# WTF Solidity极简入门: 5. 变量数据存储和作用域 storage/memory/calldata

By [0xAA](https://paragraph.com/@wtfacademy) · 2022-04-07

---

我最近在重新学solidity，巩固一下细节，也写一个“WTF Solidity极简入门”，供小白们使用（编程大佬可以另找教程），每周更新1-3讲。

**推特**：[@0xAA\_Science](https://twitter.com/0xAA_Science)

**WTF Academy社群：** [官网 wtf.academy](https://wtf.academy) | [discord](https://discord.wtf.academy) | [微信群申请](https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSe4KGT8Sh6sJ7hedQRuIYirOoZK_85miz3dw7vA1-YjodgJ-A/viewform?usp=sf_link)

所有代码和教程开源在github: [github.com/AmazingAng/WTFSolidity](https://github.com/AmazingAng/WTFSolidity)

* * *

Solidity中的引用类型
--------------

**引用类型(Reference Type)**：包括数组（`array`），结构体（`struct`）和映射（`mapping`），这类变量占空间大，赋值时候直接传递地址（类似指针）。由于这类变量比较复杂，占用存储空间大，我们在使用时必须要声明数据存储的位置。

数据位置
----

solidity数据存储位置有三类：`storage`，`memory`和`calldata`。不同存储位置的`gas`成本不同。`storage`类型的数据存在链上，类似计算机的硬盘，消耗`gas`多；`memory`和`calldata`类型的临时存在内存里，消耗`gas`少。大致用法：

1.  `storage`：合约里的状态变量默认都是`storage`，存储在链上。
    
2.  `memory`：函数里的参数和临时变量一般用`memory`，存储在内存中，不上链。
    
3.  `calldata`：和`memory`类似，存储在内存中，不上链。与`memory`的不同点在于`calldata`变量不能修改（`immutable`），一般用于函数的参数。例子：
    

        function fCalldata(uint[] calldata _x) public pure returns(uint[] calldata){
            //参数为calldata数组，不能被修改
            // _x[0] = 0 //这样修改会报错
            return(_x);
        }
    

### 不同类型相互赋值时的规则

在不同存储类型相互赋值时候，有时会产生独立的副本（修改新变量不会影响原变量），有时会产生引用（修改新变量会影响原变量）。规则如下：

1.  `storage`（合约的状态变量）赋值给本地`storage`（函数里的）时候，会创建引用，改变新变量会影响原变量。例子：
    

        uint[] x = [1,2,3]; // 状态变量：数组 x
    
        function fStorage() public{
            //声明一个storage的变量 xStorage，指向x。修改xCopy也会影响x
            uint[] storage xStorage = x;
            xStorage[0] = 100;
        }
    

1.  `storage`赋值给`memory`，会创建独立的复本，修改其中一个不会影响另一个；反之亦然。例子：
    

        uint[] x = [1,2,3]; // 状态变量：数组 x
        
        function fMemory() public view{
            //声明一个Memory的变量xMemory，复制x。修改xMemory不会影响x
            uint[] memory xMemory = x;
            xMemory[0] = 100;
        }
    

1.  `memory`赋值给`memory`，会创建引用，改变新变量会影响原变量。
    
2.  其他情况，变量赋值给`storage`，会创建独立的复本，修改其中一个不会影响另一个。
    

变量的作用域
------

`Solidity`中变量按作用域划分有三种，分别是状态变量（state variable），局部变量（local variable）和全局变量(global variable)

### 1\. 状态变量

状态变量是数据存储在链上的变量，所有合约内函数都可以访问 ，`gas`消耗高。状态变量在合约内、函数外声明：

    contract Variables {
        uint public x = 1;
        uint public y;
        string public z;
    

我们可以在函数里更改状态变量的值：

        function foo() external{
            // 可以在函数里更改状态变量的值
            x = 5;
            y = 2;
            z = "0xAA";
        }
    

### 2\. 局部变量

局部变量是仅在函数执行过程中有效的变量，函数退出后，变量无效。局部变量的数据存储在内存里，不上链，`gas`低。局部变量在函数内声明：

        function bar() external pure returns(uint){
            uint xx = 1;
            uint yy = 3;
            uint zz = xx + yy;
            return(zz);
        }
    

### 3\. 全局变量

全局变量是全局范围工作的变量，都是`solidity`预留关键字。他们可以在函数内不声明直接使用：

        function global() external view returns(address, uint, bytes memory){
            address sender = msg.sender;
            uint blockNum = block.number;
            bytes memory data = msg.data;
            return(sender, blockNum, data);
        }
    

在上面例子里，我们使用了3个常用的全局变量：`msg.sender`, `block.number`和`msg.data`，他们分别代表请求发起地址，当前区块高度，和请求数据。下面是一些常用的全局变量，更完整的列表请看这个[链接](https://learnblockchain.cn/docs/solidity/units-and-global-variables.html#special-variables-and-functions)：

*   `blockhash(uint blockNumber)`: (`bytes32`)给定区块的哈希值 – 只适用于256最近区块, 不包含当前区块。
    
*   `block.coinbase`: (`address payable`) 当前区块矿工的地址
    
*   `block.gaslimit`: (`uint`) 当前区块的gaslimit
    
*   `block.number`: (`uint`) 当前区块的number
    
*   `block.timestamp`: (`uint`) 当前区块的时间戳，为unix纪元以来的秒
    
*   `gasleft()`: (`uint256`) 剩余 gas
    
*   `msg.data`: (`bytes calldata`) 完整call data
    
*   `msg.sender`: (`address payable`) 消息发送者 (当前 caller)
    
*   `msg.sig`: (`bytes4`) calldata的前四个字节 (function identifier)
    
*   `msg.value`: (`uint`) 当前交易发送的`wei`值
    
*   `now` : (`uint`) 当前块的时间戳
    

总结
--

在第4讲，我们介绍了`solidity`中的引用类型，数据位置和变量的作用域。重点是`storage`, `memory`和`calldata`三个关键字的用法。他们出现的原因是为了节省链上有限的存储空间和降低`gas`。下一讲我们会介绍引用类型中的数组。

---

*Originally published on [0xAA](https://paragraph.com/@wtfacademy/wtf-solidity-5-storage-memory-calldata)*