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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 < 1) {
    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 <= 100; i++) {
    if(x > 1) {
      sum += 1;
    }
  }
  return sum;
}
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