Solidity之变量数据存储和作用域

引用类型

引用类型(Reference Type)：包括数组（array），结构体（struct）和映射（mapping），这类变量占空间大，赋值时候直接传递地址（类似指针）。由于这类变量比较复杂，占用存储空间大，我们在使用时必须要声明数据存储的位置。

数据位置

solidity数据存储位置有三类：storage，memory和calldata。不同存储位置的gas成本不同。storage类型的数据存在链上，类似计算机的硬盘，消耗gas多；memory和calldata类型的临时存在内存里，消耗gas少。

• storage：合约里的状态变量默认都是storage，存储在链上。
• memory：函数里的参数和临时变量一般用memory，存储在内存中，不上链。
• calldata：和memory类似，存储在内存中，不上链。与memory的不同点在于calldata变量不能修改（immutable），一般用于函数的参数。例子：
  

赋值规则

在不同存储类型相互赋值时候，有时会产生独立的副本（修改新变量不会影响原变量），有时会产生引用（修改新变量会影响原变量）。规则如下：

• storage（合约的状态变量）赋值给本地storage（函数里的）时候，会创建引用，改变新变量会影响原变量。例子：

	uint[] x= [1,2,3];

    function Fstorng() public{
        //声明一个storage的变量，指向x。修改变量也会影响x
        uint[] storage S=x;
        S[0] =99 ;
    }

• storage赋值给memory，会创建独立的副本，修改其中一个不会影响另一个；反之也是一样的。

    uint[] x=[1,2,3];//状态变量  类型为数组

    function fMemory() public view{
         //声明一个Memory的变量，复制x。修改变量不会影响x
        uint[] memory xMemory = x;
        xMemory[0] = 100;
        xMemory[1] = 200;
        uint[] memory xMemory2 = x;
        xMemory2[0] = 300;
    }

• memory赋值给memory，会创建引用，改变新变量会影响原变量。
• 其他情况，变量赋值给storage，会创建独立的副本，修改其中一个不会影响另一个。

变量的作用域

Solidity中变量按作用域划分有三种，分别是状态变量（state variable），局部变量（local variable）和全局变量(global variable)

1. 状态变量

状态变量是数据存储在链上的变量，所有合约内函数都可以访问 ，gas消耗高。状态变量在合约内、函数外声明：

contract HelloWeb3{

    uint public a=1;
    string public _str= "\u54c8\u55bd";
    bool _bool=false;

    function text() external{
        a = 5;
        _str="hello";
        _bool=true;
    }
    }

也可以在函数里面改变状态变量，可以通过调试来查看函数里面状态变量的变化

2.局部变量

局部变量是仅在函数执行过程中有效的变量，函数退出后，变量无效（就是只给函数内部使用）。局部变量的数据存储在内存里，不上链，gas低。局部变量在函数内声明：

 //函数
 function fun1() public pure  returns (uint){
     uint _a=1;
     uint b=1;
     uint c=_a+b;
     return c;
    }

3.全局变量

全局变量是全局范围工作的变量，都是solidity预留关键字。他们可以在函数内不声明直接使用：

下面是一些常用的全局变量,更完整的列表请看这个链接：

• blockhash(uint blockNumber): (bytes32)给定区块的哈希值 – 只适用于256最近区块,
  不包含当前区块。
• block.coinbase: (address payable) 当前区块矿工的地址
• block.gaslimit:(uint) 当前区块的gaslimit
• block.number: (uint) 当前区块的number
• block.timestamp: (uint) 当前区块的时间戳，为unix纪元以来的秒
• gasleft(): (uint256) 剩余gas
• msg.data: (bytes calldata) 完整call data
• msg.sender: (addresspayable) 消息发送者 (当前 caller)
• msg.sig: (bytes4) calldata的前四个字节 (function identifier)
• msg.value: (uint) 当前交易发送的wei值

小提示

storage, memory和calldata三个关键字出现的原因是为了节省链上有限的存储空间和降低gas。