【从0学习Solidity】14. 抽象合约和接口

【从0学习Solidity】14. 抽象合约和接口

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这一讲，我们用ERC721的接口合约为例介绍solidity中的抽象合约（abstract）和接口（interface），帮助大家更好的理解ERC721标准。

抽象合约

如果一个智能合约里至少有一个未实现的函数，即某个函数缺少主体{}中的内容，则必须将该合约标为abstract，不然编译会报错；另外，未实现的函数需要加virtual，以便子合约重写。拿我们之前的插入排序合约为例，如果我们还没想好具体怎么实现插入排序函数，那么可以把合约标为abstract，之后让别人补写上。

abstract contract InsertionSort{
    function insertionSort(uint[] memory a) public pure virtual returns(uint[] memory);
}

接口

接口类似于抽象合约，但它不实现任何功能。接口的规则：

1. 不能包含状态变量
2. 不能包含构造函数
3. 不能继承除接口外的其他合约
4. 所有函数都必须是external且不能有函数体
5. 继承接口的非抽象合约必须实现接口定义的所有功能

虽然接口不实现任何功能，但它非常重要。接口是智能合约的骨架，定义了合约的功能以及如何触发它们：如果智能合约实现了某种接口（比如ERC20或ERC721），其他Dapps和智能合约就知道如何与它交互。因为接口提供了两个重要的信息：

1. 合约里每个函数的bytes4选择器，以及函数签名函数名(每个参数类型）。

2. 接口id（更多信息见EIP165）

另外，接口与合约ABI（Application Binary Interface）等价，可以相互转换：编译接口可以得到合约的ABI，利用abi-to-sol工具也可以将ABI json文件转换为接口sol文件。

我们以ERC721接口合约IERC721为例，它定义了3个event和9个function，所有ERC721标准的NFT都实现了这些函数。我们可以看到，接口和常规合约的区别在于每个函数都以;代替函数体{ }结尾。

interface IERC721 is IERC165 {
    event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 indexed tokenId);
    event Approval(address indexed owner, address indexed approved, uint256 indexed tokenId);
    event ApprovalForAll(address indexed owner, address indexed operator, bool approved);
    
    function balanceOf(address owner) external view returns (uint256 balance);

    function ownerOf(uint256 tokenId) external view returns (address owner);

    function safeTransferFrom(address from, address to, uint256 tokenId) external;

    function transferFrom(address from, address to, uint256 tokenId) external;

    function approve(address to, uint256 tokenId) external;

    function getApproved(uint256 tokenId) external view returns (address operator);

    function setApprovalForAll(address operator, bool _approved) external;

    function isApprovedForAll(address owner, address operator) external view returns (bool);

    function safeTransferFrom( address from, address to, uint256 tokenId, bytes calldata data) external;
}

IERC721事件

IERC721包含3个事件，其中Transfer和Approval事件在ERC20中也有。

• Transfer事件：在转账时被释放，记录代币的发出地址from，接收地址to和tokenid。
• Approval事件：在授权时释放，记录授权地址owner，被授权地址approved和tokenid。
• ApprovalForAll事件：在批量授权时释放，记录批量授权的发出地址owner，被授权地址operator和授权与否的approved。

IERC721函数

• balanceOf：返回某地址的NFT持有量balance。
• ownerOf：返回某tokenId的主人owner。
• transferFrom：普通转账，参数为转出地址from，接收地址to和tokenId。
• safeTransferFrom：安全转账（如果接收方是合约地址，会要求实现ERC721Receiver接口）。参数为转出地址from，接收地址to和tokenId。
• approve：授权另一个地址使用你的NFT。参数为被授权地址approve和tokenId。
• getApproved：查询tokenId被批准给了哪个地址。
• setApprovalForAll：将自己持有的该系列NFT批量授权给某个地址operator。
• isApprovedForAll：查询某地址的NFT是否批量授权给了另一个operator地址。
• safeTransferFrom：安全转账的重载函数，参数里面包含了data。

什么时候使用接口？

如果我们知道一个合约实现了IERC721接口，我们不需要知道它具体代码实现，就可以与它交互。

无聊猿BAYC属于ERC721代币，实现了IERC721接口的功能。我们不需要知道它的源代码，只需知道它的合约地址，用IERC721接口就可以与它交互，比如用balanceOf()来查询某个地址的BAYC余额，用safeTransferFrom()来转账BAYC。

contract interactBAYC {
    // 利用BAYC地址创建接口合约变量（ETH主网）
    IERC721 BAYC = IERC721(0xBC4CA0EdA7647A8aB7C2061c2E118A18a936f13D);

    // 通过接口调用BAYC的balanceOf()查询持仓量
    function balanceOfBAYC(address owner) external view returns (uint256 balance){
        return BAYC.balanceOf(owner);
    }

    // 通过接口调用BAYC的safeTransferFrom()安全转账
    function safeTransferFromBAYC(address from, address to, uint256 tokenId) external{
        BAYC.safeTransferFrom(from, to, tokenId);
    }
}

在Remix上验证

• 抽象合约示例（简单的演示代码如图所示）
  

• 接口示例（简单的演示代码如图所示）
  

总结

这一讲，我介绍了solidity中的抽象合约（abstract）和接口（interface），他们都可以写模版并且减少代码冗余。我们还讲了ERC721接口合约IERC721，以及如何利用它与无聊猿BAYC合约进行交互。

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