Solidity极简入门: 3. 函数类型

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我最近在重新学solidity，巩固一下细节，也写一个“WTF Solidity极简入门”，供小白们使用（编程大佬可以另找教程），每周更新1-3讲。

所有代码和教程开源在github: github.com/AmazingAng/WTFSolidity

Solidity中的函数

solidity官方文档里把函数归到数值类型，但我觉得差别很大，所以单独分一类。我们先看一下solidity中函数的形式：

    function <function name>(<parameter types>) {internal|external|public|private} [pure|view|payable] [returns (<return types>)]

看着些复杂，咱们从前往后一个一个看（方括号中的是可写可不写的关键字）：

function：声明函数时的固定用法，想写函数，就要以function关键字开头。
<function name>：函数名。
(<parameter types>)：圆括号里写函数的参数，也就是要输入到函数的变量类型和名字。
{internal|external|public|private}：函数可见性说明符，一共4种。没标明函数类型的，默认public。合约之外的函数，即"自由函数"，始终具有隐含internal可见性。
- public: 内部外部均可见。
- private: 只能从本合约内部访问，继承的合约也不能用。
- external: 只能从合约外部访问（但是可以用this.f()来调用，f是函数名）。
- internal: 只能从合约内部访问，继承的合约可以用。
Note 1: 没有标明可见性类型的函数，默认为public。
Note 2: public|private|internal 也可用于修饰状态变量。 public变量会自动生成同名的getter函数，用于查询数值。
Note 3: 没有标明可见性类型的状态变量，默认为internal。
[pure|view|payable]：决定函数权限/功能的关键字。payable（可支付的）很好理解，带着它的函数，运行的时候可以给合约转入ETH。pure和view的介绍见下一节。
[returns ()]：函数返回的变量类型和名称。

到底什么是`Pure`和`View`？

我刚开始学solidity的时候，一直不理解pure跟view关键字，因为别的语言没有类似的关键字。solidity加入这两个关键字，我认为是因为gas fee。合约的状态变量存储在链上，gas fee很贵，如果不改变链上状态，就不用付gas。包含pure跟view关键字的函数是不改写链上状态的，因此用户直接调用他们是不需要付gas的（合约中非pure/view函数调用它们则会改写链上状态，需要付gas）。

在以太坊中，以下语句被视为修改链上状态：

写入状态变量。
释放事件。
创建其他合约。
使用selfdestruct.
通过调用发送以太币。
调用任何未标记view或pure的函数。
使用低级调用（low-level calls）。
使用包含某些操作码的内联汇编。

我画了一个马里奥插画，帮助大家理解。在插画里，我把合约中的状态变量（存储在链上）比作碧池公主，三种不同的角色代表不同的关键字。

pure，中文意思是“纯”，在solidity里理解为“纯纯牛马”。包含pure关键字的函数，不能读取也不能写入存储在链上的状态变量。就像小怪一样，看不到也摸不到碧池公主。
view，“看”，在solidity里理解为“看客”。包含view关键字的函数，能读取但也不能写入状态变量。类似马里奥，能看到碧池，但终究是看客，不能入洞房。
不写pure也不写view，函数既可以读取也可以写入状态变量。类似马里奥里的boss，可以对碧池公主为所欲为🐶。

代码

1. pure v.s. view

我们在合约里定义一个状态变量 number = 5。

    // SPDX-License-Identifier: MIT
    pragma solidity ^0.8.4;
    contract FunctionTypes{
        uint256 public number = 5;

定义一个add()函数，每次调用，每次给number + 1。

    // 默认
    function add() external{
        number = number + 1;
    }

如果add()包含了pure关键字，例如 function add() external pure，就会报错。因为pure（纯纯牛马）是不配读取合约里的状态变量的，更不配改写。那pure函数能做些什么？举个例子，你可以给函数传递一个参数 _number，然后让他返回 _number+1。

    // pure: 纯纯牛马
    function addPure(uint256 _number) external pure returns(uint256 new_number){
        new_number = _number + 1;
    }

Example:

如果add()包含view，比如function add() external view，也会报错。因为view能读取，但不能够改写状态变量。可以稍微改写下方程，让他不改写number，而是返回一个新的变量。

    // view: 看客
    function addView() external view returns(uint256 new_number) {
        new_number = number + 1;
    }

Example:

2. internal v.s. external

    // internal: 内部
    function minus() internal {
        number = number - 1;
    }

    // 合约内的函数可以调用内部函数
    function minusCall() external {
        minus();
    }

我们定义一个internal的minus()函数，每次调用使得number变量减1。由于是internal，只能由合约内部调用，而外部不能。因此，我们必须再定义一个external的minusCall()函数，来间接调用内部的minus()。 Example:

3. payable

    // payable: 递钱，能给合约支付eth的函数
    function minusPayable() external payable returns(uint256 balance) {
        minus();    
        balance = address(this).balance;
    }

我们定义一个external payable的minusPayable()函数，间接的调用minus()，并且返回合约里的ETH余额（this关键字可以让我们引用合约地址)。我们可以在调用minusPayable()时，往合约里转入1个ETH。

我们可以在返回的信息中看到，合约的余额是1 ETH。

Example:

总结

在这一讲，我们介绍了solidity中的函数类型，比较难理解的是pure和view，在其他语言中没出现过。solidity引入pure和view关键字主要是为了节省gas和控制函数权限：如果用户直接调用pure/view方程是不消耗gas的（合约中非pure/view函数调用它们则会改写链上状态，需要付gas）。

Solidity极简入门: 3. 函数类型

Solidity中的函数​

到底什么是Pure和View？​

代码​

1. pure v.s. view​

2. internal v.s. external​

3. payable​

总结​

Solidity中的函数

到底什么是`Pure`和`View`？

代码

1. pure v.s. view

2. internal v.s. external

3. payable

总结