如何實施 Solidity Gas 優化策略 – Cryptopolitan

Solidity gas 優化對於以太坊區塊鏈上的創新合約開發至關重要。 Gas 是指在智能合約中執行操作所需的計算量。 由於 gas 直接轉化為交易費用，因此優化 gas 使用對於最小化成本和提高智能合約的整體效率至關重要。

在這種情況下，用於以太坊智能合約的編程語言 Solidity 提供了各種氣體優化技術和最佳實踐。 這些技術涉及仔細考慮合約設計、數據存儲和代碼執行以減少氣體消耗。

通過實施 gas 優化策略，開發人員可以顯著提高其智能合約的性能和成本效益。 這可能涉及使用適當的數據類型和存儲結構，避免不必要的計算，利用合約設計模式，以及使用專門為 gas 優化設計的內置函數。

什麼是堅固性？

Solidity 是一種面向對象的編程語言，專為在各種區塊鏈平台上創建智能合約而設計，以太坊是其主要目標。 Christian Reitwiessner、Alex Beregszaszi 和前以太坊核心貢獻者開發了它。 Solidity 程序在以太坊虛擬機 (EVM) 上執行。

使用 Solidity 的一種流行工具是 Remix，這是一種基於 Web 瀏覽器的集成開發環境 (IDE)，允許開發人員編寫、部署和運行 Solidity 智能合約。 Remix 為測試和調試 Solidity 代碼提供了一個用戶友好的界面和強大的功能。

Solidity 合約結合了存儲在以太坊區塊鏈特定地址的代碼（功能）和數據（狀態）。 它允許開發人員為各種應用程序創建安排，包括投票系統、眾籌平台、盲目拍賣、多重簽名錢包等。

Solidity 的語法和功能受到 JavaScript 和 C++ 等流行編程語言的影響，這使得具有先前編程經驗的開發人員相對容易上手。 它能夠在不依賴中介的情況下自主執行規則和執行操作，這使得 Solidity 成為在區塊鏈平台上構建去中心化應用程序 (DApp) 的強大語言。

Solidity 中的 Gas 和 Gas 優化究竟是什麼？

Gas 是以太坊中的一個基本概念，作為在網絡中執行操作所需的計算量的度量單位。 Solidity智能合約中的每個進程都會消耗一定量的gas，消耗的gas總量決定了合約發起方支付的交易手續費。 Solidity gas 優化涉及減少智能合約代碼 gas 消耗的技術，使其執行起來更具成本效益。

通過優化 gas 使用，開發人員可以最大限度地減少交易費用，提高合同績效，並提高他們的應用程序的效率。 Solidity 中的 Gas 優化技術側重於降低計算複雜度、消除冗餘操作和優化數據存儲。 使用 gas-efficient 數據結構，避免不必要的計算，優化循環和迭代是減少 gas 消耗的一些策略。

此外，最大限度地減少對其他合約的外部調用、利用 gas-efficient Solidity 模式（如無狀態函數）以及利用 gas 測量和分析工具使開發人員能夠優化更好的 gas。

重要的是要考慮影響 gas 成本的網絡和平台因素，例如擁塞和平台升級，以相應地調整 gas 優化策略。

固體氣體優化是一個迭代過程，需要仔細分析、測試和改進。 通過採用這些技術和最佳實踐，開發人員可以使他們的 Solidity 智能合約在經濟上更加可行，從而提高他們的應用程序在以太坊網絡上的整體效率和成本效益。

什麼是加密汽油費？

加密汽油費是智能合約區塊鏈特有的交易費用，以太坊是引入這一概念的先驅平台。 然而，今天，許多其他 layer-1 區塊鏈，如 Solana、Avalanche 和 Polkadot，也採用了汽油費。 用戶支付這些費用以補償驗證者保護網絡的費用。

在與這些區塊鍊網絡交互時，在確認交易之前，用戶會收到預估的天然氣費用。 與標準交易費不同，汽油費是使用相應區塊鏈的原生加密貨幣支付的。 例如，以太坊 gas 費用以 ETH 結算，而 Solana 區塊鏈需要使用 SOL 代幣支付交易費用。

無論是將 ETH 發送給朋友、鑄造 NFT，還是使用去中心化交易所等 DeFi 服務，用戶都有責任支付相關的汽油費。 這些費用反映了在區塊鏈上執行所需操作所需的計算量，它們直接有助於激勵驗證者參與網絡和安全工作。

固態氣體優化技術

Solidity gas 優化技術旨在減少用 Solidity 編程語言編寫的智能合約代碼的 gas 消耗。

通過採用這些技術，開發人員可以最大限度地降低交易成本、提高合約性能並提高應用程序的效率。 以下是 Solidity 中一些常用的 gas 優化技術：

在大多數情況下，映射比數組便宜

Solidity 在關於氣體優化的映射和數組之間引入了令人興奮的動態。 在以太坊虛擬機 (EVM) 中，映射通常比數組便宜。 這是因為集合在內存中作為單獨的分配存儲，而映射的存儲效率更高。

Solidity 中的數組可以打包，允許將更多次要元素（如 uint8）分組以優化存儲。 但是，無法加載映射。 儘管集合可能需要更多的 gas 來進行長度檢索或解析所有元素等操作，但它們在特定場景中提供了更大的靈活性。

在您需要訪問集合的長度或遍歷所有元素的情況下，數組可能是首選，即使它們消耗更多的氣體。 相反，映射在需要直接鍵值查找的場景中表現出色，因為它們提供了高效的存儲和檢索。

了解 Solidity 中映射和數組之間的 gas 動態允許開發人員在設計合約時做出明智的決策，平衡 gas 優化與其用例的特定要求。

打包你的變量

在以太坊中，存儲使用的 gas 成本是根據使用的存儲槽數量計算的。 每個存儲槽的大小為 256 位，Solidity 編譯器和優化器自動處理將變量打包到這些槽中。 這意味著您可以在單個存儲槽中打包多個變量，優化存儲使用並降低 gas 成本。

要利用打包，您必須在 Solidity 代碼中連續聲明可打包變量。 編譯器和優化器將自動處理這些變量在存儲槽中的排列，確保高效的空間利用。

通過將變量打包在一起，您可以最大限度地減少使用的存儲槽數量，從而降低智能合約中存儲操作的 gas 成本。

了解打包的概念並有效地利用它可以顯著影響 Solidity 代碼的 gas 效率。 通過最大化存儲槽的利用率和最小化存儲操作的 gas 成本，您可以優化以太坊智能合約的性能和成本效益。

減少外線電話

在 Solidity 中，調用外部合約會產生大量的氣體。 為了優化 gas 消耗，建議通過調用返回所有必需數據的函數來整合數據檢索，而不是對每個數據元素進行單獨調用。

雖然這種方法可能不同於其他語言的傳統編程實踐，但事實證明它在 Solidity 中非常穩健。

通過減少外部合約調用的數量並在單個函數調用中檢索多個數據點來提高氣體效率，從而產生具有成本效益和高效的智能合約。

uint8 並不總是比 uint256 便宜

以太坊虛擬機 (EVM) 一次處理 32 字節或 256 位的數據塊。 當使用較小的變量類型（如 uint8）時，EVM 必須首先將它們轉換為更重要的 uint256 類型才能對它們執行操作。 這一轉換過程會產生額外的 gas 成本，這可能會讓人質疑使用更多次要變量背後的原因。

關鍵在於包裝的概念。 在 Solidity 中，您可以將多個小變量打包到一個存儲槽中，從而優化存儲使用並降低 gas 成本。 但是，如果您要定義一個不能與其他變量一起打包的單獨變量，則使用 uint256 類型比使用 uint8 更為理想。

將 uint256 用於獨立變量可避免在 EVM 中進行代價高昂的轉換。 儘管乍一看似乎違反直覺，但這種方法通過與 EVM 的處理能力保持一致來確保氣體效率。 它還允許在對多個小變量進行分組時更容易打包和優化。

了解 EVM 的這一方面以及在 Solidity 中打包的好處使開發人員能夠在選擇變量類型時做出明智的決定。 通過考慮轉換的 gas 成本和利用打包機會，開發人員可以優化 gas 消耗並提高其在以太坊網絡上的智能合約的效率。

使用 bytes32 而不是字符串/字節

在 Solidity 中，當你有 32 個字節以內的數據時，建議使用 bytes32 數據類型而不是字節或字符串。 這是因為固定大小的變量，如 bytes32，在 gas 成本上比可變大小的類型要便宜得多。

通過使用 bytes32，您可以避免與需要額外存儲和計算操作的可變大小類型相關的額外 gas 成本，例如字節或字符串。 Solidity 將固定大小的變量視為單個存儲槽，從而實現更高效的內存分配並減少氣體消耗。

在 Solidity 中設計智能合約時，通過使用固定大小的變量來優化 gas 成本是一個重要的考慮因素。 通過根據您正在使用的數據的大小選擇合適的數據類型，您可以最大限度地減少氣體使用量並提高合同的整體成本效益和效率。

使用外部函數修飾符

在 Solidity 中，當你定義一個可以從合約外部調用的公共函數時，該函數的輸入參數會自動複製到內存中並產生 gas 成本。

但是，如果要從外部調用該過程，則在代碼中將其標記為“外部”很重要。 通過這樣做，函數參數不會復製到內存中，而是直接從調用數據中讀取。

這種區別很重要，因為如果您的函數有大量輸入參數，將其標記為“外部”可以節省大量氣體。 通過避免將參數複製到內存中，您可以優化智能合約的氣體消耗。

這種優化技術在需要從外部調用函數的場景中很有用，例如與來自另一個合約或外部應用程序的合約進行交互時。 這些微小的 Solidity 代碼調整可以顯著節省 gas，使您的安排更具成本效益和效率。

充分利用短路規則

在 Solidity 中，當在代碼中使用析取和合取運算符時，放置函數的順序會影響氣體使用量。 通過了解這些運算符的工作原理，您可以優化氣體消耗。

使用析取時，gas 使用量會減少，因為如果第一個函數的計算結果為真，則不會執行第二個函數。 這通過避免不必要的計算來節省氣體。 另一方面，結合起來，如果第一個函數的計算結果為假，則第二個函數將被完全跳過，進一步優化氣體使用。

為了最小化 gas 成本，建議正確排序功能，將最有可能成功的角色放在最前面的操作或最有可能失敗的部分。 這減少了必須評估第二個功能的機會，並節省了氣體。

在 Solidity 中，可以將多個小變量打包到存儲槽中，優化存儲使用。 但是，如果您有一個無法與其他變量合併的變量，最好使用 uint256 而不是 uint8。 這通過與以太坊虛擬機的處理能力保持一致來確保氣體效率。

結論

在與外部合約交互時，Solidity 對於實現具有成本效益的交易非常有效。 這可以通過利用短路規則，將多個小變量打包到存儲槽中，並通過調用返回所有必要數據的單個函數來整合數據檢索來實現。

中央銀行還可以使用 gas 優化技術來最小化交易成本並提高智能合約的整體性能。 通過關注 Solidity 特有的 gas 優化策略，開發人員可以確保高效、經濟地執行他們的創新合約交互。 通過仔細考慮和實施這些技術，用戶可以從優化的氣體使用和成功的交易中受益。

優化 Solidity 中的氣體消耗對於實現具有成本效益的交易和創新的合約交互至關重要。 通過利用短路規則，將多個小變量打包到存儲槽中，並通過單個函數調用整合數據檢索，用戶可以使用 gas 優化技術來確保高效和經濟地執行他們的合約。

中央銀行也可以從這些策略中受益，以最大限度地降低交易成本並提高其智能合約的性能。 開發人員可以通過考慮這些特定於 Solidity 的策略來確保優化的氣體使用和成功的交易。