如何使用智能合约构建简单的投票系统？

了解核心机制

1. 投票智能合约在区块链上运行，其中每次投票都被记录为不可变的交易。这确保了透明度并防止提交后被篡改。

2. 合约必须定义合格的选民，通常通过存储在地址到布尔值映射中的白名单来定义。只有白名单参与者才能投票。

3. 投票选项在合约内编码为 uint8 或字符串常量，每个选项分配一个唯一的标识符用于计数逻辑。

4. 使用 block.timestamp 检查强制执行时间限制，仅允许在预定义的窗口内投票，以防止无限期参与。

5. 合约所有者不保留部署后的投票权；一旦部署，所有逻辑都会自动执行，无需外部干预。

设计链上数据结构

1. 名为Voter 的结构体包含 hasVoted (bool)、voteChoice (uint8) 和 delegateTarget (address) 等字段，从而实现分层参与模型。

2. 公共映射选民将以太坊地址链接到投票者结构，确保投票验证期间的恒定时间查找。

3. 数组候选人将候选人名称存储为字符串，而并行 uint[] voteCounts跟踪每个索引的计数。

4. uint 变量VotingEndBlock捕获投票资格的最终区块号，避免依赖外部预言机。

5. 合约严格使用require()语句——在状态突变之前检查选民资格、活跃投票期限和非重复提交。

实现投票提交逻辑

1. vote(uint8 _choice)函数在继续之前验证 msg.sender 是否已列入白名单并且尚未投票。

2. 它使用require(_choice < Candidates.length)验证 _choice 是否在候选人数组的范围内，防止越界写入。

3. 验证后，它将 voters[msg.sender].hasVoted 设置为 true，并将 voteCounts[_choice] 加一，以原子方式更新账本。

4. Voted（地址索引投票者，uint8 choice）等事件发出链上日志，允​​许链下接口索引并显示实时结果。

5. 在基本实现中不需要重入保护，因为投票路径中没有外部调用，但如果稍后添加委托或退款，像nonReentrant这样的修饰符就变得至关重要。

通过 EVM 工具进行部署和交互

1. 使用 Solidity v0.8.20 或更高版本执行编译，并在运行 200 次时启用优化器，以在不影响可读性的情况下降低部署 Gas 成本。

2. 部署脚本使用 Hardhat 或 Foundry 将构造函数参数（例如所有者地址和候选列表）直接传递到字节码中。

3. 交互通过 ethers.js 或 web3.js 进行，用户在本地签署交易，然后广播到 Sepolia 或 Base Testnet 等网络。

4. 前端集成依赖于检测 MetaMask 可用性、请求帐户访问以及通过 ABI 编码的调用数据使用用户选择的索引调用 vote()。

5. 提交前客户端进行 Gas 估算，以 ETH 形式显示大概费用，避免因资金不足导致交易失败。

常见问题解答

问：选民提交投票后可以更改投票吗？答：不可以。投票一旦在链上确认，就无法更改或删除。合约通过 hasVoted 标志强制执行单票语义。

问：如果两个交易在同一个区块中提交投票会发生什么？答：两个交易根据其在区块中的位置顺序执行。合约状态确定性更新，无论排序如何，都会保持投票完整性。

问：部署后是否可以添加新候选人？答：不是在最小实现中。候选人数组在构建时是固定的。扩展功能需要可升级的模式，例如代理合约，引入额外的信任假设。

问：如何保护选民的匿名性？答：投票与以太坊地址相关，而不是与现实世界的身份相关。隐私取决于白名单的生成方式 - 如果地址是假名且未链接，则在协议级别保持匿名。