Solidity极简入门: 5. 变量数据存储和作用域 storage/memory/calldata
我最近在重新学solidity，巩固一下细节，也写一个“WTF Solidity极简入门”，供小白们使用（编程大佬可以另找教程），每周更新1-3讲。
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Solidity中的引用类型
引用类型(Reference Type)：包括数组（array），结构体（struct）和映射（mapping），这类变量占空间大，赋值时候直接传递地址（类似指针）。由于这类变量比较复杂，占用存储空间大，我们在使用时必须要声明数据存储的位置。
数据位置
solidity数据存储位置有三类：storage，memory和calldata。不同存储位置的gas成本不同。storage类型的数据存在链上，类似计算机的硬盘，消耗gas多；memory和calldata类型的临时存在内存里，消耗gas少。大致用法：
storage：合约里的状态变量默认都是storage，存储在链上。memory：函数里的参数和临时变量一般用memory，存储在内存中，不上链。calldata：和memory类似，存储在内存中，不上链。与memory的不同点在于calldata变量不能修改（immutable），一般用于函数的参数。例子：
function fCalldata(uint[] calldata _x) public pure returns(uint[] calldata){
//参数为calldata数组，不能被修改
// _x[0] = 0 //这样修改会报错
return(_x);
}
Example:
数据位置和赋值规则
在不同存储类型相互赋值时候，有时会产生独立的副本（修改新变量不会影响原变量），有时会产生引用（修改新变量会影响原变量）。规则如下：
storage（合约的状态变量）赋值给本地storage（函数里的）时候，会创建引用，改变新变量会影响原变量。例子：
uint[] x = [1,2,3]; // 状态变量：数组 x
function fStorage() public{
//声明一个storage的变量 xStorage，指向x。修改xStorage也会影响x
uint[] storage xStorage = x;
xStorage[0] = 100;
}
Example:
storage赋值给memory，会创建独立的副本，修改其中一个不会影响另一个；反之亦然。例子：
uint[] x = [1,2,3]; // 状态变量：数组 x
function fMemory() public view{
//声明一个Memory的变量xMemory，复制x。修改xMemory不会影响x
uint[] memory xMemory = x;
xMemory[0] = 100;
xMemory[1] = 200;
uint[] memory xMemory2 = x;
xMemory2[0] = 300;
}
Example:
memory赋值给memory，会创建引用，改变新变量会影响原变量。其他情况，变量赋值给
storage，会创建独立的副本，修改其中一个不会影响另一个。
变量的作用域
Solidity中变量按作用域划分有三种，分别是状态变量（state variable），局部变量（local variable）和全局变量(global variable)
1. 状态变量
状态变量是数据存储在链上的变量，所有合约内函数都可以访问
，gas消耗高。状态变量在合约内、函数外声明：
contract Variables {
uint public x = 1;
uint public y;
string public z;
我们可以在函数里更改状态变量的值：
function foo() external{
// 可以在函数里更改状态变量的值
x = 5;
y = 2;
z = "0xAA";
}
2. 局部变量
局部变量是仅在函数执行过程中有效的变量，函数退出后，变量无效。局部变量的数据存储在内存里，不上链，gas低。局部变量在函数内声明：
function bar() external pure returns(uint){
uint xx = 1;
uint yy = 3;
uint zz = xx + yy;
return(zz);
}
3. 全局变量
全局变量是全局范围工作的变量，都是solidity预留关键字。他们可以在函数内不声明直接使用：
function global() external view returns(address, uint, bytes memory){
address sender = msg.sender;
uint blockNum = block.number;
bytes memory data = msg.data;
return(sender, blockNum, data);
}
在上面例子里，我们使用了3个常用的全局变量：msg.sender, block.number和msg.data，他们分别代表请求发起地址，当前区块高度，和请求数据。下面是一些常用的全局变量，更完整的列表请看这个链接：
blockhash(uint blockNumber): (bytes32)给定区块的哈希值 – 只适用于256最近区块, 不包含当前区块。block.coinbase: (address payable) 当前区块矿工的地址block.gaslimit: (uint) 当前区块的gaslimitblock.number: (uint) 当前区块的numberblock.timestamp: (uint) 当前区块的时间戳，为unix纪元以来的秒gasleft(): (uint256) 剩余 gasmsg.data: (bytes calldata) 完整call datamsg.sender: (address payable) 消息发送者 (当前 caller)msg.sig: (bytes4) calldata的前四个字节 (function identifier)msg.value: (uint) 当前交易发送的wei值
Example:
总结
在这一讲，我们介绍了solidity中的引用类型，数据位置和变量的作用域。重点是storage, memory和calldata三个关键字的用法。他们出现的原因是为了节省链上有限的存储空间和降低gas。下一讲我们会介绍引用类型中的数组。