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区块链教程(五):合约编写实战实例

摘要:区块链水龙头注:本教程为技术教程,不谈论且不涉及炒作任何数字货币合约编写实战实例一、简单代币合约pragma solidity > 0.4.22;contract Coin{    //这里我们定义了一个address 作为key, uint做为value的hashTable balances; 我

注:本教程为技术教程,不谈论且不涉及炒作任何数字货币

合约编写实战实例一、简单代币合约
pragma solidity > 0.4.22;contract Coin{    //这里我们定义了一个address 作为key, uint做为value的hashTable balances; 我们还定义了一个address的变量minter;    address public minter;    mapping(address=>uint) balances;    event Sent(address from, address to, uint amount);    constructor(){        //代表创建这个合约的账户地址,被赋值给变量minter.        minter = msg.sender;    }    //添加一个挖矿合约     function mint(address receiver, uint amount) public{        require(msg.sender == minter);        balances[receiver] += amount;            }    function send(address receiver, uint amount) public{        require(balances[msg.sender] >= amount);        balances[msg.sender] -= amount;        balances[receiver] += amount;        emit Sent(msg.sender,receiver,amount);    }    }

解析: 上面实现一个简单的加密货币,币在这里可以无中生有,但只有创建合约的人才能做到,且任何人都可以给他人转币,无需注册名和密码。

address类型是一个160位的值,不允许任何算数操作,这种类型适合存储合约地址或外部人员。

mappings可看作是一个哈希表,它会执行虚拟初始化,以使得所有可能存在的键都映射到一个字节表示为全零的值。

event Sent(address from, address to, uint amount);声明了一个所谓的事件,它在send函数最后一行被发出。用户界面可以监听区块链上正在发送的事件,且不会花费太多成本,一旦它被发出,监听该事件的listener都将收到通知,而所有的事件都包含了from,to和amount三个参数,可方便追踪事务。

msg.sender始终是当前函数或者外部函数调用的来源地址。

最后真正被用户和其他合约所调用的,用于完成本合约功能的方法是mint和send。若mint被合约创建者外的其他调用则说明都不会发生。

send函数可被任何人用于向其他人发送代币,前提是发送者拥有这些代币,若使用合约发送代币给一个地址,当在区块链浏览器上查到该地址时时看不到任何相关信息的,因为,实际上发送币和更改余额的信息仅仅存在特定合约的数据存储器中。通过使用事件,可非常简单地为新币创建一个区块链浏览器来追踪交易和余额。

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二、水龙头合约

在前面我们通过 Ropsten 测试网络的水龙头(Faucet)获取了一些以太币,并提到可以向水龙头账户发送以太币来捐赠以太币。实际上,水龙头账户是一个合约账户,水龙头就是一份合约,而整个网站就是合约+前端组成的DApp。下面我们通过 Remix 来编写一个简单的水龙头合约,借此了解如何创建、部署合约以及一些 Solidity 的基本语法。

首先打开 Remix,并新建一个名为 faucet.sol 的文件,该文件就是 Solidity 的源文件

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打开 faucet.sol,并写入如下代码

pragma solidity ^0.7.0;contract faucet {    function withdraw (uint amount) public {        require (amount <= 1e18);        msg.sender.transfer (amount);    }        receive () external payable {}}

通过这几行代码我们就实现了一个非常简单的水龙头合约。首行代码 pragma solidity ^0.7.0是一个杂注,指定了我们的源文件使用的编译器版本不能低于 0.7.0,也不能高于 0.8.0。

contract faucet{...} 声明了一个合约对象,合约对象类似面向对象语言中的类,对象名必须跟文件名相同。

接下来通过 function withdraw (uint amount) public {...} 创建了一个名为 withdraw 的函数,该函数接收一个无符号整数(uint)作为参数,并且被声明为 public 函数,意为可以被其他合约调用。

withdraw 函数体中的 require 是 Solidity 的内置函数,用来检测括号中的条件是否满足。条件满足则继续执行合约,条件不满足则合约停止执行,回撤所有执行过的操作,并抛出异常。在这里我们通过 require (amount <= 1e18) 来检测输入的以太币值是否小于等于1个以太。

接下来的这一行 msg.sender.transfer (amount) 就是实际的提款操作了。msg 是 Solidity 中内置的对象,所有合约都可以访问,它代表触发此合约的交易。也就是说当我们调用 withdraw 函数的时候实际上触发了一笔交易,并用 msg 来表示它。sender 是交易 msg 的属性,表示了交易的发件人地址。函数 transfer 是一个内置函数,它接收一个参数作为以太币的数量,并将该数量的以太币从合约账户发送到调用合约的用户的地址中。

最后一行是一个特殊的函数 receive ,这是所谓的 fallback 或 default 函数。当合约中的其他函数无法处理发送到合约中的交易信息时,就会执行该函数。在这里,我们将该函数声明为 external 和 payable ,external 意味着该函数可以接收来自外部账户的调用,payable 意味着该函数可以接收来自外部账户发送的以太币。

这样,当我们调用合约中的 withdraw 并提供一个参数时,我们可以从这份合约中提出以太币;当我们向合约发送以太币时,就会调用 receive 函数往合约中捐赠以太币。

代码编写完毕后,在 Remix 左侧的功能栏中选择第二项,并点击 Compile faucet.sol 来编译我们的 sol 文件。

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编译完成后会出现一个 Warning,提示我们添加 SPDX license,可以忽略。

随后选择 Remix 左侧工具栏的第三项,进入合约部署界面

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首先将 ENVIRONMENT 选择为 Injected Web3,这样才能通过 MetaMask 钱包来发送交易。

随后点击 Deploy 部署合约,MetaMask 会弹出部署合约的交易界面

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因为该笔交易是合约创建交易,因此我们支付的以太币为0,但仍需支付一定的 Gas 费用,可以自己设定 Gas 的价格。

合约部署成功后会收到 Chrome 的消息提示,并在 Remix 的 Deployed Contracts 中也会有显示

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这样我们就完成了这个水龙头合约的部署。

水龙头测试

我们刚刚创建的水龙头中还没有以太坊,因此我们可以通过 MetaMask 向水龙头合约的地址中发送一些以太坊。水龙头合约的地址会显示在 Remix 中的,见上图 FAUCET AT 0X7A4...34219,可以直接复制。

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交易被确认后,我们的水龙头中就有了0.999726个以太币,现在我们可以通过 Remix 中合约一栏的 withdraw 按钮来提取以太币了。需要注意,这里输入的以太币个数是以 wei 为单位的。

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点击 withdraw 后,会弹出警告框

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这是因为目前我们还没有设置这笔交易的 Gas,不用担心,点击 Send Transaction 后,在弹出的 MetaMask 中设置即可。

交易被确认后,我们得到了刚刚提取的0.999726个以太币

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若大家没有执行成功可以重新做一次、查找其他资料或者观看此视频

三、投票合约的实现区块链教程(五):合约编写实战实例

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本次教程将以一个较复杂的投票合约作为结束,我们希望实现的功能是为每个(投票)建议建立一份合约,然后作为合约的创造者-主席,主席将赋予每个成员(地址)投票权,而成员的投票权可以选择委托给其他人也可以自己投票,结束时将返回投票最多的提案。听起来很简单一个功能实现起来却较为复杂,下面我们拆分开进行讲解

注:

代码可直接在Remix编辑器的已有solidity文件中找到,在contract/_Ballot.sol文件里若学习者前面部分掌握较牢固,不妨尝试直接自行阅读代码,无需阅读本节内容

首先我们定义成员类型,我们为每个投票者定义权重、是否已投票、

struct Voter {    uint weight; // weight is accumulated by delegation    bool voted;  // if true, that person already voted    address delegate; // person delegated to    uint vote;   // index of the voted proposal}

然后我们定义提案类型,包含提案名和投票总数:

struct Proposal {    bytes32 name;   // short name (up to 32 bytes)    uint voteCount; // number of accumulated votes}

定义三个变量,主席是一个公开的地址,建立投票者与地址的映射,然后定义提案动态数组:

address public chairperson;mapping(address => Voter) public voters;Proposal[] public proposals;
address public chairperson:投票发起人,类型为 address。mapping(address => Voter) public voters:所有投票人,类型为 address 到 Voter 的映射。Proposal[] public proposals:所有提案,类型为动态大小的 Proposal 数组。

3 个状态变量都使用了 public 关键字,使得变量可以被外部访问(即通过消息调用)。事实上,编译器会自动为 public的变量创建同名的 getter 函数,供外部直接读取。

我们还需要为每个投票赋予初始权值,并将主席的权重设置为1。我们一般使用constructor赋初值,这与C++等语言类似:

constructor(bytes32[] memory proposalNames) {    chairperson = msg.sender;    voters[chairperson].weight = 1;    for (uint i = 0; i < proposalNames.length; i++) {        proposals.push(Proposal({            name: proposalNames[i],            voteCount: 0        }));    }}

所有提案的名称通过参数 bytes32[] proposalNames 传入,逐个记录到状态变量 proposals 中。同时用 msg.sender 获取当前调用消息的发送者的地址,记录为投票发起人 chairperson,该发起人投票权重设为 1。

接下来我们需要给每个投票者赋予权重:

function giveRightToVote(address voter) public {    require(        msg.sender == chairperson,        "Only chairperson can give right to vote."    );    require(        !voters[voter].voted,        "The voter already voted."    );    require(voters[voter].weight == 0);    voters[voter].weight = 1;}

该函数给 address voter 赋予投票权,即将 voter 的投票权重设为 1,存入 voters 状态变量。

上面这个函数只有投票发起人 chairperson 可以调用。这里用到了 require((msg.sender == chairperson) && !voters[voter].voted) 函数。如果require 中表达式结果为 false,这次调用会中止,且回滚所有状态和以太币余额的改变到调用前。但已消耗的 Gas 不会返还。

下面一段是整段代码的重点,其作用是委托其他人代理投票,基本思路是:

使用require判断委托人是否已投票(若投过票再委托则重复投票),并判断被委托对象是否是自己当判断被委托人不是0地址(主席)时,被委托人代理委托人的票,【绕口警告】由于被委托人也可能委托了别人,因此这里需要一直循环直到找到最后没有委托别人的被委托人为止!委托人找到对应的被委托人,委托人已投票(避免重复投票)判断被委托人是否已投票,若投了票则将被委托人投的提案票数加上委托人的权重,若未投票则令被委托人的权重加上委托人的权重(以后投票自然相当于投两票)

注:该函数使用了 while 循环,这里合约编写者需要十分谨慎,防止调用者消耗过多 Gas,甚至出现死循环。

function delegate(address to) public {    Voter storage sender = voters[msg.sender];    require(!sender.voted, "You already voted.");    require(to != msg.sender, "Self-delegation is disallowed.");    while (voters[to].delegate != address(0)) {     to = voters[to].delegate;     require(to != msg.sender, "Found loop in delegation.");    }    sender.voted = true;    sender.delegate = to;    Voter storage delegate_ = voters[to];    if (delegate_.voted) {     proposals[delegate_.vote].voteCount += sender.weight;    } else {     delegate_.weight += sender.weight;    }}

投票部分仅是几个简单的条件判断:

function vote(uint proposal) public {        Voter storage sender = voters[msg.sender];        require(sender.weight != 0, "Has no right to vote");        require(!sender.voted, "Already voted.");        sender.voted = true;        sender.vote = proposal;        proposals[proposal].voteCount += sender.weight;    }

用 voters[msg.sender] 获取投票人,即此次调用的发起人。接下来检查是否是重复投票,如果不是,进行投票后相关状态变量的更新。

接下来是计算获胜提案:

function winningProposal() public view        returns (uint winningProposal_){    uint winningVoteCount = 0;    for (uint p = 0; p < proposals.length; p++) {        if (proposals[p].voteCount > winningVoteCount) {            winningVoteCount = proposals[p].voteCount;            winningProposal_ = p;        }    }}

returns (uint winningProposal) 指定了函数的返回值类型,constant 表示该函数不会改变合约状态变量的值。

最后是查询获胜者名称:

function winnerName() public view        returns (bytes32 winnerName_){    winnerName_ = proposals[winningProposal()].name;}

这里采用内部调用 winningProposal() 函数的方式获得获胜提案。如果需要采用外部调用,则需要写为 this.winningProposal()。

参考自:

尚硅谷区块链全套Go语言→GoWeb→以太坊→项目实战 web3.js 1.0中文手册

注:本系列来自datawhale组队学习教程,将近结束时跟据同学反馈重新整理而来

author:荒、越前浩波、Yurk、Don

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