Solidity의 매핑이란 무엇이며 키-값 쌍을 어떻게 저장합니까?

Solidity의 매핑 이해

1. Solidity의 매핑은 다른 프로그래밍 언어의 해시 테이블이나 사전과 유사하게 키-값 쌍의 형태로 데이터를 저장하는 데 사용되는 참조 유형입니다. 이를 통해 개발자는 고유 키를 특정 값과 연결할 수 있으므로 효율적인 조회 및 업데이트가 가능합니다.

2. 매핑을 선언하는 구문은 mapping(keyType => valueType) 입니다. 여기서 keyType은 uint, address 또는 bytes와 같은 거의 모든 기본 유형일 수 있지만 배열이나 기타 매핑과 같은 참조 유형은 될 수 없습니다. valueType은 구조체, 배열 또는 다른 매핑을 포함한 모든 유형이 될 수 있습니다.

3. 매핑은 계약 내에서 선언되며 일반적으로 상태 변수를 유지하는 데 사용됩니다. 저장소에 저장되기 때문에 해당 값은 함수 호출 및 트랜잭션 전반에 걸쳐 유지됩니다.

4. 매핑을 정의하는 한 가지 특징은 반복할 수 없다는 것입니다. 키 또는 값 목록을 검색하는 기본 제공 메커니즘은 없습니다. 이러한 제한은 Ethereum의 저장 모델이 작동하는 방식에서 비롯됩니다. 매핑은 열거형이 아닌 키를 통해 빠른 액세스를 위해 설계되었습니다.

5. 매핑이 생성되면 가능한 모든 키가 valueType의 기본값으로 초기화됩니다(예: 정수의 경우 0, 부울의 경우 false). 즉, 존재하지 않는 키에 액세스하면 오류가 발생하지 않고 기본값이 반환됩니다.

매핑 뒤의 저장 메커니즘

1. 매핑은 기존 테이블 형식으로 데이터를 저장하지 않습니다. 대신 Solidity는 keccak256 해시 함수를 사용하여 스토리지 슬롯을 동적으로 계산합니다. 각 키는 매핑 변수의 저장 슬롯 위치와 함께 keccak256을 사용하여 해시됩니다.

2. 저장 슬롯 n 에 위치한 상태 변수 매핑의 경우 주어진 키와 관련된 값은 keccak256(key . Slot) 에 저장됩니다. 여기서 '.' 연결을 나타냅니다. 이렇게 하면 각 키가 스토리지의 고유하고 결정적인 위치에 매핑됩니다.

3. 해시 함수는 단방향이므로 어떤 키가 설정되었는지 리버스 엔지니어링하는 것은 계산상 불가능합니다. 이로 인해 매핑을 반복할 수 없게 됩니다.

4. 중첩 매핑은 동일한 원칙을 따릅니다. mapping(address => mapping(uint => bool))과 같은 매핑에서 내부 매핑의 슬롯은 외부 키와 외부 매핑의 슬롯을 해싱한 다음 해당 결과를 내부 키 조회의 기반으로 사용하여 결정됩니다.

5. 이 해싱 기반 스토리지 레이아웃은 항목 수에 관계없이 일정한 시간에 실행되는 읽기 및 쓰기 작업에 대한 매핑을 매우 효율적으로 만듭니다.

스마트 계약의 실제 사용 사례

1. 매핑의 일반적인 용도 중 하나는 ERC-20 토큰의 사용자 잔액을 추적하는 것입니다. mapping(address => uint256) private _balances 와 같은 매핑을 사용하면 모든 지갑 주소에 대한 토큰 보유를 빠르게 검색하고 업데이트할 수 있습니다.

2. 액세스 제어 시스템은 역할이나 권한을 식별하기 위해 매핑을 사용하는 경우가 많습니다. 예를 들어, mapping(address => bool) public isAdmin은 주소에 관리 권한이 있는지 여부를 효율적으로 확인할 수 있습니다.

3. 분산형 거래소 또는 NFT 마켓플레이스에서는 링크 주문 ID 또는 토큰 ID를 가격, 소유자 또는 목록 상태와 같은 구조화된 데이터에 매핑합니다. 이를 통해 대규모 데이터 세트를 스캔하지 않고도 거래 세부 정보를 즉시 조회할 수 있습니다.

4. 매핑은 함수 실행 중에 주소를 표시하여 재진입 공격을 방지하는 데에도 사용됩니다. 개인이 입력한 간단한 매핑(주소 => bool)이 잠금 메커니즘으로 작동할 수 있습니다.

5. 가스 효율적인 액세스 패턴으로 인해 특히 처리량이 많은 프로토콜에서 식별자로 자주 조회해야 하는 경우 배열보다 매핑이 ​​선호됩니다.

자주 묻는 질문

매핑을 완전히 삭제할 수 있나요? 예, 매핑에서 delete 키워드를 사용하면 기록된 각 슬롯을 기본값으로 재설정하여 모든 항목이 지워집니다. 그러나 매핑은 모든 키에 대한 기본값으로 가상으로 초기화되므로 이 작업은 명시적으로 할당된 키에만 영향을 미칩니다.

함수에서 매핑을 반환하는 것이 가능합니까? 아니요, 매핑은 Solidity에서 유효한 반환 유형이 아니기 때문에 함수에서 직접 반환될 수 없습니다. 키를 통해 액세스된 특정 값만 반환될 수 있습니다.

문자열 또는 동적 배열을 매핑 키로 사용할 수 있습니까? 문자열 및 동적 바이트 배열은 매핑 키로 사용할 수 없습니다. bytes32, uint 및 address와 같은 고정 크기 데이터 유형만 허용됩니다. 필요한 경우 문자열을 bytes32와 같은 고정 크기 형식으로 변환해야 합니다.

매핑은 가스 비용에 어떤 영향을 미치나요? 초기화되지 않은 키로 매핑을 읽으면 스토리지를 수정하지 않고 기본값을 반환하므로 가스 소비가 줄어듭니다. 값을 쓰거나 업데이트하면 더 높은 가스가 발생합니다. 특히 Ethereum의 상태 성장 비용 규칙으로 인해 0 값을 0이 아닌 값으로 변경하는 경우 더욱 그렇습니다.