在以太坊區塊鏈上，gas是一種執行費，用于補償礦工為智能合約提供算力所需的計算資源。網絡的使用逐漸增加，當前的gas成本每天達數百萬美元。隨著生態系統的不斷發展，gas優化的價值也將隨之增長。以下將介紹一些常見的gas優化模式。

gas節能模式

您可以在代碼中使用以下模式來減少gas消耗。

Short-circuiting

Short-circuiting是一種策略，當一個操作使用||或&&。此模式的工作原理是首先對低成本操作排序，以便在第一個操作計算為true時跳過（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)

不必要的庫（libraries）

庫（libraries）通常只為少數用途而導入，這意味著它們可能包含大量對您的智能合約來說是多余的代碼。如果您可以安全有效地實現智能合約中從庫（libraries）導入的函數，那么最好這樣做。

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;

}

}

顯式函數可見性

顯式函數可見性通常可以在智能合約安全性和gas優化方面提供好處。

例如顯式標記外部函數會強制將函數參數存儲位置設置為calldata，這樣每次執行函數時都可以節省gas。

正確的數據類型

在Solidity中，某些數據類型比其他數據類型更昂貴。重要的是要意識到可以使用的最有效的類型。以下是有關數據類型的一些規則。

· 盡可能使用uint類型代替string類型。

· 與uint8相比，類型uint256所存儲的gas更少。

· 類型字節應該在byte []之上使用。

· 如果可以限制字節的長度，請使用從字節1到字節32的最小數量。

· 使用bytes32類型比使用string類型便宜。

gas消耗模式

以下這些模式會增加gas成本，應避免使用。

無效代碼（Dead code）

無效代碼是永遠不會運行的代碼，因為它的計算是基于一個總是返回false的條件。

function deadCode(uint x) public pure {

if(x < 1) {

if(x > 2) {

return x;

}

}

}

不明確的斷言（Opaque predicate）

某些條件的結果無需執行即可知道，因此不需要計算。

function opaquePredicate(uint x) public pure {

if(x > 1) {

if(x > 0) {

return x;

}

}

}

循環中昂貴的操作（Expensive operations in a loop）

由于昂貴的SLOAD和SSTORE操作碼，管理存儲中的變量比管理內存中的變量要昂貴得多。因此，不應在循環中使用存儲變量。

uint num = 0;

function expensiveLoop(uint x) public {

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

num += 1;

}

}

該模式的解決方法是創建一個代表全局變量的臨時變量，并在循環完成后，將臨時變量的值重新分配給全局變量。

uint num = 0;

function lessExpensiveLoop(uint x) public {

uint temp = num;

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

temp += 1;

}

num = temp;

}

循環的持續結果（Constant outcome of a loop）

如果循環的結果是可以在編譯期間推斷的常數，則不應使用它。

function constantOutcome() public pure returns(uint) {

uint num = 0;

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

num += 1;

}

return num;

}

循環融合（Loop fusion）

有時在智能合約中，您可能會發現有兩個具有相同參數的循環。 在循環參數相同的情況下，沒有理由使用單獨的循環。

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;

}

循環重復計算

如果循環中的表達式在每次迭代中產生相同的結果，則可以將其移出循環。當表達式中使用的變量存儲在存儲器中時，這一點尤其重要。

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;

}

}

與單側循環結果的比較

如果在循環的每個迭代中執行比較但每次的結果都相同，則應將其從循環中刪除。

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

uint sum = 0;

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

if(x > 1) {

sum += 1;

}

}

return sum;

}
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