智能合约语言 Solidity 教程系列1 - 类型介绍

  • Tiny熊
  • 更新于 2017-12-05 15:25
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更新，现在可以阅读完整的、有社区大神们翻译的 Solidity 中文文档

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写在前面

Solidity是以太坊智能合约编程语言，阅读本文前，你应该对以太坊、智能合约有所了解， 如果你还不了解，建议你先看以太坊是什么 Solidity教程会是一系列文章，本文是第一篇：介绍Solidity的变量类型。 Solidity 系列完整的文章列表请查看分类-Solidity。

本文前半部分是参考Solidity官方文档（当前最新版本：0.4.24）进行翻译，后半部分是结合实际合约代码实例说明类型的使用（仅针对专栏订阅用户）。

类型

Solidity是一种静态类型语言，意味着每个变量（本地或状态变量）需要在编译时指定变量的类型（或至少可以推倒出类型）。Solidity提供了一些基本类型可以用来组合成复杂类型。

Solidity类型分为两类：

  • 值类型(Value Type) - 变量在赋值或传参时，总是进行值拷贝。
  • 引用类型(Reference Types)

值类型(Value Type)

值类型包含:

  • 布尔类型(Booleans)
  • 整型(Integers)
  • 定长浮点型(Fixed Point Numbers)
  • 定长字节数组(Fixed-size byte arrays)
  • 有理数和整型常量(Rational and Integer Literals)
  • 字符串常量（String literals）
  • 十六进制常量（Hexadecimal literals）
  • 枚举(Enums)
  • 函数类型(Function Types)
  • 地址类型(Address)
  • 地址常量(Address Literals)

    函数类型及地址类型(Address)有单独的博文，请点击查看。

布尔类型(Booleans)

布尔(bool):可能的取值为常量值true和false。

布尔类型支持的运算符有：

  • ！逻辑非
  • && 逻辑与
  • || 逻辑或
  • == 等于
  • != 不等于

注意：运算符&&和||是短路运算符，如f(x)||g(y)，当f(x)为真时，则不会继续执行g(y)。

整型(Integers)

int/uint: 表示有符号和无符号不同位数整数。支持关键字uint8 到 uint256 (以8步进)， uint 和 int 对应的是 uint256 和 int256。

支持的运算符：

  • 比较运算符： <=, < , ==, !=, >=, > (返回布尔值：true 或 false)
  • 位操作符： &，|，^(异或)，~（位取反）
  • 移位运算： << (左移位), >>(右移位)
  • 算术操作符：+，-，一元运算-，一元运算+，，/, %(取余数), *\（幂）

说明：

  1. 整数除法总是截断的，但如果运算符是字面量（字面量稍后讲)，则不会截断。
  2. 整数除0会抛异常。
  3. 移位运算的结果的正负取决于操作符左边的数。x << y 和 x (2**y) 是相等， x >> y 和 x / (2*\y) 是相等的。
  4. 不能进行负移位，即操作符右边的数不可以为负数，否则会抛出运行时异常。

每个整数变量，都是有限定取值范围的，如uint32 的取值分为是 0 到 2**32 - 1， 如果运算之后，取值不在这个范围内，结果会被截断（溢出）。

注意：Solidity中，右移位是和除等价的，因此右移位一个负数，向下取整时会为0，而不像其他语言里为无限负小数。

定长浮点型（Fixed Point Numbers）

注意：定长浮点型 Solidity（发文时）还不完全支持，它可以用来声明变量，但不可以用来赋值。

fixed/ufixed: 表示有符号和无符号的固定位浮点数。关键字为ufixedMxN 和 ufixedMxN。 M表示这个类型要占用的位数，以8步进，可为8到256位。 N表示小数点的个数，可为0到80之间

支持的运算符：

  • 比较运算符： <=, < , ==, !=, >=, > (返回布尔值：true 或 false)
  • 算术操作符：+，-，一元运算-，一元运算+，*，/, %(取余数) 注意：它和大多数语言的float和double不一样， M 是表示整个数占用的固定位数，包含整数部分和小数部分。因此用一个小位数（M较小）来表示一个浮点数时，小数部分会几乎占用整个空间。

定长字节数组(Fixed-size byte arrays)

关键字有：bytes1, bytes2, bytes3, ..., bytes32。（以步长1递增） byte代表bytes1。

支持的运算符：

  • 比较符: <=, <, ==, !=, >=, > (返回bool）
  • 位操作符: &, |, ^ (按位异或)，~（按位取反）, << (左移位), >> (右移位)
  • 索引（下标）访问: 如果x是bytesI，当0 <= k < I ，则x[k]返回第k个字节（只读）。

移位运算和整数类似，移位运算的结果的正负取决于操作符左边的数，且不能进行负移位。 如可以-5<<1, 不可以5<<-1

成员变量： .length：表示这个字节数组的长度（只读）。

补充小技巧: 如何在Remix中把内容传递给函数的定长字节数组参数，答案是使用16进制形式（0x1122）传递。 如果参数是定长字节数组的数组 bytes32[]，则在Remix中参数内容传递形式为：["0x00","0x0a"]。

变长（动态分配大小）字节数组（Dynamically-sized byte array）

  • bytes:动态分配大小字节数组, 参见Arrays,不是值类型!
  • string:动态分配大小UTF8编码的字符类型,参看Arrays。不是值类型!

根据经验： bytes用来存储任意长度的字节数据，string用来存储任意长度的(UTF-8编码)的字符串数据。 如果长度可以确定，尽量使用定长的如byte1到byte32中的一个，因为这样更省空间。

有理数和整型常量(Rational and Integer Literals)

也有人把Literals翻译为字面量

整型常量是有一系列0-9的数字组成，10进制表示，比如：8进制是不存在的，前置0在Solidity中是无效的。

10进制小数常量（Decimal fraction literals）带了一个.， 在.的两边至少有一个数字，有效的表示如:1., .1 和 1.3.

科学符号也支持，基数可以是小数，指数必须是整数， 有效的表示如: 2e10, -2e10, 2e-10, 2.5e1。

数字常量表达式本身支持任意精度，也就是可以不会运算溢出，或除法截断。但当它被转换成对应的非常量类型，或者将他们与非常量进行运算，则不能保证精度了。 如：(2*800 + 1) - 2*800的结果为1（uint8整类) ，尽管中间结果已经超过计算机字长。另外：*.5 8**的结果是4，尽管有非整形参与了运算。

只要操作数是整形，整型支持的运算符都适用于整型常量表达式。 如果两个操作数是小数，则不允许进行位运算，指数也不能是小数。

注意： Solidity对每一个有理数都有一个数值常量类型。整数常量和有理数常量从属于数字常量。所有的数字常表达式的结果都属于数字常量。所以1 + 2和2 + 1都属于同样的有理数的数字常量3

警告： 整数常量除法，在早期的版本中是被截断的，但现在可以被转为有理数了，如5/2的值为 2.5

注意： 数字常量表达式，一旦其中含有常量表达式，它就会被转为一个非常量类型。下面代码中表达式的结果将会被认为是一个有理数：

uint128 a = 1;
uint128 b = 2.5 + a + 0.5;

上述代码编译不能通过，因为b会被编译器认为是小数型。

字符串常量

字符串常量是指由单引号，或双引号引起来的字符串 ("foo" or 'bar')。字符串并不像C语言，包含结束符，"foo"这个字符串大小仅为三个字节。和整数常量一样，字符串的长度类型可以是变长的。字符串可以隐式的转换为byte1,...byte32 如果适合，也会转为bytes或string。

字符串常量支持转义字符，比如\n，\xNN，\uNNNN。其中\xNN表示16进制值，最终转换合适的字节。而\uNNNN表示Unicode编码值，最终会转换为UTF8的序列。

十六进制常量（Hexadecimal literals）

十六进制常量，以关键字hex打头，后面紧跟用单或双引号包裹的字符串，内容是十六进制字符串，如hex"001122ff"。 它的值会用二进制来表示。

十六进制常量和字符串常量类似，也可以转换为字节数组。

枚举（Enums）

在Solidity中，枚举可以用来自定义类型。它可以显示的转换与整数进行转换，但不能进行隐式转换。显示的转换会在运行时检查数值范围，如果不匹配，将会引起异常。枚举类型应至少有一名成员。下面是一个枚举的例子：

pragma solidity ^0.4.0;

contract test {
    enum ActionChoices { GoLeft, GoRight, GoStraight, SitStill }
    ActionChoices choice;
    ActionChoices constant defaultChoice = ActionChoices.GoStraight;

    function setGoStraight() {
        choice = ActionChoices.GoStraight;
    }

    // Since enum types are not part of the ABI, the signature of "getChoice"
    // will automatically be changed to "getChoice() returns (uint8)"
    // for all matters external to Solidity. The integer type used is just
    // large enough to hold all enum values, i.e. if you have more values,
    // `uint16` will be used and so on.
    function getChoice() returns (ActionChoices) {
        return choice;
    }

    function getDefaultChoice() returns (uint) {
        return uint(defaultChoice);
    }
}

代码实例

通过合约代码实例说明类型的使用，请订阅区块链技术查看。

另外强烈安利一门视频课程给大家： 深入详解以太坊智能合约语言Solidity。

参考文档

Solidity官方文档-类型

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下面我们用一个真实的合约代码来理解下各个类型及操作符。

pragma solidity ^0.4.18;

contract testType{

    function add(uint x, uint y) public returns (uint z){
        z = x + y;
    }

    function divide(uint x, uint y ) public returns (uint z) {
        z = x / y;
    }

    function leftshift(int x, uint y) public returns (int z){
        z = x &lt;&lt; y;
    }

    function rightshift(int x, uint y) public returns (int z){
        z = x >> y;
    }

    function interLiteral() public returns (uint, uint) {
        return ((2**800 + 1) - 2**800,  0.5*8);
    }

    function hexLiteralBytes() public returns (bytes2, bytes1, bytes1) {
        bytes2 a = hex"aabb";
        return (a, a[0], a[1]);
    }

}

运行

  1. 打开browser-solidity，把代码拷贝到编辑器。
  2. 选择环境创建合约
  3. 传参数调用
  4. 点Details 查看结果 上一张截图大家就明白了。

建议根据自己对类型的理解，修改代码，使用不同的参数进行调用以增强对类型的理解。 如：运行hexLiteralBytes()查看输出结果，十六进制常量可转化为字节数组。

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