如何减少智能合约的gas消耗
在以太坊区块链上，gas是一种执行费，用于补偿矿工为智能合约提供算力所需的计算资源。网络的使用逐渐增加，当前的gas成本每天达数百万美元。随着生态系统的不断发展，gas优化的价值也将随之增长。以下将介绍一些常见的gas优化模式。
gas节能模式
您可以在代码中使用以下模式来减少gas消耗。
short-circuiting
short-circuiting是一种策略，当一个操作使用||或&&。此模式的工作原理是首先对低成本操作排序，以便在第一个操作计算为true时跳过（short-circuiting）高成本操作。
// f(x) is low cost
// g(y) is expensive
// ordering should go as follows
f(x) || g(y)
f(x) && g(y)
不必要的库（libraries）
库（libraries）通常只为少数用途而导入，这意味着它们可能包含大量对您的智能合约来说是多余的代码。如果您可以安全有效地实现智能合约中从库（libraries）导入的函数，那么最好这样做。
import './safemath.sol' as safemath;
contract safeaddition {
function safeadd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
return safemath.add(a, b);
}
}
contract safeaddition {
function safeadd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
uint c = a + b;
require(c >= a, addition overflow);
return c;
}
}
显式函数可见性
显式函数可见性通常可以在智能合约安全性和gas优化方面提供好处。
例如显式标记外部函数会强制将函数参数存储位置设置为calldata，这样每次执行函数时都可以节省gas。
正确的数据类型
在solidity中，某些数据类型比其他数据类型更昂贵。重要的是要意识到可以使用的最有效的类型。以下是有关数据类型的一些规则。
· 尽可能使用uint类型代替string类型。
· 与uint8相比，类型uint256所存储的gas更少。
· 类型字节应该在byte []之上使用。
· 如果可以限制字节的长度，请使用从字节1到字节32的最小数量。
· 使用bytes32类型比使用string类型便宜。
gas消耗模式
以下这些模式会增加gas成本，应避免使用。
无效代码（dead code）
无效代码是永远不会运行的代码，因为它的计算是基于一个总是返回false的条件。
function deadcode(uint x) public pure {
if(x 2) {
return x;
}
}
}
不明确的断言（opaque predicate）
某些条件的结果无需执行即可知道，因此不需要计算。
function opaquepredicate(uint x) public pure {
if(x > 1) {
if(x > 0) {
return x;
}
}
}
循环中昂贵的操作（expensive operations in a loop）
由于昂贵的sload和sstore操作码，管理存储中的变量比管理内存中的变量要昂贵得多。因此，不应在循环中使用存储变量。
uint num = 0;
function expensiveloop(uint x) public {
for(uint i = 0; i < x; i++) {
num += 1;
}
}
该模式的解决方法是创建一个代表全局变量的临时变量，并在循环完成后，将临时变量的值重新分配给全局变量。
uint num = 0;
function lessexpensiveloop(uint x) public {
uint temp = num;
for(uint i = 0; i < x; i++) {
temp += 1;
}
num = temp;
}
循环的持续结果（constant outcome of a loop）
如果循环的结果是可以在编译期间推断的常数，则不应使用它。
function constantoutcome() public pure returns(uint) {
uint num = 0;
for(uint i = 0; i < 100; i++) {
num += 1;
}
return num;
}
循环融合（loop fusion）
有时在智能合约中，您可能会发现有两个具有相同参数的循环。 在循环参数相同的情况下，没有理由使用单独的循环。
function loopfusion(uint x, uint y) public pure returns(uint) {
for(uint i = 0; i < 100; i++) {
x += 1;
}
for(uint i = 0; i < 100; i++) {
y += 1;
}
return x + y;
}
循环重复计算
如果循环中的表达式在每次迭代中产生相同的结果，则可以将其移出循环。当表达式中使用的变量存储在存储器中时，这一点尤其重要。
uint a = 4;
uint b = 5;
function repeatedcomputations(uint x) public returns(uint) {
uint sum = 0;
for(uint i = 0; i <= x; i++) {
sum = sum + a * b;
}
}
与单侧循环结果的比较
如果在循环的每个迭代中执行比较但每次的结果都相同，则应将其从循环中删除。
function unilateraloutcome(uint x) public returns(uint) {
uint sum = 0;
for(uint i = 0; i 1) {
sum += 1;
}
}
return sum;
}
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gas节能模式
您可以在代码中使用以下模式来减少gas消耗。
short-circuiting
short-circuiting是一种策略，当一个操作使用||或&&。此模式的工作原理是首先对低成本操作排序，以便在第一个操作计算为true时跳过（short-circuiting）高成本操作。
// f(x) is low cost
// g(y) is expensive
// ordering should go as follows
f(x) || g(y)
f(x) && g(y)
不必要的库（libraries）
库（libraries）通常只为少数用途而导入，这意味着它们可能包含大量对您的智能合约来说是多余的代码。如果您可以安全有效地实现智能合约中从库（libraries）导入的函数，那么最好这样做。
import './safemath.sol' as safemath;
contract safeaddition {
function safeadd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
return safemath.add(a, b);
}
}
contract safeaddition {
function safeadd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
uint c = a + b;
require(c >= a, addition overflow);
return c;
}
}
显式函数可见性
显式函数可见性通常可以在智能合约安全性和gas优化方面提供好处。
例如显式标记外部函数会强制将函数参数存储位置设置为calldata，这样每次执行函数时都可以节省gas。
正确的数据类型
在solidity中，某些数据类型比其他数据类型更昂贵。重要的是要意识到可以使用的最有效的类型。以下是有关数据类型的一些规则。
· 尽可能使用uint类型代替string类型。
· 与uint8相比，类型uint256所存储的gas更少。
· 类型字节应该在byte []之上使用。
· 如果可以限制字节的长度，请使用从字节1到字节32的最小数量。
· 使用bytes32类型比使用string类型便宜。
gas消耗模式
以下这些模式会增加gas成本，应避免使用。
无效代码（dead code）
无效代码是永远不会运行的代码，因为它的计算是基于一个总是返回false的条件。
function deadcode(uint x) public pure {
if(x 2) {
return x;
}
}
}
不明确的断言（opaque predicate）
某些条件的结果无需执行即可知道，因此不需要计算。
function opaquepredicate(uint x) public pure {
if(x > 1) {
if(x > 0) {
return x;
}
}
}
循环中昂贵的操作（expensive operations in a loop）
由于昂贵的sload和sstore操作码，管理存储中的变量比管理内存中的变量要昂贵得多。因此，不应在循环中使用存储变量。
uint num = 0;
function expensiveloop(uint x) public {
for(uint i = 0; i < x; i++) {
num += 1;
}
}
该模式的解决方法是创建一个代表全局变量的临时变量，并在循环完成后，将临时变量的值重新分配给全局变量。
uint num = 0;
function lessexpensiveloop(uint x) public {
uint temp = num;
for(uint i = 0; i < x; i++) {
temp += 1;
}
num = temp;
}
循环的持续结果（constant outcome of a loop）
如果循环的结果是可以在编译期间推断的常数，则不应使用它。
function constantoutcome() public pure returns(uint) {
uint num = 0;
for(uint i = 0; i < 100; i++) {
num += 1;
}
return num;
}
循环融合（loop fusion）
有时在智能合约中，您可能会发现有两个具有相同参数的循环。 在循环参数相同的情况下，没有理由使用单独的循环。
function loopfusion(uint x, uint y) public pure returns(uint) {
for(uint i = 0; i < 100; i++) {
x += 1;
}
for(uint i = 0; i < 100; i++) {
y += 1;
}
return x + y;
}
循环重复计算
如果循环中的表达式在每次迭代中产生相同的结果，则可以将其移出循环。当表达式中使用的变量存储在存储器中时，这一点尤其重要。
uint a = 4;
uint b = 5;
function repeatedcomputations(uint x) public returns(uint) {
uint sum = 0;
for(uint i = 0; i <= x; i++) {
sum = sum + a * b;
}
}
与单侧循环结果的比较
如果在循环的每个迭代中执行比较但每次的结果都相同，则应将其从循环中删除。
function unilateraloutcome(uint x) public returns(uint) {
uint sum = 0;
for(uint i = 0; i 1) {
sum += 1;
}
}
return sum;
}
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