【構建以太坊Dapp】-1-創建第一個智能合約

1、運行以太坊本地網絡

Hardhat 簡介

Hardhat，是一個可以在本地環境中輕鬆啓動一個以太坊網絡的工具。它會給我們用於測試的假的以太幣和假的的測試賬戶。它就像服務器，只不過這個“服務器”是區塊鏈。它還可以讓我們輕鬆編寫智能合約，並在本地以太坊網絡中測試。

安裝

我們將首先創建一個項目，並使用 npm 安裝 hardhat：

mkdir my-wave-portal
cd my-wave-portal
npm init -y
npm install --save-dev [email protected]

創建 hardhat 項目

npx hardhat

如下圖，選擇選項 Create a JavaScript project，剩下一路按 enter 鍵即可：

可以看到提示我們安裝hardhat-waffle和hardhat-ethers，這些是我們後面會用到的包：

npm install --save-dev [email protected]^2.12.2 @nomicfoundation/[email protected]^2.0.0

除此之外，我們還要安裝如下我們也需要的包：

npm install --save-dev chai @nomiclabs/hardhat-ethers ethers @nomicfoundation/hardhat-toolbox @nomicfoundation/hardhat-chai-matchers

最後，運行 npx hardhat node，這應該會打印出一堆賬戶，看起來像這樣：

這些是 Hardhat爲我們生成的以太坊地址，用於模擬區塊鏈上的真實用戶，便於我們測試。

編譯

如果一切正常，我們可以運行如下命令，最合約進行編譯：

npx hardhat compile

然後運行測試：

npx hardhat test

我們應該能看到如下的樣子：

清理

上面測試的其實是項目一開始創建時生成的一些代碼，那些代碼對我們用處不大，所以應該把它們刪除掉：

刪除 test 目錄下的 Lock.js，
刪除 scripts 目錄下的 deploy.js，
刪除 contracts 目錄下的 Lock.sol。

2、編寫第一個智能合約

在 contracts 目錄下創建一個文件並將其命名爲 WavePortal.sol，文件代碼如下：

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
pragma solidity 0.8.17;

import "hardhat/console.sol";

contract WavePortal {
    constructor() {
        console.log("Yoho, I am a contract and I am smart");
    }
}

解釋：

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED：被稱爲 “SPDX-License-Identifier”，是必須的，便然你的編輯器會一直有警告的提示。
pragma solidity 0.8.17;：希望合約使用的 Solidity 編譯器的版本。基本意思是 “當運行合約的時候，我只想要使用 0.8.17 版本的 Solidity 編譯器，低一點都不行。” 注意，要確保編譯器的版本在 hardhat.config.js 中是一樣的。
import "hardhat/console.sol";：在合約中做了一些控制檯日誌。
contract WavePortal：該智能合約的名字，有點像其他語言中的 "類"。
constructor：構造函數，一旦我們第一次初始化這個合約，這個結構函數就會運行並打印出 Yoho, I am a contract and I am smart。

3、本地編譯、運行智能合約

上面我們寫了一份合約，現在我們來在本地編譯、運行它。

構建運行合約腳本

進入 scripts 目錄並創建一個名爲 run.js 的文件，要測試智能合約，我們必須正確地做很多事情。比如：編譯，部署，然後執行。編寫腳本將使我們非常容易地快速迭代我們的合約。

run.js 代碼如下：

const main = async () => {
    const waveContractFactory = await hre.ethers.getContractFactory('WavePortal');
    const waveContract = await waveContractFactory.deploy();
    await waveContract.deployed();
    console.log("Contract deployed to: ", waveContract.address);
}

const runMain = async () => {
    try {
        await main();
        process.exit(0);
    } catch (error) {
        console.log(error);
        process.exit(1);
    }
}

釋義：

const waveContractFactory = await hre.ethers.getContractFactory('WavePortal');：實際編譯我們的合約並在 artifacts 目錄下生成我們需要使用我們的合約的必要文件。
const waveContract = await waveContractFactory.deploy();：Hardhat 將爲我們創建一個本地以太坊網絡，但只是爲了這個合約。然後，在腳本完成後，它會破壞該本地網絡。因此，每次運行合約時，它都會是一個全新的區塊鏈。這有點像每次都刷新你的本地服務器，所以你總是從一個乾淨的區塊鏈開始，這樣可以輕鬆調試錯誤。
await waveContract.deployed();：等到我們的合約正式部署到我們的本地區塊鏈，合約的 constructor g構造方法中的代碼將被運行（智能合約初始化）。
console.log("Contract deployed to:", waveContract.address);：waveContract.address 是合約的地址。這個合約地址挺重要的，只有通過這個合約地址，我們才能調用合約中的代碼。

運行腳本

npx hardhat run scripts/run.js

你應該能看到在本地控制檯上，打印出合約的地址來，如下所示：

Hardhat & HRE

上面代碼中，你應該注意到使用了 hre.ethers，而且它不用從任何地方導入 hre，這是什麼情況呢？

直接從 Hardhat 文檔，我們會注意到有如下這一點：

Hardhat 運行時環境，或簡稱 hre，是一個包含 Hardhat 在運行任務、測試或腳本時公開的所有功能的對象。實際上，Hardhat 是 hre。

所以，每次運行以 npx hardhat 開頭的終端命令時，都會使用代碼中指定的 hardhat.config.js 動態構建這個 hre 對象。這意味着可以不必實際對文件進行某種導入，例如：

const hre = require("hardhat");

所以，我們會在代碼中看到很多 hre，但從未在任何地方導入。可以查看 Hardhat 文檔以瞭解更多信息。

4、智能合約中數據存儲

我們希望能夠讓某人向我們揮手wave，然後存儲該揮手。所以，我們首先需要的是一個他們可以點擊向我們揮手的功能。

區塊鏈 = 把它想象成一個雲提供商，有點像騰訊雲或阿里雲，但它不歸任何人所有。它由來自世界各地的礦機的計算能力運行。通常這些人被稱爲礦工，我們付錢給他們來運行我們的代碼

智能合約 = 有點像我們服務器的代碼，具有人們可以調用的不同功能。

接下來，我們更新合約 WavePortal.sol 的內容如下：

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
pragma solidity 0.8.17;

import "hardhat/console.sol";

contract WavePortal {
    uint256 totalWaves;

    constructor() {
        console.log("Yoho, I am a contract and I am smart");
    }

    function wave() public {
        totalWaves += 1;
        console.log("%s has waved", msg.sender);
    }

    function getTotalWaves() public view returns (uint256) {
        console.log("We have %d total waves!", totalWaves);
        return totalWaves;
    }
}

以上就是 Solidity 中編寫函數的方式。我們添加了一個初始化爲 0 的 totalWaves 變量。這個變量很特別，它被稱爲“狀態變量”，因爲它永遠存儲在合約存儲中。

msg.sender，這是調用該函數的錢包地，它就像內置身份驗證。它讓我們確切地知道是誰調用了這個函數，所以爲了調用智能合約函數，你需要連接一個有效的錢包。

我們可以編寫只有特定錢包地址才能命中的函數。例如，我們可以更改此功能，只允許我們定義的白名單地址纔可以發送 wave。

更新腳本

基本上，當我們將合約部署到區塊鏈時（運行 waveContractFactory.deploy() 時），我們的函數就可以在區塊鏈上被調用，因爲我們在函數上使用了特殊的 public 關鍵字。可以把它想象成一個公共 API 端點。

所以，更新 run.js 腳本如下：


const main = async () => {
    const [owner, randomPerson ] = await hre.ethers.getSigers();
    const waveContractFactory = await hre.ethers.getContractFactory('WavePortal');
    const waveContract = await waveContractFactory.deploy();
    await waveContract.deployed();

    console.log("Contract deployed to: ", waveContract.address);
    console.log("Contract deployed by: ", owner.address);

    let waveCount;
    waveCount = await waveContract.getTotalWaves();

    let waveTxn = await waveContract.wave();
    await waveTxn.wait();

    waveCount = await waveContract.getTotalWaves();
};

const runMain = async () => {
    try {
        await main();
        process.exit(0);
    } catch (error) {
        console.log(error);
        process.exit(1);
    }
};

runMain();

釋義：

const [owner, randomPerson ] = await hre.ethers.getSigers();：爲了將某些東西部署到區塊鏈，我們需要有一個錢包地址。Hardhat 在後臺爲我們做了這件事，在這裏我們抓取了合約所有者的錢包地址（owner），也抓取了一個隨機的錢包地址（randomPerson）。
爲了查看部署合約的地址，添加了一條打印：console.log("Contract deployed by: ", owner.address);。
接下來，手動調用合約中的函數。先調用獲取揮手次數的函數（getTotalWaves），然後調用揮手函數（wave），最後在調用獲取揮手次數的函數（getTotalWaves），這樣我們就可以觀察到 waveCount 是否發生了變化。

運行腳本

npx hardhat run scripts/run.js

輸出如下：

可以看到揮手的錢包地址等於部署合約的地址。這是我在對自己揮手。我們

調用 wave 函數
更改狀態變量 totalWaves
讀取狀態變量最新值

這幾乎是大多數智能合約的基礎，讀取函數、編寫函數、並改變狀態變量。很快，我們將能從vue、react等前端中調用這些函數。

測試其他用戶

下面模擬其他用戶向我們揮手，run.js 代碼更新如下：


const main = async () => {
    const [owner, randomPerson ] = await hre.ethers.getSigners();
    const waveContractFactory = await hre.ethers.getContractFactory('WavePortal');
    const waveContract = await waveContractFactory.deploy();
    await waveContract.deployed();

    console.log("Contract deployed to: ", waveContract.address);
    console.log("Contract deployed by: ", owner.address);

    let waveCount;
    waveCount = await waveContract.getTotalWaves();

    let waveTxn = await waveContract.wave();
    await waveTxn.wait();

    waveCount = await waveContract.getTotalWaves();

    // 模擬其他用戶連接錢包向我們揮手
    waveTxn = waveContract.connect(randomPerson).wave();
    await waveTxn.wait();

    waveCount = await waveContract.getTotalWaves();
};

const runMain = async () => {
    try {
        await main();
        process.exit(0);
    } catch (error) {
        console.log(error);
        process.exit(1);
    }
};

runMain();

運行腳本後之後，如下入所示：

5、編寫腳本並在本地部署

啓動本地網絡

運行 scripts/run.js 不是已經部署到本地網絡了嗎？

這只是一部分，請記住，當在運行 scripts/run.js 時，它實際上是：

創建一個新的本地以太坊網絡，
部署合約，
當腳本運行結束時，Hardhat 將自動銷燬該本地網絡。

所以，我們需要一種方法來保留本地網絡，就像本地服務器，我們要讓它保持在運行狀態，這個我們才能與它交互。

回到項目根目錄，打開新的終端窗口，在窗口中輸入以下命令，以啓動本地節點：

npx hardhat node

這樣我們就啓動了一個保持活動的本地以太坊網絡，而且，如你所見，Hardhat 爲我們提供了 20 個賬戶，並給了每個賬戶 10000 ETH。（只是本地的測試幣哦）

創建部署腳本

現在，是一個空的區塊鏈，還沒有區塊。

我們現在要創建一個新區快並在其上獲取我們的智能合約。

在 scripts 文件夾下，創建一個名爲 deploy.js 的文件。代碼如下，看起來與 run.js 非常相似。

const main = async () => {
    const [deployer] = await hre.ethers.getSigners();
    const accountBalance = await deployer.getBalance();

    console.log("Deploying contracts with account: ", deployer.address);
    console.log("Account balance: ", accountBalance.toString());

    const Token = await hre.ethers.getContractFactory("WavePortal");
    const portal = await Token.deploy();
    await portal.deployed();

    console.log("WavePortal address: ", portal.address);
};

const runMain = async () => {
    try {
        await main();
        process.exit(0);
    } catch (error) {
        console.error(error);
        process.exit(1);
    }
};

runMain();

部署腳本

保持上面啓動本地網絡的窗口不要關閉，在開啓一個新的終端窗口，輸入以下運行本地部署腳本命令：

npx hardhat run scripts/deploy.js --network localhost

我們將看到類似的如下輸出：

我們部署了合約，我們也在區塊鏈上有了合約的地址。我們的前端網站將需要它，以便知道在區塊鏈上的何處查找合約。（想象一下，如果必須在整個區塊鏈中搜索我們的合約。那將是多麼糟糕）

在本地以太坊網絡保持活躍的終端窗口中，我們會看到一些新東西，如下所示：

【構建以太坊Dapp】-1-創建第一個智能合約

1、運行以太坊本地網絡

Hardhat 簡介

安裝

創建 hardhat 項目

編譯

清理

2、編寫第一個智能合約

3、本地編譯、運行智能合約

構建運行合約腳本

運行腳本

Hardhat & HRE

4、智能合約中數據存儲

更新腳本

運行腳本

測試其他用戶

5、編寫腳本並在本地部署

啓動本地網絡

創建部署腳本

部署腳本

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