【区块链安全 | 第二十篇】类型之运算符

运算符

算术和位运算符即使在两个操作数类型不同的情况下也可以应用。例如，你可以计算 y = x + z，其中 x 是 uint8 类型，z 是 uint32 类型。在这种情况下，将使用以下机制来确定运算执行的类型（这对于溢出非常重要）以及运算符结果的类型：

• 如果右操作数的类型可以隐式转换为左操作数的类型，则使用左操作数的类型。
• 如果左操作数的类型可以隐式转换为右操作数的类型，则使用右操作数的类型。
• 否则，不允许进行运算。

如果其中一个操作数是字面量数字，它首先会转换为其“移动类型”，即可以容纳该值的最小类型（相同位宽的无符号类型被认为比有符号类型更小）。如果两个操作数都是字面量数字，则运算会使用实际所需的无限精度进行计算，以确保在结果与非字面量类型一起使用时不会丢失精度。

运算符的结果类型与执行运算的类型相同，比较运算符的结果类型总是 bool。

运算符 **（指数运算）、<< 和 >> 使用左操作数的类型进行运算和返回结果。

三元运算符

三元运算符用于形如 <表达式> ? <真表达式> : <假表达式> 的表达式。根据主表达式的结果，计算后两个表达式之一。如果 <表达式> 计算为真，则会计算 <真表达式>，否则计算 <假表达式>。

三元运算符的结果类型不像其操作数那样是有理数类型，即使所有操作数都是有理数字面量。结果类型根据两个操作数的类型确定，首先如果需要则转换为它们的“移动类型”。

因此，像 255 + (true ? 1 : 0) 这样的表达式会由于算术溢出而回退。原因是 (true ? 1 : 0) 是 uint8 类型，这会导致加法也在 uint8 类型中进行，而 256 超出了该类型的范围。

另一个结果是像 1.5 + 1.5 这样的表达式是有效的，但 1.5 + (true ? 1.5 : 2.5) 是无效的。这是因为前者是一个有理数表达式，在无限精度下计算，只有最终值很重要。而后者则涉及将一个有理数的分数转换为整数，这是当前不允许的。

复合运算符和增量/减量运算符

如果 a 是左值（即变量或可以被赋值的东西），以下运算符可作为简写形式使用：

• a += e 等价于 a = a + e。运算符 -=、*=、/=、%=、|=、&=、^=、<<= 和 >>= 按照类似的规则定义。
• a++ 和 a-- 等价于 a += 1 / a -= 1，但表达式本身仍然使用 a 的旧值。相比之下，--a 和 ++a 对 a 的影响相同，但会返回变更后的值。

删除运算符

• delete a 会将 a 的值重置为该类型的初始值。即，对于整数，它等价于 a = 0，但它也可以用于数组，这时会将数组的长度设为 0，或者将静态数组的所有元素设置为初始值。
• delete a[x] 会删除数组中索引为 x 的项，并保持其他元素和数组的长度不变。这意味着数组会留下一个空隙。如果你打算删除项，使用映射（mapping）可能是更好的选择。

对于结构体，delete a 会将结构体所有成员重置。换句话说，delete a 后的 a 值相当于 a 被声明但未赋值，要注意：delete 对映射没有影响（因为映射的键可能是任意的，一般是未知的）。因此，如果删除一个结构体，它会重置所有非映射的成员，并且会递归地重置成员，除非成员是映射类型。不过，映射中的单个键及其值可以被删除：如果 a 是一个映射，delete a[x] 会删除 x 索引处存储的值。

需要注意的是，delete a 实际上像是对 a 进行赋值操作，即它会把一个新对象存储到 a 中。这种区别在 a 是引用变量时尤为明显：它只会重置 a 本身，而不会影响它之前引用的值。

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0
pragma solidity >=0.4.0 <0.9.0;

contract DeleteExample {
    uint data;  // 定义一个 uint 类型的变量 data
    uint[] dataArray;  // 定义一个 uint 数组 dataArray

    function f() public {
        uint x = data;  // 将 data 的值赋给 x
        delete x; // 将 x 设置为 0，删除 x 对变量 data 的影响。x 是一个局部变量，不会影响 data
        delete data; // 将 data 设置为 0，删除操作仅影响 data，不会影响 x（因为 x 是局部变量）

        uint[] storage y = dataArray; // 声明一个引用变量 y 指向 dataArray 的存储
        delete dataArray; // 删除 dataArray，结果是 dataArray 的长度被设置为 0，并且由于 y 是引用类型，y 也会被影响
        // 对于引用类型的变量，delete 会影响存储对象本身，删除数组的所有元素
        // 但注意，"delete y" 是无效的，因为不能对引用类型的局部变量执行删除操作
        assert(y.length == 0); // 断言 dataArray 的长度已变为 0，验证删除操作生效
    }
}

运算符的优先级顺序

以下是运算符的优先级顺序，按求值顺序列出。

优先级	描述	运算符
1	后缀增量和减量	++, --
	新表达式	new <typename>
	数组下标	<array>[<index>]
	成员访问	<object>.<member>
	类似函数的调用	<func>(<args...>)
	括号	(<statement>)
2	前缀增量和减量	++, --
	一元负号	-
	一元运算符	delete
	逻辑非	!
	按位非	~
3	指数运算	**
4	乘法、除法和取余	*, /, %
5	加法和减法	+, -
6	按位移位运算符	<<, >>
7	按位与运算符	&
8	按位异或运算符	^
9	按位或运算符	`
10	不等式运算符	<, >, <=, >=
11	等式运算符	==, !=
12	逻辑与运算符	&&
13	逻辑或运算符	`
14	三元运算符	<conditional> ? <if-true> : <if-false>
	赋值运算符	=, `
15	逗号运算符	,