【Solidity 从入门到精通】第3章 Solidity 基础语法详解 - 详解

本章将深入讲解 Solidity 的语言结构与基本语法，让你从“能看懂”走向“能写出”。我们将探索变量、数据类型、函数、可见性、事件、修饰符等概念，用生动的比喻、清晰的表格和实战示例帮助你理解。通过构建一个简单的“留言墙（Message Wall）”智能合约，你将掌握状态与内存变量的区别、函数的 Gas 成本、事件的日志机制，以及 Solidity 编程的独特思维方式。这一章是你成为 Solidity 开发者的真正起点。

关键词： 变量作用域、数据类型、函数修饰符、事件、状态管理

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3.1 语言基础概览：Solidity 的语法风格

“Solidity 看起来像 JavaScript，却更像法律文件。”

Solidity 的语法灵感来源于 JavaScript、C++ 和 Python。
它像 JS 一样使用大括号 {}，但又像 C 一样严格定义类型。

如果你熟悉这些语言，你会觉得 Solidity “似曾相识”，但又“处处不同”。

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Solidity 与常见语言语法对比

特性	JavaScript	Solidity	备注
变量声明	let a = 1;	uint a = 1;	Solidity 要声明类型
数组	[1, 2, 3]	uint[] nums = [1,2,3];	固定/动态长度皆可
字符串	"hello"	"hello"	字符串不能直接拼接
函数定义	function add(a,b){}	function add(uint a, uint b) public returns(uint){}	必须声明可见性与返回值
类	class	contract	合约即类

Solidity 就像“严格模式的 JavaScript”，
但它运行在全球分布式计算机网络上。

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3.2 数据类型与变量：区块链上的存储单位

“每一个变量，都是写进账本的墨迹。”

Solidity 中的主要数据类型

类型分类	示例	说明
整数类型	uint256, int8	uint 表示无符号整数（0或正数）
布尔类型	bool	仅 true 或 false
地址类型	address	表示账户地址（钱包/合约）
字符串	string	存储文本
固定字节数组	bytes1 ~ bytes32	固定长度的二进制数据
动态数组	uint[], string[]	可扩展集合
映射（mapping）	mapping(address => uint)	类似字典或哈希表
结构体（struct）	自定义类型	类似类的简单形式

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状态变量与局部变量

• 状态变量（State Variable）：
  保存在区块链上，修改它需要交易与 Gas。
• 局部变量（Local Variable）：
  保存在内存中，只在函数执行时存在，不上链。

pragma solidity ^0.8.0;
contract VariableDemo {
    uint public counter = 0; // 状态变量
    function increase() public {
        uint temp = counter; // 局部变量
        temp += 1;
        counter = temp; // 写回区块链（消耗 Gas）
    }
}

操作类型	存储位置	是否消耗 Gas	生命周期
状态变量	区块链存储（storage）	✅ 是	永久保存
局部变量	内存（memory）	❌ 否	函数执行期间
常量	编译时写死	❌ 否	永久不变

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“Storage、Memory、Calldata”的区别图解

+----------------------------------------------------------+
| 区块链永久存储 (Storage) → 状态变量                     |
| 函数临时存储 (Memory) → 临时对象                        |
| 只读外部数据 (Calldata) → 外部函数参数                  |
+----------------------------------------------------------+

可简单理解为：

• storage：存到硬盘；
• memory：存到内存；
• calldata：传参快递箱。

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3.3 函数与可见性修饰符

“在 Solidity 世界中，函数不仅定义行为，也定义信任边界。”

函数的定义格式

function functionName(type parameter)
    visibility
    stateMutability
    returns(type)
{
    // 函数体
}

例如：

function add(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
    return a + b;
}

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可见性（Visibility）关键字

修饰符	说明	谁能调用	类比
public	任何人可调用	所有用户与合约	公共服务
external	仅外部调用	外部账户	API 接口
internal	合约内部可见	继承合约	保护函数
private	当前合约内部	无法继承	私有函数

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状态修饰符（State Mutability）

关键字	说明	是否修改状态	是否消耗 Gas
pure	不读不写	❌	❌
view	只读	❌	❌
（无修饰）	可写	✅	✅
payable	可接收 ETH	✅	✅

示例：

function getCounter() public view returns(uint) {
    return counter;
}
function add(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
    return a + b;
}
function receiveEther() public payable {
    // 可接收 ETH
}

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3.4 修饰符（Modifier）：智能合约的“守门员”

“Modifier 是 Solidity 的防线，用来设定进入规则。”

修饰符（modifier）允许你在函数执行前后添加条件逻辑。
比如：只有管理员能执行某个函数。

modifier onlyOwner() {
    require(msg.sender == owner, "Not authorized");
    _;
}

_ 表示函数主体在此处执行。
在函数中使用：

function withdraw() public onlyOwner {
    payable(owner).transfer(address(this).balance);
}

执行流程图：

调用函数 → 检查 onlyOwner → 如果通过 → 执行函数体

（图3-1：Modifier 执行流程）

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3.5 事件（Event）：区块链的日志系统

“区块链没有数据库，但它有事件日志。”

事件是 Solidity 用来在区块链上记录活动的机制。
类似于后端日志（log），但会被写入链上。

event NewMessage(address indexed sender, string content);
function postMessage(string memory content) public {
    emit NewMessage(msg.sender, content);
}

事件会在区块中被永久记录，可被 DApp 前端监听。
前端可通过 ethers.js 或 web3.js 读取事件日志。

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事件元素	说明
event	声明事件
emit	触发事件
indexed	可检索字段
区块日志	可供前端监听

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3.6 实战项目：构建一个“留言墙（Message Wall）”智能合约

“从一句留言，开始你的链上交流。”

让我们结合本章所学，写一个完整可运行的项目。
这个合约允许用户：

• 留下留言；
• 记录留言者地址；
• 触发事件；
• 读取所有留言。

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合约代码

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;
contract MessageWall {
    struct Message {
        address sender;
        string text;
        uint timestamp;
    }
    Message[] public messages;
    address public owner;
    event NewMessage(address indexed sender, string text, uint timestamp);
    modifier onlyOwner() {
        require(msg.sender == owner, "Not owner");
        _;
    }
    constructor() {
        owner = msg.sender;
    }
    function postMessage(string memory _text) public {
        messages.push(Message(msg.sender, _text, block.timestamp));
        emit NewMessage(msg.sender, _text, block.timestamp);
    }
    function getMessagesCount() public view returns (uint) {
        return messages.length;
    }
    function clearMessages() public onlyOwner {
        delete messages;
    }
}

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功能说明表

函数	功能	修饰符	Gas 成本
postMessage()	发布新留言	无	高
getMessagesCount()	查询留言数	view	无
clearMessages()	删除所有留言	onlyOwner	高

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运行逻辑示意图

用户 → postMessage() → 写入 messages[] → emit NewMessage() → 区块链事件日志

（图3-2：MessageWall 执行流程）

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3.7 区块链思维：为什么写入成本高？

“区块链上的每一个字节，都是全球共识的成本。”

当你写入一条留言时：

• 所有节点都要保存这条信息；
• 共识算法要验证这条交易；
• 因此写入成本（Gas）远高于传统数据库。

阅读（view）是免费的，写入是昂贵的。

这也引出了区块链的设计哲学：
计算要轻，存储要少，逻辑要明。

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3.8 小结与思考

本章你学会了：

• Solidity 的基本语法与类型；
• 函数可见性与状态修饰符；
• 使用修饰符定义权限；
• 事件机制；
• 构建完整留言墙项目。

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思考练习

1. 给 MessageWall 添加一个 like 功能，每条留言可被点赞。
2. 实现留言分页查询函数。
3. 使用事件记录点赞行为。
4. 通过 MetaMask 将合约部署到测试网。

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下一章预告：

第4章《Solidity 进阶特性与合约间交互》
我们将探索继承、多态、接口（Interface）、抽象合约、库（Library），以及合约之间如何互相调用。
这将是从“代码逻辑”迈向“智能生态”的关键一步。