第3章数据类型与变量

第3章：数据类型与变量——Solidity的“语言基因”

说实话，刚接触Solidity那会儿，我总觉得数据类型这玩意儿没啥好讲的。不就是整型、布尔、字符串嘛，跟JavaScript差不多。结果第一次写合约就踩了坑——一个uint8的变量，存了个256进去，直接溢出回滚了。嗯，从那以后我再也不敢小看类型系统了。

这一章，咱们就聊聊Solidity的数据类型。说白了，就是搞清楚“什么数据能存、怎么存、存哪儿”。你写合约时90%的bug，其实都跟类型选择不当有关。

3.1 值类型：最基础的“砖块”

值类型，就是那些直接存“值”本身的类型。你赋值给另一个变量时，会复制一份全新的数据。我习惯叫它们“老实人”——你改你的，跟我没关系。

3.1.1 布尔类型（bool）

最简单，就两个值：true 和 false。但有个坑——Solidity里没有“真值”概念。你不能像在JavaScript里那样写 if (1)，必须写 if (x == true)。

bool public isActive = true;
bool public isPaused = false;

function toggle() external {
    isActive = !isActive;  // 取反
}

注意：布尔变量默认值是 false。我见过有人忘记初始化，结果条件判断一直走false分支，排查了半天。

3.1.2 整型（int / uint）

整型分有符号（int）和无符号（uint）。后面跟的数字表示位数，从8到256，步长8。比如 uint8 范围0~255，uint256 范围0~2^256-1。

我个人习惯：能用 uint256 就别用 uint8。为什么？因为EVM操作256位数据最省gas。你省那点存储空间，反而可能因为类型转换多花gas。

uint256 public totalSupply = 1000000;
int256 public balance = -500;  // 允许负数

function add(uint256 a, uint256 b) public pure returns (uint256) {
    return a + b;
}

小技巧：Solidity 0.8.0之后默认带溢出检查。如果你确定不会溢出，可以用 unchecked 块省gas。但——我建议新手别碰，老老实实让编译器保护你。

3.1.3 地址类型（address）

地址类型存的是以太坊地址，20字节。分两种：address 和 address payable。后者才能接收ETH转账。

我在项目中遇到过一个问题：想把合约里的ETH转出去，结果地址类型没加 payable，编译直接报错。后来养成了习惯——只要涉及转账，一律用 address payable。

address public owner = msg.sender;
address payable public feeReceiver = payable(0x123...);

function sendEther() external {
    feeReceiver.transfer(1 ether);
}

3.1.4 字节类型（bytes1 ~ bytes32）

固定长度的字节数组。比如 bytes1 存1个字节，bytes32 存32个字节。常用于哈希值、标识符等场景。

bytes32 public hash = keccak256("hello");
bytes1 public firstByte = 0x42;

3.1.5 枚举类型（enum）

枚举就是给一组常量起个名字。底层其实存的是uint8，从0开始编号。

enum Status { Pending, Active, Closed }
Status public currentStatus = Status.Pending;

function activate() external {
    currentStatus = Status.Active;
}

核心要点：值类型在赋值或传参时，永远是“值拷贝”。你改副本，原数据纹丝不动。

3.2 引用类型：复杂数据的“容器”

引用类型就复杂多了。它们存的是数据的“位置”或“引用”，而不是数据本身。你赋值时，其实是在传递引用——改一个，另一个也跟着变。

嗯，这里要注意：引用类型必须指定数据存储位置（storage、memory、calldata）。这是Solidity跟其他语言最大的不同。

3.2.1 字符串（string）

字符串本质是动态字节数组，但你不能直接索引访问。想操作字符串？得先转成 bytes。

string public greeting = "Hello, World!";

function getLength() public view returns (uint) {
    return bytes(greeting).length;
}

function setGreeting(string memory _newGreeting) external {
    greeting = _newGreeting;
}

避坑指南：我曾经在合约里用 string 存大量文本，结果gas费高得离谱。记住——链上存储很贵，能用 bytes32 就别用 string。

3.2.2 数组（array）

数组分固定长度和动态长度。动态数组可以 push 和 pop，但要注意gas消耗。

uint256[5] public fixedArray;  // 固定长度
uint256[] public dynamicArray; // 动态长度

function addElement(uint256 value) external {
    dynamicArray.push(value);
}

function removeLast() external {
    dynamicArray.pop();
}

你想想看，为什么很多合约用 mapping 而不是数组？因为数组遍历会消耗大量gas，而且数据量大了之后根本跑不动。我一般只在数据量确定且很小的时候用数组。

3.2.3 映射（mapping）

映射是Solidity里最常用的数据结构。它像是一个哈希表，key到value的映射。注意：映射不能遍历，不能获取长度。

mapping(address => uint256) public balances;
mapping(address => mapping(uint256 => bool)) public userActions;

function setBalance(address _user, uint256 _amount) external {
    balances[_user] = _amount;
}

function getBalance(address _user) public view returns (uint256) {
    return balances[_user];
}

个人经验：映射的key可以是任何值类型，但引用类型不行（比如 mapping(string => uint) 会报错）。我习惯用 address 或 uint256 做key，简单高效。

3.3 全局变量：Solidity给你的“免费工具”

全局变量是Solidity内置的，你不需要声明就能直接用。它们提供了区块链的上下文信息。说白了，就是帮你回答三个问题：谁在调用？现在什么时间？这个区块啥情况？

3.3.1 交易相关（msg）

变量	类型	说明
msg.sender	address	调用者地址
msg.value	uint	发送的ETH数量（wei）
msg.data	bytes	完整的调用数据
msg.sig	bytes4	函数选择器（前4字节）

function deposit() external payable {
    require(msg.value > 0, "必须发送ETH");
    balances[msg.sender] += msg.value;
}

3.3.2 区块相关（block）

变量	类型	说明
block.number	uint	当前区块高度
block.timestamp	uint	当前区块时间戳（秒）
block.difficulty	uint	当前区块难度
block.gaslimit	uint	当前区块gas上限

重要提醒：block.timestamp 可以被矿工轻微操纵（±15秒左右）。我见过有人用它做随机数种子，结果被矿工利用。别这么干！

3.3.3 交易相关（tx）

变量	类型	说明
tx.origin	address	交易发起者（最原始调用者）
tx.gasprice	uint	交易的gas价格

这里有个经典坑：tx.origin 和 msg.sender 的区别。前者是整条调用链的起点，后者是直接调用者。我曾经在权限检查时用了 tx.origin，结果被中间合约钓鱼攻击。记住——权限检查永远用 msg.sender。

3.4 数据位置：storage、memory、calldata

这是Solidity最独特的地方。引用类型必须指定数据存在哪儿。

storage：存在链上，永久保存。修改会消耗gas。
memory：存在内存中，函数执行完就释放。临时数据用这个。
calldata：只读的调用数据，不可修改。外部函数的参数默认用这个。

function processArray(uint256[] calldata _input) external {
    // _input 是 calldata，只读
    uint256[] memory temp = new uint256[](_input.length);
    // temp 是 memory，可以修改
    for (uint i = 0; i < _input.length; i++) {
        temp[i] = _input[i] * 2;
    }
    // 存到 storage
    storedArray = temp;
}

省钱技巧：外部函数的数组参数用 calldata 比 memory 省gas。因为 calldata 不需要拷贝数据到内存。我写合约时，只要参数是只读的，一律用 calldata。

3.5 避坑总结

最后，分享几个我踩过的坑：

整型溢出：0.8.0之前要手动用SafeMath，现在编译器帮你检查了。但 unchecked 块里还是会溢出。
字符串比较：不能直接用 == 比较两个string。得先转成 bytes 再比较哈希值。
映射不能遍历：如果你需要遍历所有数据，考虑用数组+映射的组合方案。
全局变量滥用：block.timestamp 和 tx.origin 都有安全隐患，能不用就别用。

好了，数据类型这块儿就聊到这儿。说白了，选对类型、放对位置，你的合约就成功了一半。下一章咱们聊聊函数和修饰器——到时候你会发现，类型知识全都能用上。

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