如何减少智能合约的gas消耗

在以太坊区块链上，gas是一种执行费，用于补偿矿工为智能合约提供算力所需的计算资源。网络的使用逐渐增加，当前的gas成本每天达数百万美元。随着生态系统的不断发展，gas优化的价值也将随之增长。以下将介绍一些常见的gas优化模式。

gas节能模式

您可以在代码中使用以下模式来减少gas消耗。

Short-circuiting

Short-circuiting是一种策略，当一个操作使用||或&&。此模式的工作原理是首先对低成本操作排序，以便在第一个操作计算为true时跳过（Short-circuiting）高成本操作。

// f(x) is low cost

// g(y) is expensive

// Ordering should go as follows

f(x) || g(y)

f(x) && g(y)

不必要的库（libraries）

库（libraries）通常只为少数用途而导入，这意味着它们可能包含大量对您的智能合约来说是多余的代码。如果您可以安全有效地实现智能合约中从库（libraries）导入的函数，那么最好这样做。

import './SafeMath.sol' as SafeMath;

contract SafeAddition {

function safeAdd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {

return SafeMath.add(a, b);

}

}

contract SafeAddition {

function safeAdd(uint a, uint b) public pure returns(uint) {

uint c = a + b;

require(c >= a, "Addition overflow");

return c;

}

}

显式函数可见性

显式函数可见性通常可以在智能合约安全性和gas优化方面提供好处。

例如显式标记外部函数会强制将函数参数存储位置设置为calldata，这样每次执行函数时都可以节省gas。

正确的数据类型

在Solidity中，某些数据类型比其他数据类型更昂贵。重要的是要意识到可以使用的最有效的类型。以下是有关数据类型的一些规则。

· 尽可能使用uint类型代替string类型。

· 与uint8相比，类型uint256所存储的gas更少。

· 类型字节应该在byte []之上使用。

· 如果可以限制字节的长度，请使用从字节1到字节32的最小数量。

· 使用bytes32类型比使用string类型便宜。

gas消耗模式

以下这些模式会增加gas成本，应避免使用。

无效代码（Dead code）

无效代码是永远不会运行的代码，因为它的计算是基于一个总是返回false的条件。

function deadCode(uint x) public pure {

if(x < 1) {

if(x > 2) {

return x;

}

}

}

不明确的断言（Opaque predicate）

某些条件的结果无需执行即可知道，因此不需要计算。

function opaquePredicate(uint x) public pure {

if(x > 1) {

if(x > 0) {

return x;

}

}

}

循环中昂贵的操作（Expensive operations in a loop）

由于昂贵的SLOAD和SSTORE操作码，管理存储中的变量比管理内存中的变量要昂贵得多。因此，不应在循环中使用存储变量。

uint num = 0;

function expensiveLoop(uint x) public {

for(uint i = 0; i < x; i++) {

num += 1;

}

}

该模式的解决方法是创建一个代表全局变量的临时变量，并在循环完成后，将临时变量的值重新分配给全局变量。

uint num = 0;

function lessExpensiveLoop(uint x) public {

uint temp = num;

for(uint i = 0; i < x; i++) {

temp += 1;

}

num = temp;

}

循环的持续结果（Constant outcome of a loop）

如果循环的结果是可以在编译期间推断的常数，则不应使用它。

function constantOutcome() public pure returns(uint) {

uint num = 0;

for(uint i = 0; i < 100; i++) {

num += 1;

}

return num;

}

循环融合（Loop fusion）

有时在智能合约中，您可能会发现有两个具有相同参数的循环。 在循环参数相同的情况下，没有理由使用单独的循环。

function loopFusion(uint x, uint y) public pure returns(uint) {

for(uint i = 0; i < 100; i++) {

x += 1;

}

for(uint i = 0; i < 100; i++) {

y += 1;

}

return x + y;

}

循环重复计算

如果循环中的表达式在每次迭代中产生相同的结果，则可以将其移出循环。当表达式中使用的变量存储在存储器中时，这一点尤其重要。

uint a = 4;

uint b = 5;

function repeatedComputations(uint x) public returns(uint) {

uint sum = 0;

for(uint i = 0; i <= x; i++) {

sum = sum + a * b;

}

}

与单侧循环结果的比较

如果在循环的每个迭代中执行比较但每次的结果都相同，则应将其从循环中删除。

function unilateralOutcome(uint x) public returns(uint) {

uint sum = 0;

for(uint i = 0; i <= 100; i++) {

if(x > 1) {

sum += 1;

}

}

return sum;

}
责任编辑；zl