3、基础Gas模型：EVM Opcode Gas表、静态Gas与动态Gas、内存扩展成本
Gas模型，说白了就是以太坊虚拟机（EVM）的「计价器」。你写的每一行代码，每一条指令，都得花钱。我刚开始接触Solidity时，总觉得Gas是个很遥远的概念——直到有一次部署合约，发现Gas费比预估高了整整三倍，项目方差点跟我翻脸。嗯，从那以后，我养成了先看Opcode Gas表的习惯。
3.1 EVM Opcode Gas表：你的代码成本清单
EVM的每条指令都有固定的Gas消耗。我把常用的Opcode Gas整理成了一张表，你写合约时可以对照着看：
| Opcode | 名称 | Gas消耗 | 说明 |
|---|---|---|---|
| STOP | 停止执行 | 0 | 免费，但很少单独用 |
| ADD / SUB | 加减法 | 3 | 基础算术，很便宜 |
| MUL / DIV | 乘除法 | 5 | 比加减贵一点 |
| MOD | 取模 | 5 | 和乘除同价 |
| ADDMOD / MULMOD | 模加/模乘 | 8 | 带模运算，稍贵 |
| EXP | 指数运算 | 10 + 50 * byte(指数) | 指数越大越贵，小心使用 |
| SHA3 | Keccak256哈希 | 30 + 6 * 数据长度(字) | 哈希不便宜，数据越长越贵 |
| SLOAD | 读取存储 | 100（热访问）/ 2100（冷访问） | 存储读取是主要成本之一 |
| SSTORE | 写入存储 | 20000（新写入）/ 5000（修改）/ 2900（清零返还） | 存储写入最贵，能省则省 |
| BALANCE | 查询余额 | 700 | 查别人余额也不便宜 |
| CALL | 调用合约 | 700 + 转账费用 | 外部调用成本高 |
| RETURN | 返回数据 | 0 | 返回本身免费，但数据大小影响内存成本 |
核心要点：SLOAD和SSTORE是Gas消耗的大头。我见过一个合约，循环里反复读写存储，结果一次交易花了0.5 ETH的Gas费。你想想看，这谁受得了？
3.2 静态Gas vs 动态Gas：固定成本与浮动成本
Gas分为两种：静态Gas和动态Gas。理解它们的区别，是优化Gas的第一步。
静态Gas，就是指令本身固定的消耗。比如ADD永远是3 Gas，MUL永远是5 Gas。这部分你没法省，写多少指令就花多少钱。
动态Gas，则取决于操作的数据大小、状态或上下文。比如EXP指令，指数越大越贵；SHA3指令，数据越长越贵。最典型的动态Gas是SSTORE——新写入一个slot要20000 Gas，修改一个已有的slot只要5000 Gas，清零还能返还2900 Gas。
我的经验：我曾经优化过一个NFT合约，把存储从「每次写入新值」改成「先检查再写入」，结果Gas费降了40%。说白了，就是利用动态Gas的规则——能修改就别新建，能清零就别留着。
为什么会这样设计？EVM的开发者希望鼓励「复用」和「清理」。你想想看，链上存储空间是稀缺资源，你占着茅坑不拉屎，当然要多收费。反过来，你主动释放存储，EVM就给你打折。
3.3 内存扩展成本：被忽视的隐形杀手
很多人只盯着存储（Storage）的Gas，却忽略了内存（Memory）的成本。内存扩展成本，是EVM根据你使用的内存大小动态计算的。
EVM的内存是按字（32字节）扩展的。你第一次访问内存时，它只有0字节。当你写入第1个字节时，EVM会扩展到32字节（1个字）。当你写入第33个字节时，扩展到64字节（2个字）。以此类推。
内存扩展的Gas计算公式是：
// 内存大小以字节为单位
memory_size_bytes = 当前使用的最大内存偏移量 + 32（向上取整到32的倍数）
words = memory_size_bytes / 32
// 扩展成本
cost = (words * words) / 512 + (3 * words)
嗯，这个公式看着有点绕。我举个例子你就明白了：
| 使用内存（字节） | 需要的字数 | 扩展成本（Gas） |
|---|---|---|
| 0 - 32 | 1 | 3 |
| 33 - 64 | 2 | 6 |
| 65 - 96 | 3 | 9 |
| 97 - 128 | 4 | 12 |
| 129 - 160 | 5 | 15 |
| 1000 | 32 | 98 |
| 10000 | 313 | 约 1,080 |
| 100000 | 3125 | 约 28,500 |
注意：内存扩展成本是平方级增长的！当内存超过几千字节后，成本会急剧上升。我曾经见过一个合约，在循环里不断拼接字符串，结果内存扩展到几万字节，Gas费直接爆了。后来改成固定大小缓冲区，问题就解决了。
所以我的建议是：尽量预分配内存，避免动态扩展。如果你知道最大需要多少内存，一次性分配好，比边用边扩展要便宜得多。
3.4 知识体系总览
下面这张图，把本章的核心逻辑串起来了：
3.5 实战避坑指南
说了这么多理论，最后分享几个我踩过的坑：
- 别在循环里读写存储。 我曾经写过一个批量转账合约，循环里每次调用SSTORE，结果Gas费高得离谱。后来改成先计算再一次性写入，Gas降了60%。
- 小心字符串拼接。 字符串拼接会不断扩展内存，成本是平方级增长的。如果你需要拼接大量字符串，用
abi.encodePacked或者固定大小缓冲区。 - 利用Gas返还机制。 如果你确定某个存储变量不再需要，主动清零它。EVM会返还2900 Gas，相当于打了个大折扣。
- 冷热存储访问。 同一个slot第一次读取是2100 Gas（冷访问），后续在同一笔交易中再读只要100 Gas（热访问）。所以尽量把相关数据放在同一个slot里。
我的习惯：每次写完合约，我都会用Remix的Debugger逐条指令看Gas消耗。你会发现很多意想不到的「隐形消费」——比如一次看似无害的require，背后可能藏着SLOAD。嗯，细节决定成败。
好了，Gas模型的基础就讲到这里。记住：理解Opcode Gas表、区分静态与动态Gas、警惕内存扩展成本，这三件事做好了，你的合约Gas优化就成功了一半。
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