Solidity的引用类型全解析

引用的本来语意

• 引用类型，变量本身与变量指向的数据分离，赋值操作是引用拷贝，数据块不受影响
• 通常的面向对象语言中的所有引用类型变量之间的赋值操作，都是引用拷贝
• 这一点在Solidity的引用类型中不再成立，solidity的引用类型的变量之间可能发生值拷贝
  

合约的成员变量的特殊性

与一般虚拟机或物理机不同的是，EVM的机器模型中引入了storage，合约成员变量指向固定的持久化（storage）数据块，它并不能像一般引用类型变量一样切换它所指向的数据块，由于这个限制，对成员变量的赋值，引用拷贝从技术上变成不可能

Location对数据空间的分割

数据块有三个存储位置（calldata,memory,storage）,概念上存储空间被分割成三个子空间，引用类型变量被location属性限定，不可能跨域子空间进行指定切换，只能在子空间内部切换

判定算法（受上述两个原因的影响，编译检查）

一个赋值的操作：

X = a
其中x是被赋值的变量，在赋值操作赋的左侧，a是赋值变量，在赋值操作符的右侧

判定算法：

• 如果x是成员变量，值拷贝，否则：
• 如果x与a的location相同，引用拷贝，否则：值拷贝

Calldata的只读属性

• Calldata的只读属性
• 你无法向message数据体的calldata数据域中拷东西，正如你不能修改msg.sender或msg.value一样

Mapping不支持拷贝

• 它不能遍历，没有遍历能力的技术原因在于mapping在storage中的存储方式。
• 它不能进行值拷贝，因为拷贝就是一种搬运过程，搬运总是先能把东西找全。

检查算法（受上述两个原因的影响，编译检查）

判定算法有三个输出：

• 引用拷贝，值拷贝。如果输出引用拷贝，不必检查；输出值拷贝，则执行检查算法

检查算法：

• 检查x和a的类型中是否有mapping元素（它本身是mapping或者嵌入了mapping成分），如果有则出错
• 检查x是否是calldata（指向的数据块是只可读的，不可改变），如果是则出错
• 执行值拷贝

代码示例，注意看每行注释

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0

pragma solidity >=0.7.0 <0.9.0;

import "hardhat/console.sol";

contract LocalStorageVariable {
    int256[] data1;
    int256[] data2;

   
    function getData1()public view returns(int256[] memory){
        return data1;
    }
    function getData2()public view returns(int256[] memory){
        return data2;
    }

    function insertData1(int256 d)public{
        return data1.push(d);
    }
      function insertData2(int256 d)public{
        return data2.push(d);
    }
    
    function setData1ToData2()public{
        data1 = data2; // 判定算法第一条规则：如果x是成员变量，值拷贝。=》此时进行的是值拷贝，data1和data2再单独插入数据的时候，两组数据互不影响
    }

    function testSecondRule(int256[] calldata pd )public returns(int256[] memory){
        int256[] memory td;
        td = data1; // 判定算法第一条规则：如果x与a的location相同，引用拷贝，否则：值拷贝。=》值拷贝
        data1 = pd; // 值拷贝
        // pd = data1; // 根据判定算法是值拷贝，但是再根据检查算法：检查x是否是calldata（指向的数据块是只可读的，不可改变），如果是则出错 =》会报错
        // int256[] calldata cdt = pd; 根据判定算法第一条，是引用拷贝，则不需要进行检查算法 =》合法
        return td;
    }
}