区块链的五大智能合约编程语言

迪鲁宾
2,401 阅读10分钟

每个人都在谈论智能合约、区块链、去中心化的金融和加密货币。然而，如果没有开发人员，这些都不会存在，所以对区块链开发人员的需求继续激增。

许多编程语言允许你编写智能合约。在这篇文章中，我们将探讨可使用的顶级智能合约编程语言。

什么是智能合约？

智能合约是一种计算机程序，可以根据合同条款自动执行行动，没有中间人。例如，如果你想使用智能合约机制购买一块土地，在你付款完成后，你的土地所有权文件将立即发送给你。你不需要信任第三方网站，在付款后转让所有权。

另外，你可以在去中心化交易所（DEX）中看到智能合约的作用，比如PancakeSwap，它允许你将你的代币兑换成另一种代币。如果你有BNB，你可以很容易地把它换成以太坊，而不需要和客户支持部门沟通。

智能合约编程语言允许你编写程序，在区块链上实现智能合约。

那么，你问的顶级智能合约语言是什么？让我们来了解一下。

1.Solidity

Solidity是一种面向对象和静态类型的编程语言，旨在让开发人员创建智能合约。

Solidity是基于现有的编程语言如C++、Python和JavaScript设计的，所以它使用了这些语言中类似的语言结构，很可能是为了让开发者容易采用。

下面是一个使用Solidity的智能合约的例子。

pragma solidity ^0.8.7;

contract MyContract {

    constructor() public{

        value = "My value";
    }

    string public value;

    function get() public view returns (string memory){
        return value;
    }

    function set(string memory _value) public{
        value = _value;
    }
}

如果你是一个JavaScript或C++开发人员，这对你来说会很熟悉。

Solidity作为第一种智能合约编程语言，被市场广泛采用，并被用于构建许多去中心化的应用程序。它是为在以太坊上编写智能合约而开发的，就像Java和Java虚拟机（JVM）一样，Solidity在以太坊虚拟机（EVM）上运行。

用Solidity编程智能合约的优势

  • Solidity有一个庞大的、可访问的社区。由于Solidity是第一种智能合约编程语言，并且只为以太坊网络上的智能合约编程而开发，它已经获得了广泛的社区支持，使新的开发者在遇到困难时很容易得到帮助
  • Solidity是图灵完备的，所以它并不局限于运行少数几种算法--它可以用来计算所有可计算的函数
  • Solidity提供的概念在大多数现代编程语言中都可以使用。它有函数、字符串操作、类、变量、算术运算等。此外，Solidity支持映射数据结构，它作为哈希表，由键类型和键值对组成。
  • 如果你已经知道如何使用Python、C++和JavaScript等流行的编程语言进行编程，Solidity的学习曲线并不陡峭，因为它的大部分语法是从这些语言中借用的。

用solidity编程智能合约的劣势

  • Solidity是一种较新的语言，尽管社区一直在帮助开发库及其工具，但该语言仍有许多工作要做，你必须自己完全实现。

使用Solidity的区块链的例子包括Tendermint、Binance Smart Chain、Ethereum Classic、Tron、Avalanche、CounterParty和Hedera。

2.2.Rust

根据Stack Overflow的调查，Rust连续5年成为最受喜爱的编程语言之一。

Stack Overflow Developer Survey

Rust是一种低级静态类型的编程语言，速度快，内存效率高--在一个可扩展性没有商量余地的行业，Rust作为一种语言，找到了归宿。Rust是一种相对较新的编程语言，具有巨大的力量，同时保留了简单性、内存效率、可靠性和复杂性的结合。

默认情况下，Rust假设了最佳的设计和开发实践，同时也给你一个机会，如果你选择改变它们。Rust没有垃圾收集器，这意味着在运行期间不会有任何意外事件（由语言引起）。

所有这些因素使Rust成为区块链编程的最佳选择。最快的区块链之一Solana是以Rust为核心构建的，这并不令人惊讶。

Rust的编译器有一个彩色编码的输出，还有一个更详细的错误输出，以帮助进行调试。

在许多情况下，Rust通过突出显示相关的代码来显示错误的原因，以及在哪里可以找到它，同时还附有解释。另外，在某些情况下，它还提供了一个错误的修复方法。

下面是一个使用Rust的智能合约的例子。

use borsh::{BorshDeserialize, BorshSerialize};
use near_sdk::{env, near_bindgen};
use near_sdk::collections::UnorderedMap;

#[global_allocator]
static ALLOC: wee_alloc::WeeAlloc = wee_alloc::WeeAlloc::INIT;
pub struct StatusMessage {
    records: UnorderedMap<String, String>,
}
#[near_bindgen]
impl StatusMessage {
    pub fn set_status(&mut self, message: String) {
        let account_id = env::signer_account_id();
        self.records.insert(&account_id, &message);
    }
    pub fn get_status(&self, account_id: String) -> Option<String> {
        return self.records.get(&account_id);
    }
}

Rust包含一些面向对象的功能；你可以创建结构和数据。但与其他面向对象的语言不同，它没有表现出继承性。

使用Rust的智能合约区块链包括Solana、Polkadot和Near Blockchain。你可以在这个GitHub资源库中找到许多用Rust构建的区块链项目。

用Rust编程智能合约的优势

  • 因为Rust是一种低级别的编程语言，是为效率而设计的，所以你可以建立具有高吞吐量的去中心化应用程序
  • Rust的不变性使你可以编写可预测的程序，这正是在区块链上构建的应用程序类型所需要的。

用Rust编程智能合约的劣势

  • Rust是一种新的编程语言，有一些新的概念。可能需要一些时间来适应它的工作，特别是如果你是编程新手的话。
  • 与Python和JavaScript等其他语言相比，几乎所有的库都是有限的。
  • 它很啰嗦。使用Rust，你必须明确说明每一个程序结构，这意味着你会比在JavaScript和Python等语言中写更多的代码。

3.JavaScript

JavaScript是一种通用的编程语言，它在区块链领域找到了一席之地。由于JavaScript是一种入门级语言，大多数区块链倾向于创建一个JavaScript封装器或库，以使开发人员能够轻松跳入生态系统，并尽快开始构建令人惊叹的产品。

Hyperledger Fabric是一个区块链，它允许你用一些编程语言，包括JavaScript（Node.js）构建一个智能合约。

下面是一个智能合约在HyperLedger Fabric中的样子的例子。

'use strict';

const { Contract } = require('fabric-contract-api');
const util = require('util');

/**
 * A program to support updating values in a smart contract
 */
class UpdateSmartContractValue extends Contract

    constructor(){
        super('UpdateSmartContractValue');
    }

    async transactionA(ctx, newValue) {
        let oldValue = await ctx.stub.getState(key);
        await ctx.stub.putState(key, Buffer.from(newValue));
        return Buffer.from(newValue.toString());
    }

    async transactionB(ctx) {
      //  .....
    }

};

module.exports = UpdateSmartContractValue

社区建立了web3.js，这是一个库的集合，允许你使用HTTP、WebSocket或IPC与Ethereum智能合约互动。

Solana基金会还在Solana Rust程序周围构建了JavaScript封装器，允许JavaScript开发人员尽快开始在区块链上构建Dapps。

已经用JavaScript构建了几个工具来帮助区块链的开发，但由于其类型检查较弱，所以不适合区块链的核心。

用JavaScript编程智能合约的优势

  • 它是一种流行和成熟的编程语言，有大量的社区支持
  • 与其他语言相比，你会享受到更快的开发时间，尤其是较新的语言。

用JavaScript编程智能合约的劣势

  • 动态类型：对于像智能合约这样的任务关键型应用，类型安全是一个重要的功能。JavaScript实现了动态类型安全，而大多数开发者更愿意使用静态类型语言来开发建立在区块链上的应用程序。

4.Vyper

Vyper是一种面向合同的类似Python的编程语言，针对Ethereum虚拟机（EVM）。它有特定的合约功能，如监听器的事件通知器、自定义全局变量和全局常量。

Vyper是为了解决Solidity中存在的安全问题而建立的。它的开发是为了补充 Solidity，而不是取代它。

Vyper故意比Solidity的功能少，以使合同更安全，更容易审计，因此，它不支持修改器、继承、内联汇编、函数和运算符重载、递归调用、无限长循环和二进制固定点。

优势

  • 使用Vyper构建安全的智能合约是可能的和自然的，因为它们不容易受到攻击。
  • Vyper的代码是人类可读的。对于Vyper来说，读者的简单性比作者的简单性更重要。
  • Vyper的一个显著特点是能够计算出与特定Vyper函数调用相关的气体消耗的精确上限。

缺点

  • Vyper对纯函数的支持有限，因此任何标记为constant 的东西都不允许改变状态。

如果你见过或处理过Python代码，那么你几乎就能写出Vyper代码。

下面是文档中的一个例子，只是为了给你一个感觉。

class VyperContract:
    """
    An alternative Contract Factory which invokes all methods as `call()`,
    unless you add a keyword argument. The keyword argument assigns the prep method.
    This call
    > contract.withdraw(amount, transact={'from': eth.accounts[1], 'gas': 100000, ...})
    is equivalent to this call in the classic contract:
    > contract.functions.withdraw(amount).transact({'from': eth.accounts[1], 'gas': 100000, ...})
    """

    def __init__(self, classic_contract, method_class=VyperMethod):
        classic_contract._return_data_normalizers += CONCISE_NORMALIZERS
        self._classic_contract = classic_contract
        self.address = self._classic_contract.address
        protected_fn_names = [fn for fn in dir(self) if not fn.endswith('__')]
        for fn_name in self._classic_contract.functions:
            # Override namespace collisions
            if fn_name in protected_fn_names:
                _concise_method = mk_collision_prop(fn_name)
            else:
                _classic_method = getattr(
                    self._classic_contract.functions,
                    fn_name)
                _concise_method = method_class(
                    _classic_method,
                    self._classic_contract._return_data_normalizers
                )
            setattr(self, fn_name, _concise_method)

    @classmethod
    def factory(cls, *args, **kwargs):
        return compose(cls, Contract.factory(*args, **kwargs))

5.Yul

Yul是一种中间编程语言，它被编译成字节码，用于解决不同后端的需求。Solidity编译器有一个实验性的实现，使用Yul作为中间语言。Yul被用于独立模式和Solidity内部的内联汇编。

Yul计划支持EVM和ewasm（Ethereum风味的WebAssembly）。它被设计为这两个平台的一个可用的共同分母。

Yul是高层优化阶段的一个伟大目标，可以使EVM和ewasm平台同样受益。

使用Yul的优点

  • 可读性：用Yul编写的程序是可读的，即使代码是由Solidity的编译器生成。Yul提供高级结构，如循环，函数调用，以及if和switch语句
  • Yul使用起来很简单，这要归功于从Yul代码到字节码的代码转换
  • Yul使用简单而灵活的语言来创建合约，对初学者友好
  • Yul是静态类型的，以避免在数值和引用等概念上的混淆。它有一个默认的类型，总是可以被省略。

下面是一个Yul代码的例子。

object "SmartContract" {
  code {
    // Smart contract constructor
    datacopy(0, dataoffset("Runtime"), datasize("Runtime"))
    return(0, datasize("Runtime"))
  }
  object "Runtime" {
    code {
       // Runtime code
    }
  }
}

大多数基于Ethereum的项目很可能已经使用Yul。

使用Yul的劣势

  • 因为Yul需要被编译成字节码，它需要额外的时间来完成整个编译过程，因此在开发过程中非常耗时

结论

你应该使用上述列表中的哪种编程语言，取决于你想从事的区块链。例如，对于以太坊区块链，Solidity是大多数开发者的首选。

当然，我们期待更多的常规语言支持和更多的区块链语言出现，因为它仍然是一个新兴的空间。

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