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For and While Loop

news 2025/7/16 12:31:07

本节是《Solidity by Example》的中文翻译与深入讲解，专为零基础或刚接触区块链开发的小白朋友打造。我们将通过“示例 + 解说 + 提示”的方式，带你逐步理解每一段 Solidity 代码的实际用途与背后的逻辑。

Solidity 是以太坊等智能合约平台使用的主要编程语言，就像写网页要用 HTML 和 JavaScript，写智能合约就需要会 Solidity。

如果你从没写过区块链代码也没关系，只要你了解一点点编程概念，比如“变量”“函数”“条件判断”，我们就能从最简单的例子开始，一步步建立你的 Solidity 编程思维。

For and While Loop

Solidity 支持 for、while 和 do while 循环。

不要编写无界循环（无限循环），因为这可能会达到 Gas 限制，导致交易失败。

由于上述原因，while 和 do while 循环很少使用。

循环支持：
- Solidity 提供三种循环结构：
  - for 循环：适合已知迭代次数的场景。
  - while 循环：适合条件驱动的循环。
  - do while 循环：类似 while 循环，但至少执行一次（本例中未展示）。
- 这些循环与传统编程语言（如 C++、JavaScript）中的循环类似，用于重复执行代码块。
无界循环的危险：
- 无界循环（例如无限循环或迭代次数过大的循环）可能耗尽交易的 Gas 限制（Gas Limit），导致交易失败。
- 失败的交易会回滚状态变更，但已消耗的 Gas 费用不会退还。
- 因此，Solidity 开发者需要谨慎设计循环，确保迭代次数可控。
while 和 do while 循环的稀少使用：
- 由于难以预测循环次数，while 和 do while 循环可能导致 Gas 超支，因此在智能合约中较少使用。
- for 循环更常见，因为可以通过初始化、条件和步进来控制迭代次数。

// SPDX-License-Identifier: MIT
// 声明代码采用 MIT 开源许可证，这是一种常见的开源许可协议，允许自由使用、修改和分发代码。pragma solidity ^0.8.26;
// 指定 Solidity 编译器版本必须大于或等于 0.8.26 并且小于 0.9.0。
// `pragma` 指令确保合约使用兼容的编译器版本，`^0.8.26` 表示支持 0.8.26 或更高版本（但不超过 0.9.0）。contract Loop {// 定义一个名为 `Loop` 的智能合约。// 合约是一个运行在以太坊区块链上的程序，包含数据（状态变量）和逻辑（函数）。// 这个合约的目的是展示 Solidity 中的 for 和 while 循环，以及循环控制语句（continue 和 break）。function loop() public pure {// 定义一个名为 `loop` 的公共函数。// `public` 表示函数可以被外部调用（用户、其他合约或 DApp）。// `pure` 表示函数不读取也不修改区块链状态（仅进行计算），链下调用不消耗 Gas。// 没有返回值（隐式返回 `void`）。// for loop// for 循环for (uint256 i = 0; i < 10; i++) {// 定义一个 for 循环，包含三部分：// 1. 初始化：`uint256 i = 0` - 创建循环变量 `i`，初始值为 0，类型为 `uint256`（无符号整数）。// 2. 条件：`i < 10` - 循环继续的条件是 `i` 小于 10。// 3. 步进：`i++` - 每次循环后，`i` 增加 1。// 循环体将执行 10 次（i = 0, 1, 2, ..., 9）。if (i == 3) {// 如果 `i` 等于 3，执行以下代码块。// Skip to next iteration with continue// 使用 continue 跳到下一次迭代continue;// `continue` 语句跳过当前循环的剩余代码，直接进入下一次迭代。// 当 `i == 3` 时，循环跳过后续代码（不执行 `if (i == 5)` 的检查），`i` 增加到 4。}if (i == 5) {// 如果 `i` 等于 5，执行以下代码块。// Exit loop with break// 使用 break 退出循环break;// `break` 语句立即终止整个循环。// 当 `i == 5` 时，循环结束，不再执行后续迭代。}}// while loop// while 循环uint256 j;// 声明一个变量 `j`，类型为 `uint256`，初始值为 0（未显式初始化，Solidity 默认赋值为 0）。// 变量 `j` 是函数的局部变量，存储在内存中，不占用区块链存储。while (j < 10) {// 定义一个 while 循环，条件为 `j < 10`。// 只要 `j` 小于 10，循环体就会继续执行。j++;// 将 `j` 增加 1。// 循环将执行 10 次（j = 0, 1, 2, ..., 9），直到 `j` 达到 10，条件不再满足。}}
}

Loop 是一个简单的智能合约，展示了 Solidity 中的 for 循环 和 while 循环，以及循环控制语句 continue 和 break 的使用。

代码做什么？

for 循环：
- 迭代 10 次（i 从 0 到 9）。
- 当 i == 3 时，使用 continue 跳过当前迭代（不执行后续代码，直接进入下一次迭代）。
- 当 i == 5 时，使用 break 提前退出循环（不再迭代 i = 6, 7, 8, 9）。
- 实际执行的迭代是：i = 0, 1, 2, 4（跳过 3，终止于 5）。
while 循环：
- 迭代 10 次（j 从 0 到 9），每次将 j 加 1。
- 当 j 达到 10，循环条件 j < 10 不满足，循环结束。
Gas 成本：
- 函数是 pure，不修改区块链状态，链下调用不消耗 Gas。
- 如果循环涉及状态变量修改（例如 i 是状态变量），每次迭代会消耗 Gas。
无界循环警告：
- 代码中的循环是有限的（10 次迭代），但如果写成无界循环（例如 while (true)），可能耗尽 Gas，导致交易失败。

用途：

循环在智能合约中用于：
- 处理数组或列表（例如，遍历用户列表）。
- 执行重复操作（例如，批量转账）。
- 实现复杂逻辑（例如，计算总和或查找特定条件）。
必须确保循环次数有限，避免 Gas 超支。

关键点：

for 循环：
- 适合已知迭代次数的场景（例如，遍历固定长度的数组）。
- 包含初始化、条件和步进，确保循环可控。
- 使用 continue 跳过特定迭代，break 提前退出循环。
while 循环：
- 适合未知迭代次数但有明确退出条件的场景。
- 需要手动更新循环变量（例如 j++），否则可能变成无界循环。
- 在智能合约中较少使用，因为难以预测 Gas 消耗。
do while 循环：
- 本例未展示，但格式为：
```
do {// 代码块
} while (条件);
```
- 至少执行一次，即使条件初始不满足。
- 同样需避免无界循环。
Gas 优化：
- 循环中的每次操作（例如计算、状态修改）都消耗 Gas。
- 无界循环或过多迭代可能导致交易失败，需设置合理的循环次数。
- pure 函数不消耗 Gas，但如果循环修改状态变量，需估算 Gas 成本。
安全性：
- 确保循环有明确的退出条件，避免无限循环。
- 在循环中处理外部调用（如转账）需谨慎，可能导致 Gas 攻击或重入漏洞。

循环的注意事项

避免无界循环：
- 无界循环（例如 while (true)）可能耗尽 Gas，导致交易失败。
- 始终设置明确的退出条件或最大迭代次数。
Gas 消耗：
- 循环中的状态修改（例如更新状态变量）每次迭代消耗 Gas。
- 使用 pure 或 view 函数可避免 Gas 成本，但实际应用中常需修改状态。
循环控制：
- continue：跳过当前迭代，进入下一次。
- break：提前退出循环，节省 Gas。
安全性：
- 避免在循环中调用外部合约（可能导致 Gas 攻击或重入漏洞）。
- 检查数组长度或其他条件，防止越界访问。
while vs. for：
- for 适合已知迭代次数，结构清晰。
- while 适合动态条件，但需确保退出条件明确。
- do while 至少执行一次，适合特殊场景，但使用较少。