Solidity 中的 mapping 是什么？

Solidity 中的映射（mapping）是以键值对形式存储数据的哈希表，其中键可以是 Ethereum 支持的任意内置数据类型。映射是学习 Solidity 开发时需要理解的基础概念。

本文将介绍映射是什么、映射如何工作、映射与数组的区别，并给出映射的示例，帮助你在 Ethereum 及 Optimism、Arbitrum 等兼容 Solidity 的区块链上开发出更好的智能合约。

什么是哈希表？

哈希表是一种以关联方式存储数据的数据结构。哈希表中的数据以数组形式保存，每个数据值都有自己唯一的索引值。哈希表使用数组作为存储介质，并利用哈希技术建立索引，用于插入或定位元素。

当所需数据的索引已知时，可以极快地返回该数据。因此，无论数据量多大，哈希表的插入和查找操作都非常快速。

Solidity 中的映射是什么？

映射是 Solidity 中的一种哈希表，以键值对形式存储数据，其中键可以是除引用类型之外的任意内置数据类型，值的数据类型则可以是任意类型。

在 Solidity 和 Ethereum 区块链中，映射最常见的用途是将唯一的 Ethereum 地址关联到对应的值类型。

在其他编程语言中，映射相当于字典（dictionary）。

哈希表与 Solidity 映射有什么区别？

映射的作用类似于哈希表，由键类型与对应的值类型组成键值对，其价值在于可以容纳大量的 KeyType 到 ValueType 的映射关系。映射没有长度，也没有设置键或值这一概念。映射只适用于作为存储引用类型的状态变量。映射初始化时，会包含所有可能的键，并将其映射到字节表示全为零的值。

Solidity 中定义映射的方式与定义其他变量类型相同：

Solidity 数组与映射有什么区别？

Solidity 数组更适合遍历一组数据（例如使用 for 循环），而映射则更适合在已知键的情况下获取值（即无需遍历数据）。

由于在 Solidity 中遍历数组的成本可能比从映射中获取数据更高，而开发者有时既需要在智能合约中存储值，也需要存储对应的键，因此开发者有时会创建一个键的数组，作为引用，之后再从映射中检索对应数据。

开发者不应让 Solidity 中的数组增长过大，因为遍历一个大数组所耗费的 Solidity gas 费用可能超过交易本身的价值，这使得映射成为更节省 gas 的智能合约实现方式。

关于映射，还有以下一些特性：

• 映射没有长度。
• 映射也不存在“设置”键或值这一概念。
• 映射只能用于作为存储引用类型的状态变量。

什么是嵌套映射？

嵌套映射是指从一个映射映射到另一个映射。例如，如果我们有用户名和年龄信息，并希望借助一个特殊的 ID 来存储这些信息，使得其他人只能通过该 ID 获取这些信息，这在 Solidity 中被称为双重映射。

下面是一个嵌套映射的示例：

在这个合约中，我们构建了一个嵌套映射，称为 User。在该映射中，我们关联了两个映射：

1. 一个用于记录特定用户 id 的相关信息；
2. 一个用于存储特定用户的姓名和年龄。

下面的代码块是一个简单的 getter 函数，用于返回用户的信息。

如何在 Solidity 中使用映射

以下是在 Solidity 中使用映射的示例。以下代码片段的功能是：

• 从 address 映射到 uint，并确保映射始终返回一个值
• 如果该值从未被设置过，则返回默认值。
• 更新映射地址对应的值
• 将值重置为默认值。
• 创建从 address 到另一个映射的嵌套映射
• 即使嵌套映射未初始化，也能从中获取值

Solidity 映射示例

以下是 Solidity 中映射的三个示例：

1. ERC20 代币余额
2. 使用布尔逻辑
3. 查询 DAO 成员

1. ERC20 用户余额

此代码片段将用户地址映射到其地址对应的 ERC20 余额。

2. Solidity 布尔类型映射示例

此代码片段旨在列出候选人名单，并返回每位候选人获得的票数。此示例在 DAO 中有实际应用场景，成员需要对组织事务进行投票。

3. 是否为成员（DAO）

此示例来自 Dominion DAO 智能合约，其中映射了 raisedProposals、stakeholderVotes、votedOn、contributors 和 stakeholders。

此代码示例列出了两个 Solidity 结构体的字段：ProposalStruct 和 VotedStruct。

Solidity 字符串映射

为了更好地理解，我们在构建映射的过程中尝试添加一些值。在以下示例中，我们将：

• 创建一个合约
• 定义一个结构体
• 声明不同的结构体元素
• 创建一个映射
• 向映射中添加值

Solidity 映射常见问题

以下是关于 Solidity 映射的一些常见问题：

1. Solidity 映射的长度是多少？
2. Solidity 映射的默认值是什么？
3. 如何公开查看 Solidity 映射？

Solidity 映射的长度是多少？

映射没有长度。键的数据本身并不保存在映射中，而是使用其 keccak256 哈希值来存储该键所指向的值。因此不存在单独意义上的“键”和“值”这一概念。

Solidity 映射默认值类型是什么？

以下是 Solidity 映射的默认值类型：

• int/uint - 键类型 = 是；值类型 = 是
• string - 键类型 = 是；值类型 = 是
• byte/bytes - 键类型 = 是；值类型 = 是
• address - 键类型 = 是；值类型 = 是
• struct - 键类型 = 否；值类型 = 是
• mapping - 键类型 = 否；值类型 = 是
• enum - 键类型 = 否；值类型 = 是
• contract - 键类型 = 否；值类型 = 是
• fixed-sized array - 键类型 = 是；值类型 = 是
• dynamic-sized array - 键类型 = 否；值类型 = 是
• multi-dimensional array - 键类型 = 否；值类型 = 是
• variable - 键类型 = 否；值类型 = 否

如何公开查看 Solidity 映射？

由于该属性是 public 的，你可以使用 Solidity 编译器生成的 getter 函数来访问它。