Solidity之合约讲解(二) - 写一个"僵尸"智能合约

映射(Mapping)和地址(Address)

我们通过给数据库中的僵尸指定“主人”, 来支持“多玩家”模式。
如此一来,我们需要引入2个新的数据类型:mapping(映射)address(地址)
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 以太币(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收以太币,就像你的银行帐户可以转账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:0x0cE446255506E92DF41614C46F1d6df9Cc969183(这是原本教程制作者的以太坊账户地址,可以转eth鼓励鼓励下哈😉)
地址的细节将在后面的课程中介绍,现在你只需要了解地址属于特定用户(或智能合约)的。
所以我们可以指定“地址”作为僵尸主人的 ID。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。


Mapping(映射)

映射是除了 结构体 和 数组 的另一种在 Solidity 中存储有组织数据的方法。
映射是这样定义的:

//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;

映射本质上是存储和查找数据所用的键-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。

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

给僵尸合约创建两个映射:

  • zombieToOwner 的映射。其键是一个uint(我们将根据它的 id 存储和查找僵尸),值address。映射属性为public。
  • 一个名为 ownerZombieCount 的映射,其中键是 address,值是 uint。

Msg.sender

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。
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。
以下是使用 msg.sender 来更新 mapping 的例子:

mapping (address => uint) favoriteNumber;

function setMyNumber(uint _myNumber) public {
  // 更新我们的 `favoriteNumber` 映射来将 `_myNumber`存储在 `msg.sender`名下
  favoriteNumber[msg.sender] = _myNumber;
  // 存储数据至映射的方法和将数据存储在数组相似
}

function whatIsMyNumber() public view returns (uint) {
  // 拿到存储在调用者地址名下的值
  // 若调用者还没调用 setMyNumber, 则值为 `0`
  return favoriteNumber[msg.sender];
}

在这个小小的例子中,任何人都可以调用 setMyNumber 在我们的合约中存下一个 uint 并且与他们的地址相绑定。 然后,他们调用 whatIsMyNumber 就会返回他们uint值。
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。


Require

在(一)最后,我们成功让用户通过调用 createRandomZombie函数 并输入一个名字来创建新的僵尸。 但是,如果用户能持续调用这个函数来创建出无限多个僵尸加入他们的军团,这游戏就太没意思了!
于是,我们作出限定:每个玩家只能调用一次这个函数。 这样一来,新玩家可以在刚开始玩游戏时通过调用它,为其军团创建初始僵尸。

我们怎样才能限定每个玩家只调用一次这个函数呢?

答案是使用require。 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:

function sayHiToVitalik(string _name) public returns (string) {
  // 比较 _name 是否等于 "Vitalik". 如果不成立,抛出异常并终止程序
  // (敲黑板: Solidity 并不支持原生的字符串比较, 我们只能通过比较
  // 两字符串的 keccak256 哈希值来进行判断)
  require(keccak256(_name) == keccak256("Vitalik"));
  // 如果返回 true, 运行如下语句
  return "Hi!";
}

如果你这样调用函数 sayHiToVitalik(“Vitalik”) ,它会返回“Hi!”。而如果调用的时候使用了其他参数,它则会抛出错误并停止执行。
值得注意的是其中Solidity 并不支持原生的字符串比较
因此,在函数里,用 require 验证前置条件是非常有必要的。

在我们的僵尸游戏中,我们不希望用户通过反复调用 createRandomZombie 来給他们的军队创建无限多个僵尸 —— 这将使得游戏非常无聊。
所以我们使用 require 来确保这个函数只有在每个用户第一次调用它的时候执行,用以创建初始僵尸。
在 createRandomZombie 的前面放置 require 语句。 使得函数先检查 ownerZombieCount [msg.sender] 的值为 0 ,不然就抛出一个错误。

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

继承(Inheritance)

我们的游戏代码越来越长。 当代码过于冗长的时候,最好将代码和逻辑分拆到多个不同的合约中,以便于管理。
有个让 Solidity 的代码易于管理的功能,就是合约 inheritance (继承):

contract Doge {
  function catchphrase() public returns (string) {
    return "So Wow CryptoDoge";
  }
}

contract BabyDoge is Doge {
  function anotherCatchphrase() public returns (string) {
    return "Such Moon BabyDoge";
  }
}

由于 BabyDoge 是从 Doge 那里 inherits (继承)过来的。 这意味着当你编译和部署了 BabyDoge,它将可以访问 catchphrase() 和 anotherCatchphrase()和其他我们在 Doge 中定义的其他公共函数。
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。

在接下来的章节中,我们将要为僵尸实现各种功能,让它可以“猎食”和“繁殖”。 通过将这些运算放到父类 ZombieFactory 中,使得所有 ZombieFactory 的继承合约都可以使用这些方法。

现在我们在 ZombieFactory 下创建一个叫 ZombieFeeding 的合约,它是继承自 ZombieFactory 合约的,代码如下

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) private {
        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);
        _createZombie(_name, randDna);
    }

}

// Start here
contract ZombieFeeding is ZombieFactory{

}

引入(Import)

两个contracts可以放在不同的sol文件中。当代码够长的时候,我们把它分成多个文件以便于管理。
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:

import "./someothercontract.sol";

contract newContract is SomeOtherContract {

}

这样当我们在合约(contract)目录下有一个名为 someothercontract.sol 的文件( ./ 就是同一目录的意思),它就会被编译器导入。


Storage与Memory

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,memory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 结构体 和 数组 时:

contract SandwichFactory {
  struct Sandwich {
    string name;
    string status;
  }

  Sandwich[] sandwiches;

  function eatSandwich(uint _index) public {
    // Sandwich mySandwich = sandwiches[_index];

    // ^ 看上去很直接,不过 Solidity 将会给出警告
    // 告诉你应该明确在这里定义 `storage` 或者 `memory`。

    // 所以你应该明确定义 `storage`:
    Sandwich storage mySandwich = sandwiches[_index];
    // ...这样 `mySandwich` 是指向 `sandwiches[_index]`的指针
    // 在存储里,另外...
    mySandwich.status = "Eaten!";
    // ...这将永久把 `sandwiches[_index]` 变为区块链上的存储

    // 如果你只想要一个副本,可以使用`memory`:
    Sandwich memory anotherSandwich = sandwiches[_index + 1];
    // ...这样 `anotherSandwich` 就仅仅是一个内存里的副本了
    // 另外
    anotherSandwich.status = "Eaten!";
    // ...将仅仅修改临时变量,对 `sandwiches[_index + 1]` 没有任何影响
    // 不过你可以这样做:
    sandwiches[_index + 1] = anotherSandwich;
    // ...如果你想把副本的改动保存回区块链存储
  }
}

如果你还没有完全理解究竟应该使用哪一个,也不用担心 —— 在本教程中,我们将告诉你何时使用 storage 或是 memory,并且当你不得不使用到这些关键字的时候,Solidity 编译器也发警示提醒你的。

现在,只要知道在某些场合下也需要你显式地声明 storage 或 memory就够了!

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