如何实施 Solidity Gas 优化策略 – Cryptopolitan

Solidity Gas 优化对于以太坊区块链上的创新合约开发至关重要。 Gas 是指在智能合约中执行操作所需的计算量。由于 Gas 直接转化为交易费用，因此优化 Gas 使用对于最大限度地降低成本和提高智能合约的整体效率至关重要。

在这种背景下，用于以太坊智能合约的编程语言 Solidity 提供了各种用于 Gas 优化的技术和最佳实践。这些技术涉及仔细考虑合约设计、数据存储和代码执行，以减少天然气消耗。

通过实施 Gas 优化策略，开发人员可以显着提高智能合约的性能和成本效益。这可能涉及使用适当的数据类型和存储结构、避免不必要的计算、利用合约设计模式以及采用专门为 Gas 优化而设计的内置函数。

什么是坚固性？

Solidity 是一种面向对象的编程语言，专门为在各种区块链平台上创建智能合约而设计，以太坊是其主要目标。 Christian Reitwiessner、Alex Beregszaszi 和前以太坊核心贡献者开发了它。 Solidity 程序在以太坊虚拟机（EVM）上执行。

Remix 是使用 Solidity 的一种流行工具，它是一种基于 Web 浏览器的集成开发环境 (IDE)，允许开发人员编写、部署和运行 Solidity 智能合约。 Remix 提供了用户友好的界面和强大的功能来测试和调试 Solidity 代码。

Solidity 合约结合了存储在以太坊区块链上特定地址的代码（函数）和数据（状态）。它允许开发人员为各种应用程序创建安排，包括投票系统、众筹平台、盲拍、多重签名钱包等。

Solidity 的语法和功能受到 JavaScript 和 C++ 等流行编程语言的影响，使得具有编程经验的开发人员相对容易使用。 Solidity 能够在不依赖中介的情况下自主执行规则和执行操作，这使得 Solidity 成为在区块链平台上构建去中心化应用程序 (DApp) 的强大语言。

Solidity 中的 Gas 和 Gas 优化到底是什么？

Gas 是以太坊中的一个基本概念，作为在网络内执行操作所需的计算量的计量单位。 Solidity智能合约中的每个流程都会消耗一定量的Gas，消耗的Gas总量决定了合约发起者支付的交易费用。 Solidity Gas 优化涉及减少智能合约代码 Gas 消耗的技术，使其执行起来更具成本效益。

通过优化 Gas 使用，开发人员可以最大限度地减少交易费用，提高合约性能，并提高应用程序的效率。 Solidity 中的 Gas 优化技术专注于降低计算复杂性、消除冗余操作和优化数据存储。使用gas高效的数据结构、避免不必要的计算以及优化循环和迭代是减少gas消耗的一些策略。

此外，最大限度地减少对其他合约的外部调用、利用无状态函数等高效 Gas 的 Solidity 模式以及利用 Gas 测量和分析工具，使开发人员能够优化更好的 Gas。

重要的是要考虑影响 Gas 成本的网络和平台因素，例如拥堵和平台升级，以相应地调整 Gas 优化策略。

Solidity 气体优化是一个迭代过程，需要仔细分析、测试和细化。通过采用这些技术和最佳实践，开发人员可以使其 Solidity 智能合约在经济上更加可行，从而提高其应用程序在以太坊网络上的整体效率和成本效益。

什么是加密汽油费？

加密天然气费是智能合约区块链特有的交易费用，以太坊是引入这一概念的先驱平台。然而，如今，许多其他第一层区块链，例如 Solana、Avalanche 和 Polkadot，也采用了 Gas 费。用户支付这些费用是为了补偿验证者保护网络的安全。

在与这些区块链网络交互时，用户在确认交易之前会看到估计的 Gas 费用。与标准交易费不同，天然气费是使用相应区块链的本地加密货币支付的。例如，以太坊的 Gas 费用以 ETH 结算，而 Solana 区块链则需要使用 SOL 代币来支付交易费用。

无论是向朋友发送 ETH、铸造 NFT，还是使用去中心化交易所等 DeFi 服务，用户都有责任支付相关的 Gas 费用。这些费用反映了在区块链上执行所需操作所需的计算工作量，它们直接有助于激励验证者的网络参与和安全工作。

Solidity 气体优化技术

Solidity Gas 优化技术旨在减少使用 Solidity 编程语言编写的智能合约代码的 Gas 消耗。

通过采用这些技术，开发人员可以最大限度地降低交易成本，提高合约性能，并使他们的应用程序更加高效。以下是 Solidity 中一些常用的 Gas 优化技术：

在大多数情况下，映射比数组便宜

Solidity 在气体优化方面引入了映射和数组之间令人兴奋的动态。在以太坊虚拟机（EVM）中，映射通常比数组便宜。这是因为集合作为单独的分配存储在内存中，而映射的存储效率更高。

Solidity 中的数组可以打包，允许对 uint8 等更多次要元素进行分组以优化存储。但是，无法加载映射。尽管集合可能需要更多的 Gas 来进行长度检索或解析所有元素等操作，但它们在特定场景中提供了更大的灵活性。

如果您需要访问集合的长度或迭代所有元素，则数组可能是首选，即使它们消耗更多的气体。相反，映射在需要直接键值查找的场景中表现出色，因为它们提供了高效的存储和检索。

了解 Solidity 中映射和数组之间的 Gas 动态，可以让开发人员在设计合约时做出明智的决策，平衡 Gas 优化与用例的具体要求。

打包你的变量

在以太坊中，存储使用的 Gas 成本是根据使用的存储槽数量计算的。每个存储槽的大小为 256 位，Solidity 编译器和优化器自动处理将变量打包到这些槽中。这意味着您可以将多个变量打包在一个存储槽中，从而优化存储使用并降低天然气成本。

要利用打包，您必须在 Solidity 代码中连续声明可打包变量。编译器和优化器将自动处理这些变量在存储槽内的排列，确保有效的空间利用。

通过将变量打包在一起，您可以最大限度地减少使用的存储槽数量，从而降低智能合约中存储操作的 Gas 成本。

了解打包的概念并有效地利用它可以显着影响 Solidity 代码的 Gas 效率。通过最大化存储槽的利用率并最小化存储操作的 Gas 成本，您可以优化以太坊智能合约的性能和成本效益。

减少外线通话

在 Solidity 中，调用外部合约会产生大量的 Gas。为了优化 Gas 消耗，建议通过调用返回所有所需数据的函数来合并数据检索，而不是对每个数据元素进行单独调用。

虽然这种方法可能与其他语言的传统编程实践不同，但它在 Solidity 中被证明是高度稳健的。

通过减少外部合约调用次数并在单个函数调用中检索多个数据点来提高 Gas 效率，从而实现经济高效且高效的智能合约。

uint8 并不总是比 uint256 便宜

以太坊虚拟机 (EVM) 一次处理 32 字节或 256 位块的数据。当使用较小的变量类型（如 uint8）时，EVM 必须首先将它们转换为更重要的 uint256 类型才能对它们执行操作。这一转换过程会产生额外的天然气成本，这可能会让人质疑使用更多次要变量背后的原因。

关键在于包装的概念。在 Solidity 中，您可以将多个小变量打包到单个存储槽中，从而优化存储使用并降低 Gas 成本。但是，如果您定义一个无法与其他变量打包的单独变量，则使用 uint256 类型而不是 uint8 类型更为最佳。

使用 uint256 作为独立变量可以避免在 EVM 中进行昂贵的转换。尽管最初看起来可能违反直觉，但这种方法通过与 EVM 的处理能力保持一致，确保了 Gas 效率。当对多个小变量进行分组时，它还可以更轻松地打包和优化。

了解 EVM 的这一方面以及封装 Solidity 的好处使开发人员能够在选择变量类型时做出明智的决策。通过考虑转换的 Gas 成本并利用打包机会，开发人员可以优化 Gas 消耗并提高以太坊网络上智能合约的效率。

使用 bytes32 而不是字符串/字节

在 Solidity 中，当您的数据可以容纳在 32 字节以内时，建议使用 bytes32 数据类型而不是字节或字符串。这是因为固定大小的变量（例如 bytes32）的 Gas 成本比可变大小的类型便宜得多。

通过使用 bytes32，您可以避免与可变大小类型（例如字节或字符串）相关的额外 Gas 成本，这些类型需要额外的存储和计算操作。 Solidity 将固定大小的变量视为单个存储槽，从而实现更高效的内存分配并减少 Gas 消耗。

在 Solidity 中设计智能合约时，利用固定大小的变量来优化 Gas 成本是一个重要的考虑因素。通过根据您正在使用的数据大小选择适当的数据类型，您可以最大限度地减少 Gas 使用量并提高合约的整体成本效益和效率。

使用外部函数修饰符

在 Solidity 中，当您定义可以从合约外部调用的公共函数时，该函数的输入参数会自动复制到内存中并产生天然气成本。

但是，如果该进程要从外部调用，则在代码中将其标记为“外部”很重要。通过这样做，函数参数不会复制到内存中，而是直接从调用数据中读取。

这种区别很重要，因为如果你的函数有很大的输入参数，将其标记为“外部”可以节省大量的gas。通过避免将参数复制到内存中，您可以优化智能合约的 Gas 消耗。

这种优化技术在需要从外部调用函数的场景中非常有用，例如从另一个合约或外部应用程序与合约交互时。这些细微的 Solidity 代码调整可以显着节省 Gas，使您的安排更具成本效益和效率。

使用短路规则对你有利

在 Solidity 中，当在代码中使用析取和合取运算符时，放置函数的顺序可能会影响气体使用量。通过了解这些操作员的工作原理，您可以优化天然气消耗。

使用析取时，gas 使用量会减少，因为如果第一个函数的计算结果为 true，则不会执行第二个函数。这通过避免不必要的计算来节省燃料。另一方面，如果第一个函数的计算结果为 false，则完全跳过第二个函数，从而进一步优化气体使用。

为了最大限度地减少天然气成本，建议正确排序功能，将最有可能成功的角色首先运行，或者最有可能失败的部分。这减少了必须评估第二个函数的机会并节省了gas。

在 Solidity 中，可以将多个小变量打包到存储槽中，从而优化存储使用。但是，如果您有一个无法与其他变量合并的变量，最好使用 uint256 而不是 uint8。这通过与以太坊虚拟机的处理能力保持一致来确保气体效率。

结论

在与外部合约交互时，Solidity 对于实现具有成本效益的交易非常有效。这可以通过利用短路规则、将多个小变量打包到存储槽中以及通过调用返回所有必要数据的单个函数来合并数据检索来实现。

中央银行还可以使用 Gas 优化技术来最大限度地降低交易成本并提高智能合约的整体性能。通过关注 Solidity 特有的 Gas 优化策略，开发人员可以确保高效且经济地执行其创新合约交互。通过仔细考虑和实施这些技术，用户可以从优化的 Gas 使用和成功的交易中受益。

优化 Solidity 中的 Gas 消耗对于实现具有成本效益的交易和创新的合约交互至关重要。通过利用短路规则，将多个小变量打包到存储槽中，并将数据检索与单个函数调用合并，用户可以使用 Gas 优化技术来确保合约的高效且经济的执行。

中央银行还可以从这些策略中受益，以最大限度地降低交易成本并提高智能合约的性能。开发人员可以通过考虑这些特定于 Solidity 的策略来确保优化 Gas 使用和成功交易。