【构建以太坊Dapp】-1-创建第一个智能合约

1、运行以太坊本地网络

Hardhat 简介

Hardhat，是一个可以在本地环境中轻松启动一个以太坊网络的工具。它会给我们用于测试的假的以太币和假的的测试账户。它就像服务器，只不过这个“服务器”是区块链。它还可以让我们轻松编写智能合约，并在本地以太坊网络中测试。

安装

我们将首先创建一个项目，并使用 npm 安装 hardhat：

mkdir my-wave-portal
cd my-wave-portal
npm init -y
npm install --save-dev hardhat@latest

创建 hardhat 项目

npx hardhat

如下图，选择选项 Create a JavaScript project，剩下一路按 enter 键即可：

可以看到提示我们安装hardhat-waffle和hardhat-ethers，这些是我们后面会用到的包：

npm install --save-dev hardhat@^2.12.2 @nomicfoundation/hardhat-toolbox@^2.0.0

除此之外，我们还要安装如下我们也需要的包：

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

最后，运行 npx hardhat node，这应该会打印出一堆账户，看起来像这样：

这些是 Hardhat为我们生成的以太坊地址，用于模拟区块链上的真实用户，便于我们测试。

编译

如果一切正常，我们可以运行如下命令，最合约进行编译：

npx hardhat compile

然后运行测试：

npx hardhat test

我们应该能看到如下的样子：

清理

上面测试的其实是项目一开始创建时生成的一些代码，那些代码对我们用处不大，所以应该把它们删除掉：

删除 test 目录下的 Lock.js，
删除 scripts 目录下的 deploy.js，
删除 contracts 目录下的 Lock.sol。

2、编写第一个智能合约

在 contracts 目录下创建一个文件并将其命名为 WavePortal.sol，文件代码如下：

// 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");
    }
}

解释：

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED：被称为 “SPDX-License-Identifier”，是必须的，便然你的编辑器会一直有警告的提示。
pragma solidity 0.8.17;：希望合约使用的 Solidity 编译器的版本。基本意思是 “当运行合约的时候，我只想要使用 0.8.17 版本的 Solidity 编译器，低一点都不行。” 注意，要确保编译器的版本在 hardhat.config.js 中是一样的。
import "hardhat/console.sol";：在合约中做了一些控制台日志。
contract WavePortal：该智能合约的名字，有点像其他语言中的 "类"。
constructor：构造函数，一旦我们第一次初始化这个合约，这个结构函数就会运行并打印出 Yoho, I am a contract and I am smart。

3、本地编译、运行智能合约

上面我们写了一份合约，现在我们来在本地编译、运行它。

构建运行合约脚本

进入 scripts 目录并创建一个名为 run.js 的文件，要测试智能合约，我们必须正确地做很多事情。比如：编译，部署，然后执行。编写脚本将使我们非常容易地快速迭代我们的合约。

run.js 代码如下：

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);
    }
}

释义：

const waveContractFactory = await hre.ethers.getContractFactory('WavePortal');：实际编译我们的合约并在 artifacts 目录下生成我们需要使用我们的合约的必要文件。
const waveContract = await waveContractFactory.deploy();：Hardhat 将为我们创建一个本地以太坊网络，但只是为了这个合约。然后，在脚本完成后，它会破坏该本地网络。因此，每次运行合约时，它都会是一个全新的区块链。这有点像每次都刷新你的本地服务器，所以你总是从一个干净的区块链开始，这样可以轻松调试错误。
await waveContract.deployed();：等到我们的合约正式部署到我们的本地区块链，合约的 constructor g构造方法中的代码将被运行（智能合约初始化）。
console.log("Contract deployed to:", waveContract.address);：waveContract.address 是合约的地址。这个合约地址挺重要的，只有通过这个合约地址，我们才能调用合约中的代码。

运行脚本

npx hardhat run scripts/run.js

你应该能看到在本地控制台上，打印出合约的地址来，如下所示：

Hardhat & HRE

上面代码中，你应该注意到使用了 hre.ethers，而且它不用从任何地方导入 hre，这是什么情况呢？

直接从 Hardhat 文档，我们会注意到有如下这一点：

Hardhat 运行时环境，或简称 hre，是一个包含 Hardhat 在运行任务、测试或脚本时公开的所有功能的对象。实际上，Hardhat 是 hre。

所以，每次运行以 npx hardhat 开头的终端命令时，都会使用代码中指定的 hardhat.config.js 动态构建这个 hre 对象。这意味着可以不必实际对文件进行某种导入，例如：

const hre = require("hardhat");

所以，我们会在代码中看到很多 hre，但从未在任何地方导入。可以查看 Hardhat 文档以了解更多信息。

4、智能合约中数据存储

我们希望能够让某人向我们挥手wave，然后存储该挥手。所以，我们首先需要的是一个他们可以点击向我们挥手的功能。

区块链 = 把它想象成一个云提供商，有点像腾讯云或阿里云，但它不归任何人所有。它由来自世界各地的矿机的计算能力运行。通常这些人被称为矿工，我们付钱给他们来运行我们的代码

智能合约 = 有点像我们服务器的代码，具有人们可以调用的不同功能。

接下来，我们更新合约 WavePortal.sol 的内容如下：

// 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 中编写函数的方式。我们添加了一个初始化为 0 的 totalWaves 变量。这个变量很特别，它被称为“状态变量”，因为它永远存储在合约存储中。

msg.sender，这是调用该函数的钱包地，它就像内置身份验证。它让我们确切地知道是谁调用了这个函数，所以为了调用智能合约函数，你需要连接一个有效的钱包。

我们可以编写只有特定钱包地址才能命中的函数。例如，我们可以更改此功能，只允许我们定义的白名单地址才可以发送 wave。

更新脚本

基本上，当我们将合约部署到区块链时（运行 waveContractFactory.deploy() 时），我们的函数就可以在区块链上被调用，因为我们在函数上使用了特殊的 public 关键字。可以把它想象成一个公共 API 端点。

所以，更新 run.js 脚本如下：


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();

释义：

const [owner, randomPerson ] = await hre.ethers.getSigers();：为了将某些东西部署到区块链，我们需要有一个钱包地址。Hardhat 在后台为我们做了这件事，在这里我们抓取了合约所有者的钱包地址（owner），也抓取了一个随机的钱包地址（randomPerson）。
为了查看部署合约的地址，添加了一条打印：console.log("Contract deployed by: ", owner.address);。
接下来，手动调用合约中的函数。先调用获取挥手次数的函数（getTotalWaves），然后调用挥手函数（wave），最后在调用获取挥手次数的函数（getTotalWaves），这样我们就可以观察到 waveCount 是否发生了变化。

运行脚本

npx hardhat run scripts/run.js

输出如下：

可以看到挥手的钱包地址等于部署合约的地址。这是我在对自己挥手。我们

调用 wave 函数
更改状态变量 totalWaves
读取状态变量最新值

这几乎是大多数智能合约的基础，读取函数、编写函数、并改变状态变量。很快，我们将能从vue、react等前端中调用这些函数。

测试其他用户

下面模拟其他用户向我们挥手，run.js 代码更新如下：


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();

    // 模拟其他用户连接钱包向我们挥手
    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();

运行脚本后之后，如下入所示：

5、编写脚本并在本地部署

启动本地网络

运行 scripts/run.js 不是已经部署到本地网络了吗？

这只是一部分，请记住，当在运行 scripts/run.js 时，它实际上是：

创建一个新的本地以太坊网络，
部署合约，
当脚本运行结束时，Hardhat 将自动销毁该本地网络。

所以，我们需要一种方法来保留本地网络，就像本地服务器，我们要让它保持在运行状态，这个我们才能与它交互。

回到项目根目录，打开新的终端窗口，在窗口中输入以下命令，以启动本地节点：

npx hardhat node

这样我们就启动了一个保持活动的本地以太坊网络，而且，如你所见，Hardhat 为我们提供了 20 个账户，并给了每个账户 10000 ETH。（只是本地的测试币哦）

创建部署脚本

现在，是一个空的区块链，还没有区块。

我们现在要创建一个新区快并在其上获取我们的智能合约。

在 scripts 文件夹下，创建一个名为 deploy.js 的文件。代码如下，看起来与 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();

部署脚本

保持上面启动本地网络的窗口不要关闭，在开启一个新的终端窗口，输入以下运行本地部署脚本命令：

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

我们将看到类似的如下输出：

我们部署了合约，我们也在区块链上有了合约的地址。我们的前端网站将需要它，以便知道在区块链上的何处查找合约。（想象一下，如果必须在整个区块链中搜索我们的合约。那将是多么糟糕）

在本地以太坊网络保持活跃的终端窗口中，我们会看到一些新东西，如下所示：

【构建以太坊Dapp】-1-创建第一个智能合约

1、运行以太坊本地网络

Hardhat 简介

安装

创建 hardhat 项目

编译

清理

2、编写第一个智能合约

3、本地编译、运行智能合约

构建运行合约脚本

运行脚本

Hardhat & HRE

4、智能合约中数据存储

更新脚本

运行脚本

测试其他用户

5、编写脚本并在本地部署

启动本地网络

创建部署脚本

部署脚本

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