如何減少智能合約的gas消耗

在以太坊區(qū)塊鏈上，gas是一種執(zhí)行費(fèi)，用于補(bǔ)償?shù)V工為智能合約提供算力所需的計(jì)算資源。網(wǎng)絡(luò)的使用逐漸增加，當(dāng)前的gas成本每天達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。隨著生態(tài)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，gas優(yōu)化的價(jià)值也將隨之增長(zhǎng)。以下將介紹一些常見的gas優(yōu)化模式。

gas節(jié)能模式

您可以在代碼中使用以下模式來(lái)減少gas消耗。

Short-circuiting

Short-circuiTIng是一種策略，當(dāng)一個(gè)操作使用||或&&。此模式的工作原理是首先對(duì)低成本操作排序，以便在第一個(gè)操作計(jì)算為true時(shí)跳過（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)

不必要的庫(kù)（libraries）

庫(kù)（libraries）通常只為少數(shù)用途而導(dǎo)入，這意味著它們可能包含大量對(duì)您的智能合約來(lái)說是多余的代碼。如果您可以安全有效地實(shí)現(xiàn)智能合約中從庫(kù)（libraries）導(dǎo)入的函數(shù)，那么最好這樣做。

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;

}

}

顯式函數(shù)可見性

顯式函數(shù)可見性通?？梢栽谥悄芎霞s安全性和gas優(yōu)化方面提供好處。

例如顯式標(biāo)記外部函數(shù)會(huì)強(qiáng)制將函數(shù)參數(shù)存儲(chǔ)位置設(shè)置為calldata，這樣每次執(zhí)行函數(shù)時(shí)都可以節(jié)省gas。

正確的數(shù)據(jù)類型

在Solidity中，某些數(shù)據(jù)類型比其他數(shù)據(jù)類型更昂貴。重要的是要意識(shí)到可以使用的最有效的類型。以下是有關(guān)數(shù)據(jù)類型的一些規(guī)則。

· 盡可能使用uint類型代替string類型。

· 與uint8相比，類型uint256所存儲(chǔ)的gas更少。

· 類型字節(jié)應(yīng)該在byte []之上使用。

· 如果可以限制字節(jié)的長(zhǎng)度，請(qǐng)使用從字節(jié)1到字節(jié)32的最小數(shù)量。

· 使用bytes32類型比使用string類型便宜。

gas消耗模式

以下這些模式會(huì)增加gas成本，應(yīng)避免使用。

無(wú)效代碼（Dead code）

無(wú)效代碼是永遠(yuǎn)不會(huì)運(yùn)行的代碼，因?yàn)樗挠?jì)算是基于一個(gè)總是返回false的條件。

function deadCode(uint x) public pure {

if(x < 1) {

if(x > 2) {

return x;

}

}

}

不明確的斷言（Opaque predicate）

某些條件的結(jié)果無(wú)需執(zhí)行即可知道，因此不需要計(jì)算。

function opaquePredicate(uint x) public pure {

if(x > 1) {

if(x > 0) {

return x;

}

}

}

循環(huán)中昂貴的操作（Expensive operations in a loop）

由于昂貴的SLOAD和SSTORE操作碼，管理存儲(chǔ)中的變量比管理內(nèi)存中的變量要昂貴得多。因此，不應(yīng)在循環(huán)中使用存儲(chǔ)變量。

uint num = 0;

function expensiveLoop(uint x) public {

for(uint i = 0; i < x; i++) {

num += 1;

}

}

該模式的解決方法是創(chuàng)建一個(gè)代表全局變量的臨時(shí)變量，并在循環(huán)完成后，將臨時(shí)變量的值重新分配給全局變量。

uint num = 0;

function lessExpensiveLoop(uint x) public {

uint temp = num;

for(uint i = 0; i < x; i++) {

temp += 1;

}

num = temp;

}

循環(huán)的持續(xù)結(jié)果（Constant outcome of a loop）

如果循環(huán)的結(jié)果是可以在編譯期間推斷的常數(shù)，則不應(yīng)使用它。

function constantOutcome() public pure returns(uint) {

uint num = 0;

for(uint i = 0; i < 100; i++) {

num += 1;

}

return num;

}

循環(huán)融合（Loop fusion）

有時(shí)在智能合約中，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)具有相同參數(shù)的循環(huán)。 在循環(huán)參數(shù)相同的情況下，沒有理由使用單獨(dú)的循環(huán)。

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;

}

循環(huán)重復(fù)計(jì)算

如果循環(huán)中的表達(dá)式在每次迭代中產(chǎn)生相同的結(jié)果，則可以將其移出循環(huán)。當(dāng)表達(dá)式中使用的變量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中時(shí)，這一點(diǎn)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