Solidity 中的庫是什麼？它與基礎合約有何不同？

了解 Solidity 中的庫

1. Solidity 中的庫是一種特殊類型的合約，旨在保存可重用的函數，這些函數可以在多個合約之間共享而無需繼承。這些函數是無狀態的，這意味著它們不會自行修改或存儲數據，除非顯式與另一個合約的存儲交互。庫對於實現數學計算、數組操作或編碼實用程序等常見操作特別有用。

2. 庫在區塊鏈上部署一次，可以使用library關鍵字被許多不同的合約引用。當合約使用庫時，它會鏈接到已經部署的庫地址，允許它通過 delegatecall 調用庫的函數。這意味著該函數在調用合約的上下文中執行，訪問其存儲，同時由於代碼重用而保持gas效率。

3. 庫的一個主要限制是它們不能擁有任何持久存儲變量，除非這些變量是調用合約狀態的一部分。他們也無法接收以太幣，除非標記為應付，即使如此，他們也無法在舊版本的 Solidity 中定義後備函數。與常規合同相比，這使得它們更加安全和可預測。

4. 庫的使用有助於減少字節碼重複。開發人員無需將實用程序邏輯嵌入到每個合約中，而是可以在庫中編寫一次並在需要時引用它。這會降低部署成本並簡化維護，因為對庫的更新（如果重新部署和重新鏈接）可以在所有依賴合約中傳播改進。

庫和基礎合約之間的差異

1. 繼承是基礎合約的核心特徵。當合約繼承基礎合約時，它吸收所有非私有函數和狀態變量，有效地將邏輯複製到自己的字節碼中。這會增加部署規模和 Gas 成本，但允許派生合約擴展和覆蓋行為。圖書館通過保持外部性來避免這種複制。

2.基礎合約可以維護自己的狀態並完全參與以太坊交易——它們可以持有以太幣、定義構造函數、發出事件和管理存儲。除非通過另一個合同專門進行交互，否則圖書館缺乏這些功能。它們的作用嚴格來說是功能性的而不是結構性的。

3. 對庫的函數調用通常通過delegatecall進行，它保留調用者的執行上下文，包括 msg.sender 和存儲佈局。相比之下，繼承期間調用基礎合約中的函數發生在同一合約空間內部，因此執行上下文沒有分離。

4. 庫支持using for指令，使開發人員能夠將庫函數附加到特定類型（例如數組或結構體），使語法感覺原生。例如，將排序函數附加到數組類型可以提高可讀性和可用性。基礎合約不提供這種語法增強。

用例和實際示例

1. 圖書館的一個常見應用是開發需要精確數學的去中心化交換。在內置檢查成為 Solidity 0.8+ 的標準之前，SafeMath 歷史上曾用於防止上溢/下溢錯誤。現代等價物包括用於處理小數令牌數量的定點算術庫。

2. NFT 項目通常依賴庫來管理所有權跟踪、枚舉和元數據處理。通過隔離庫中復雜的記賬邏輯，主要的 NFT 合約保持乾淨並專注於鑄造和轉移等核心功能。

3. 預言機和價格反饋可以利用封裝在庫中的散列和簽名驗證例程。由於加密操作成本高昂且頻繁重用，因此將它們集中化可確保一致性並減少錯誤面。

4. 構建可升級代理系統的開發人員可以從庫中受益，因為他們可以安全地鏈接穩定的實用程序模塊，而不會冒存儲衝突的風險——這是在透明代理或 UUPS 模式中將邏輯與狀態分離時的一個關鍵問題。

關於 Solidity 庫的常見問題

答：是的，當通過 delegatecall 調用庫函數時，它在調用合約的上下文中運行，並且可以修改其存儲，前提是該函數有權訪問正確的存儲指針（通常通過作為參數傳遞的結構引用）。

問：庫可以升級嗎？

答：庫本身一旦部署就不可更改。但是，如果項目在部署時使用鏈接機制，它可能會替換庫地址。這需要仔細規劃，並且並非所有開發環境都支持。

問：庫比直接嵌入函數消耗的gas更少嗎？

答：部署 Gas 成本降低了，因為庫代碼不會在合約之間重複。然而，由於 delegatecall 的開銷，對庫的每次外部調用都會消耗稍多的執行 Gas。這種權衡有利於大規模或頻繁更新邏輯的庫。

問：庫可以繼承另一個合約嗎？

答：不可以，庫不能繼承其他合約，其他合約也不能繼承庫。它們存在於繼承層次結構之外，純粹作為獨立的實用程序模塊，可通過直接調用或使用 for 聲明進行訪問。