把它想象成银行账号。这是账户唯一的标识符，它看起来长这样：

0x5B38Da6a701c568545dCfcB03FcB875f56beddC4 （这是一个随机生成的虚拟地址）
注意：地址属于特定用户（或智能合约）的。
所以我们可以指定“地址”作为僵尸主人的 ID----因为地址具有唯一表示。当用户通过与我们的应用程序交互来创建新的僵尸时，新僵尸的所有权被设置到调用者的以太坊地址下。

2、我们看到了 _ struct _ 和 _ array _ 。 _ mapping _ 是另一种在 Solidity 中存储有组织数据的方法。mapping是这样定义的：

//对于金融应用程序，将用户的余额保存在一个 uint类型的变量中：
mapping (address => uint) public accountBalance;
//或者可以用来通过userId 存储/查找的用户名
mapping (uint => string) userIdToName;

mapping本质上是存储和查找数据所用的key–value（键-值对）。在第一个例子中，键是一个 address，值是一个 uint，在第二个例子中，键是一个uint，值是一个 string。

3、我们在设置mapping的时候，有两个问题要考虑到：
（1）僵尸和拥有者是多对一的关系，即一个僵尸只能有一个拥有者，但一个拥有者可以拥有多个僵尸；

（2）键-值对是一对一关系，多个值组成的一个集合可以看成一个值，但想要查找僵尸的拥有者的时间则未定。（如果一个用户拥有大量的僵尸，用拥有者作为键，在修改僵尸的所有权时会花费大量资源或者打乱僵尸的顺序。前者会花费gas，这是需要真金白银的；后者会改变僵尸军团的秩序。）

我们在上一课建立僵尸时，给僵尸设置了一个身份ID，这个对于每个僵尸来说是唯一的身份标识。僵尸ID加上用户的地址，我们有了两个独一无二的标志符。这样我们既可以用僵尸ID作为键，也可以用用户地址作为键。所以建立两个mapping，一个用僵尸ID作为键，用户地址作为值，标志僵尸的归属；一个用用户地址作为键，拥有的僵尸数量作为值，标志用户拥有的僵尸数量。

4、在 Solidity 中，有一些全局变量可以被所有函数调用。 其中一个就是 msg.sender，它指的是当前调用者（或智能合约）的 address。使用 msg.sender 很安全，因为它具有以太坊区块链的安全保障 —— 除非窃取与以太坊地址相关联的私钥，否则是没有办法修改其他人的数据的。
注意：在 Solidity 中，功能执行始终需要从外部调用者开始。 一个合约只会在区块链上什么也不做，除非有人调用其中的函数。所以 msg.sender总是存在的。（在智能合约的众筹项目中，msg.sender是十分重要的，它代表着参加众筹项目的支持者的地址和支付账户（因为涉及到从哪个账户转账、扣钱，所以这个最为关键！！！））

5、require使得函数在执行过程中，当不满足某些条件时抛出错误，并停止执行。在调用一个函数之前，用 require 验证前置条件是非常有必要的。（注意：在 Solidity 中，关键词放置的顺序并不重要，参数的两个位置是等效的。）
例如：我们设置每个用户只能调用一次 createRandomZombie函数来生成一个僵尸，则可以在createRandomZombie中首先添加：
require(ownerZombieCount[msg.sender] == 0); // 只有用户没有僵尸时才能调用

6、Solidity同样有继承功能，支持合约之间的继承。现有一个合约A、合约B，合约B想要继承合约A，则要写为contract B is A，由于 B 是从 A 那里 inherits （继承)过来的。 这意味着当你编译和部署了 B，它将可以访问我们定义在B和A中定义的所有公共函数。这可以用于逻辑继承（比如表达子类的时候，Cat 是一种 Animal）。 但也可以简单地将类似的逻辑组合到不同的合约中以组织代码。

7、在 Solidity 中，当你有多个文件并且想把一个文件导入另一个文件时，可以使用 import 语句。若两个文件在同一个文件夹中，可以用如下的代码：
例如想要将同文件夹的sol文件A导入，则应该写为：import “./A.sol”;
这样当我们在这个合约目录下有一个名为 A.sol 的文件（ ./ 就是同一目录的意思），它就会被编译器导入。

8、在 Solidity 中，有两个地方可以存储变量 —— storage 或 memory。
Storage 变量是指永久存储在区块链中的变量。 Memory 变量则是临时的，当外部函数对某合约调用完成时，内存型变量即被移除。 你可以把它想象成存储在你电脑的硬盘或是RAM中数据的关系。
大多数时候你都用不到这些关键字，默认情况下 Solidity 会自动处理它们。 状态变量（在函数之外声明的变量）默认为“存储”形式，并永久写入区块链；而在函数内部声明的变量是“内存”型的，它们函数调用结束后消失。
然而也有一些情况下，你需要手动声明存储类型，主要用于处理函数内的 _ struct _ 和 _ array _ 时。
（注：当不得不使用到这些关键字的时候，即使用错了，Solidity 编译器也发警示提醒你该用什么的。）

9、除 public 和 private 属性之外，Solidity 还使用了另外两个描述函数可见性的修饰词：internal（内部） 和 external（外部）。internal 和 private 类似，不过， 如果某个合约继承自其父合约，这个合约即可以访问父合约中定义的“内部”函数。external 与public 类似，只不过这些函数只能在合约之外调用 - 它们不能被合约内的其他函数调用。声明函数 internal 或 external 类型的语法，与声明 private 和 public类 型相同。

10、如果我们的合约需要和区块链上的其他的合约会话，则需先定义一个 interface (接口)。先举一个简单的例子。 假设在区块链上有这么一个合约：

contract LuckyNumber {
  mapping(address => uint) numbers;

  function setNum(uint _num) public {
    numbers[msg.sender] = _num;
  }

  function getNum(address _myAddress) public view returns (uint) {
    return numbers[_myAddress];
  }
}

这是个很简单的合约，您可以用它存储自己的幸运号码，并将其与您的以太坊地址关联。 这样其他人就可以通过您的地址查找您的幸运号码了。现在假设我们有一个外部合约，使用 getNum 函数可读取其中的数据。
首先，我们定义 LuckyNumber 合约的 interface ：

contract NumberInterface {
  function getNum(address _myAddress) public view returns (uint);
}

请注意，这个过程虽然看起来像在定义一个合约，但其实内里不同：
首先，我们只声明了要与之交互的函数 —— 在本例中为 getNum —— 在其中我们没有使用到任何其他的函数或状态变量。
其次，我们并没有使用大括号（{ 和 }）定义函数体，我们单单用分号（;）结束了函数声明。这使它看起来像一个合约框架。
编译器就是靠这些特征认出它是一个接口的。
在我们的 app 代码中使用这个接口，合约就知道其他合约的函数是怎样的，应该如何调用，以及可期待什么类型的返回值。

11、在 Solidity中，可以让一个函数返回多个值。

12、创建一个接口：（1）定义一个名为 XXX 的接口。 请注意，因为我们使用了 contract 关键字， 这过程看起来就像创建一个新的合约一样。（2）在interface里定义了 YYY 函数（不过是复制/粘贴上面的函数，但在 returns 语句之后用分号，而不是大括号内的所有内容）。

13、返回多个值的函数可以这样处理：

function multipleReturns() internal returns(uint a, uint b, uint c) {
  return (1, 2, 3);
}

function processMultipleReturns() external {
  uint a;
  uint b;
  uint c;
  // 这样来做批量赋值:
  (a, b, c) = multipleReturns();   //按返回值的顺序依次给a、b、c赋值
}

// 或者如果我们只想返回其中一个变量:
function getLastReturnValue() external {
  uint c;
  // 可以对其他字段留空:
  (,,c) = multipleReturns();  //只对c赋值，将c赋值为返回的众多值中的最后一个返回值
}

2.最终代码

代码如下：

zombiefeeding.sol

//this is zombiefeeding.sol

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiefactory.sol";

contract KittyInterface {
  function getKitty(uint256 _id) external view returns (
    bool isGestating,
    bool isReady,
    uint256 cooldownIndex,
    uint256 nextActionAt,
    uint256 siringWithId,
    uint256 birthTime,
    uint256 matronId,
    uint256 sireId,
    uint256 generation,
    uint256 genes
  );
}

contract ZombieFeeding is ZombieFactory {

  // 1. 移除这一行:
  address ckAddress = 0x06012c8cf97BEaD5deAe237070F9587f8E7A266d;
  // 2. 只声明变量:
  KittyInterface kittyContract = KittyInterface(ckAddress);

  // 3. 增加 setKittyContractAddress 方法

  function feedAndMultiply(uint _zombieId, uint _targetDna, string species) public {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    Zombie storage myZombie = zombies[_zombieId];
    _targetDna = _targetDna % dnaModulus;
    uint newDna = (myZombie.dna + _targetDna) / 2;
    if (keccak256(species) == keccak256("kitty")) {
      newDna = newDna - newDna % 100 + 99;
    }
    _createZombie("NoName", newDna);
  }

  function feedOnKitty(uint _zombieId, uint _kittyId) public {
    uint kittyDna;
    (,,,,,,,,,kittyDna) = kittyContract.getKitty(_kittyId);
    feedAndMultiply(_zombieId, kittyDna, "kitty");
  }

}

zombiefactory.sol

//this is zombiefactory.sol

pragma solidity ^0.4.19;

contract ZombieFactory {

    event NewZombie(uint zombieId, string name, uint dna);

    uint dnaDigits = 16;
    uint dnaModulus = 10 ** dnaDigits;

    struct Zombie {
        string name;
        uint dna;
    }

    Zombie[] public zombies;

    mapping (uint => address) public zombieToOwner;
    mapping (address => uint) ownerZombieCount;

    function _createZombie(string _name, uint _dna) internal {
        uint id = zombies.push(Zombie(_name, _dna)) - 1;
        zombieToOwner[id] = msg.sender;
        ownerZombieCount[msg.sender]++;
        NewZombie(id, _name, _dna);
    }

    function _generateRandomDna(string _str) private view returns (uint) {
        uint rand = uint(keccak256(_str));
        return rand % dnaModulus;
    }

    function createRandomZombie(string _name) public {
        require(ownerZombieCount[msg.sender] == 0);
        uint randDna = _generateRandomDna(_name);
        randDna = randDna - randDna % 100;
        _createZombie(_name, randDna);
    }

}

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总结

这个章节重点内容为：

1. 每个人的地址address是独一无二的，可以通过msg.sender获得调用者的地址。
2. mapping在Solidity语言中有着重要作用，是类似于字典类的、独属于Solidity的函数。
3. require有着十分便利的功能，如果在编写众筹智能合约时，可以用来检测众筹资金是否达到目标金额等一系列问题。
4. 继承和导入方法使得代码不再过于冗长，让代码编写更加规范，更加易于检查。internal则使得函数可以在同一合约的不同文件之间可以互相使用，而不能被外部使用。
5. storage指全局变量，多为指针类型；memory指局部变量，不限类型。在编译器remix中可以自动检查，若将memory错用为storage，会反馈错误，同时写明此处应该为memory。
6. interface让我们的合约可以和其他合约会话，也方便我们获得其他合约的返回值。