【区块链安全 | 第十四篇】类型之值类型（一）

原创已于 2025-04-13 15:32:03 修改 · 947 阅读

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于 2025-03-30 10:52:41 首次发布

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值类型

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Solidity 是一种静态类型语言，这意味着每个变量（无论是状态变量还是局部变量）都需要在声明时指定类型。Solidity 提供了多种基本类型，这些类型可以组合成复杂的数据类型。

此外，不同类型可以在包含运算符的表达式中相互作用，并且运算符具有优先级区分。

Solidity 没有“未定义”或“空”值的概念，但新声明的变量总会有默认值，且默认值取决于其类型。如果遇到意外的值，应使用 revert 函数回滚交易，或者返回一个布尔值的元组，其中第二个 bool 值表示操作是否成功。

值类型

值类型的变量总是按值传递，即在作为函数参数或赋值时会被复制。

与引用类型不同，值类型的声明不指定数据存储位置，因为它们足够小，可以存储在栈中。唯一的例外是状态变量，状态变量默认存储在存储区，但也可以标记为 transient、constant 或 immutable。

布尔值

bool：值只能是 true 或 false。

整数

int / uint：有符号和无符号整数，支持不同大小。

关键字 uint8 到 uint256（以 8 为步长，表示 8 位到 256 位的无符号整数），以及 int8 到 int256。

uint 和 int 分别是 uint256 和 int256 的别名。

运算符

比较运算符：<=，<，==，!=，>=，>（结果为布尔值）

位运算符：&，|，^（按位异或），~（按位取反）

移位运算符：<<（左移），>>（右移）

算术运算符：+，-，一元 -（仅适用于有符号整数），*，/，%（取模），**（指数运算）

对于整数类型 X，可以使用 type(X).min 和 type(X).max 获取该类型的最小值和最大值。

运算符 || 和 && 遵循短路规则。例如，在 f(x) || g(y) 表达式中，如果 f(x) 结果为 true，则 g(y) 不会被计算。

注意
Solidity 中的整数有大小限制。例如，对于 uint32，其范围是 0 到 2**32 - 1。

Solidity 中的整数运算有两种模式：“溢出”模式（wrapping/unchecked mode）和 “检查”模式（checked mode）。

默认情况下，运算在检查模式下进行。如果运算结果超出了类型的范围，则会因失败的断言而回滚。
可以使用 unchecked { … } 切换到溢出模式，但应谨慎使用。

取模运算

取模运算符 % 返回操作数 a 除以 n 后的余数 r，即 r = a - (n * q)，其中 q = int(a / n)。取模运算的结果与左操作数的符号一致，并且对于负数 a，a % n == -(-a % n) 恒成立。

例如：

int256(5) % int256(2) == int256(1)

int256(5) % int256(-2) == int256(1)

int256(-5) % int256(2) == int256(-1)

int256(-5) % int256(-2) == int256(-1)

注意：使用 0 作为除数会导致 Panic 错误，此检查无法通过 unchecked { … } 关闭。

指数运算

** 运算符仅适用于无符号整数作为指数。指数运算的结果类型与底数相同。在检查模式下，较小的底数使用较廉价的 EXP 操作码，因此推荐进行 Gas 成本测试并使用优化器。EVM 规定 0**0 的结果为 1。

定点数

定点数在 Solidity 中尚不完全支持，尽管可以声明，但不能进行赋值。

fixed / ufixed：带符号和无符号定点数，具有不同的大小。
ufixedMxN 和 fixedMxN，其中 M 是类型所占的位数，N 是小数位数。M 必须是 8 的倍数，范围从 8 到 256 位，N 必须在 0 到 80 之间。

操作符

比较运算符：<=，<，==，!=，>=，>（结果为布尔值）
算术运算符：+，-，一元 -（仅对带符号数），*，/，%（取模）

浮动点数和定点数的主要区别在于，浮动点数的整数和小数部分的位数是灵活的，而定点数严格定义了每部分所占的位数。

地址（Address）

地址类型有两种主要的变体：

address：表示 20 字节的值（以太坊地址大小）。
address payable：与 address 相同，但具有额外的 transfer 和 send 成员。

这种区分是为了使 address payable 成为一个可以接收以太币的地址，而普通的 address 不能接收以太币，可能是一个不支持接收以太币的智能合约。

类型转换

1.允许从 address payable 到 address 的隐式转换，但从 address 到 address payable 需要显式转换（例如 payable(

)）。

2.允许显式转换为 address 类型，并返回 uint160、整数、bytes20 和合约类型。

3.只有 address 和合约类型的表达式可以通过显式转换 payable(…) 转换为 address payable，且合约必须能够接收以太币（有 receive 或 payable 函数）。

如果需要向一个地址发送以太币，最好将其声明为 address payable，以便明确这一需求。

地址成员

balance 和 transfer

使用 balance 查询地址余额，并使用 transfer 函数将以太币发送到可支付的地址：

address payable x = payable(0x123);
address myAddress = address(this);
if (x.balance < 10 && myAddress.balance >= 10) x.transfer(10);

如果当前合约余额不足或接收方拒绝接收以太币，transfer 函数会失败并回滚交易。

注意：
如果 x 是合约地址，它的代码会在调用 transfer 时执行。如果执行失败，转账会回滚并抛出异常。

send

send 是 transfer 的低级对等函数。如果执行失败，当前合约不会停止并抛出异常，而是返回 false。

使用 send 时存在一定的风险：如果调用堆栈深度达到 1024（调用者可以强制此情况），或者接收方耗尽了 Gas，则转账将失败。因此，为了确保安全地转账以太币，始终检查 send 的返回值，或者使用 transfer。更好的方式是采用接收方自行提取以太币的模式。

call，delegatecall 和 staticcall

为了与不符合 ABI 标准的合约进行交互，或者为了更精确地控制编码，可以使用 call、delegatecall 和 staticcall 函数。这些函数都接受字节类型的内存参数，并返回执行结果（布尔值）和返回的数据（字节内存）。可以使用 abi.encode、abi.encodePacked、abi.encodeWithSelector 和 abi.encodeWithSignature 等函数来编码结构化数据。

示例：

bytes memory payload = abi.encodeWithSignature("register(string)", "MyName");
(bool success, bytes memory returnData) = address(nameReg).call(payload);
require(success);

需要注意的是，这些函数是低级函数，使用时要小心。特别是，任何未知的合约可能是恶意的，调用它将使你把控制权交给该合约，而该合约可能会再次调用你的合约。因此，调用返回时，需要做好处理可能改变状态变量的准备。与其他合约交互的常规方式是直接调用合约对象的函数（例如 x.f()）。

我们还可以通过 gas 修饰符来控制提供的 Gas 数量：

address(nameReg).call{gas: 1000000}(abi.encodeWithSignature("register(string)", "MyName"));

类似地，还可以控制传递的 Ether 数量：

address(nameReg).call{value: 1 ether}(abi.encodeWithSignature("register(string)", "MyName"));

这些修饰符可以同时使用，顺序无关：

address(nameReg).call{gas: 1000000, value: 1 ether}(abi.encodeWithSignature("register(string)", "MyName"));

同样地，delegatecall 函数的使用方法与 call 相似，唯一的区别是，它只会执行目标地址的代码，所有其他相关信息（如存储、余额等）来自当前合约。delegatecall 主要用于调用存储在其他合约中的库代码。使用 delegatecall 时，用户必须确保两个合约的存储布局是兼容的。

code 和 codehash

我们可以查询任何智能合约的已部署代码，可使用 .code 获取 EVM 字节码（以字节内存形式表示，可能为空）、使用 .codehash 获取该字节码的 Keccak-256 哈希（类型为 bytes32）。需要注意，addr.codehash 比使用 keccak256(addr.code) 更加高效。

如果与 addr 关联的帐户为空或不存在（即它没有代码、零余额和零 nonce，如 EIP-161 所定义），则 addr.codehash 的输出将为 0。如果该帐户没有代码，但有非零余额或 nonce，则 addr.codehash 将返回空数据的 Keccak-256 哈希（即 keccak256(“”)，其结果为 c5d2460186f7233c927e7db2dcc703c0e500b653ca82273b7bfad8045d85a470）。

需要注意的是，所有合约都可以转换为 address 类型，因此可以使用 address(this).balance 来查询当前合约的余额。

合约类型（Contract Types）

每个合约都定义了自己的类型。你可以将合约隐式转换为其继承的合约类型。合约类型也可以显式地转换为 address 类型，反之亦然。

显式转换到 address payable 类型仅在合约具有 receive 或 payable 回退函数时才可行。转换仍然可以通过 address(x) 完成。如果合约没有 receive 或 payable 回退函数，可以通过 payable(address(x)) 来进行转换。

注意：
1.如果你声明了一个合约类型的局部变量（例如 MyContract c），你可以在该合约上调用函数。需要注意的是，必须从与之相同类型的合约赋值给该变量。
2.你也可以实例化合约（意味着它们是新创建的）。有关更多细节，请参考“通过 new 创建合约”部分。
3.合约的显示方式与 address 类型相同，并且该类型也用于 ABI 中。
4.合约类型不支持任何操作符。
5.合约类型的成员包括该合约的外部函数以及任何标记为 public 的状态变量。
6.对于合约 C，你可以使用 type© 来获取有关该合约的类型信息。