如何用 Solidity 編寫節省 Gas 的智能合約？

優化存儲佈局

1. 將相同類型的變量分組在一起，以盡量減少槽的使用。 2. 使用uint256而不是較小的類型，除非是故意打包的。 3. 按大小遞減的順序聲明狀態變量： uint256 、 uint128 、 uint64 、 uint32 、 uint16 、 uint8 。 4. 如果存在具有鏈外索引的數組等替代方案，請避免對大型數據集使用映射。 5. 對於部署時已知但動態計算的值，更喜歡不可變而不是常量。

最小化外部調用和循環

1. 外部調用比內部函數調用消耗明顯更多的gas；盡可能將邏輯合併到單個事務中。 2. 切勿在鏈上函數內迭代無界數組——使用基於事件的分頁或鏈下計算。 3. 當長度可預測時，將for (uint i = 0; i < array.length; i++)替換為固定長度循環。 4. 循環前將數組長度緩存在內存中： uint len = array.length; 5. 完全避免嵌套循環，除非兩個維度都嚴格限制且很小。

利用關鍵路徑的裝配

1.內聯彙編可以繞過Solidity的安全檢查並減少算術和內存訪問的開銷。 2. 在性能至關重要的情況下，使用mstore和mload代替高級內存分配。 3. 對預組裝字節序列進行哈希處理時，將keccak256(abi.encodePacked(...))替換為keccak256(bytes) 。 4. 僅當您確定槽索引和可變性時，才可以直接通過sload和sstore訪問存儲槽。 5. 切勿使用彙編來實現複雜的控制流——保持核心業務邏輯的可讀性和可審計性。

避免熱路徑中昂貴的操作

1.除法和取模運算比位移位消耗更多的gas；除以 2 的冪時，使用x >> n而不是x / 2**n 。 2. 使用abi.encodePacked進行字符串連接比string.concat便宜，但在頻繁調用的函數中應避免使用這兩種方法。 3. 不要在循環內發出事件，除非每次發出都攜帶唯一的、必要的數據。 4. 使用自定義錯誤而不是字符串消息進行恢復： revert InvalidAmount();每次調用可節省約 2000 Gas。 5. 僅當上溢/下溢在數學上不可能時才使用未經檢查的塊，切勿在涉及用戶輸入的算術中使用。

測試和測量實踐

1. 使用 Hardhat 的GasReporter或 Foundry 的forge test --gas-report測量氣體使用情況。 2. 比較每次優化前後的基準 Gas 成本，以避免過早的微優化。 3. 模擬最壞情況：完整數組、最大遞歸深度、邊緣情況輸入。 4. 使用 Tenderly 或 Blockscout 等 EVM 跟踪分析工具單獨配置文件存儲讀/寫。 5. 使用solc --asm審核字節碼輸出，以驗證編譯器優化，例如常量折疊和死代碼消除。

常見問題解答

Q1.使用視圖或純函數會減少gas消耗嗎？ A1。不會。這些修飾符會影響調用行為和狀態可變性，但不會改變外部調用期間的 Gas 成本。它們僅在內部或鏈外調用時消除 Gas 費用。

Q2。在現代 Solidity 版本中使用SafeMath更安​​全嗎？ A2。不需要。 Solidity 0.8.0+ 包含內置溢出檢查。顯式SafeMath添加了不必要的操作碼並增加了部署 Gas。

Q3。我可以通過部署帶有剝離字節碼的合約來減少gas嗎？ A3。是的。將 --via-ir標誌與 solc 結合使用可以實現高級優化器傳遞，通常可以將運行時字節碼大小減少 15-30%，並顯著降低部署 Gas。

Q4。為什麼發出帶有索引參數的事件會花費更多的gas？ A4。索引參數生成存儲在日誌的主題數組中的主題哈希，這需要額外的SHA3計算並存儲在日誌結構中 - 每個主題消耗一個 32 字節的字。