以太坊开发实战学习-高级Solidity理论 (五)

接上篇文章，这里继续学习Solidity高级理论。

一、深入函数修饰符

接下来，我们将添加一些辅助方法。我们为您创建了一个名为 zombiehelper.sol 的新文件，并且将 zombiefeeding.sol 导入其中，这让我们的代码更整洁。

我们打算让僵尸在达到一定水平后，获得特殊能力。但是达到这个小目标，我们还需要学一学什么是“函数修饰符”。

带参的函数修饰符

之前我们已经读过一个简单的函数修饰符了：onlyOwner。函数修饰符也可以带参数。例如：

// 存储用户年龄的映射
mapping (uint => uint) public age;

// 限定用户年龄的修饰符
modifier olderThan(uint _age, uint _userId) {
  require(age[_userId] >= _age);
  _;
}

// 必须年满16周岁才允许开车 (至少在美国是这样的).
// 我们可以用如下参数调用`olderThan` 修饰符:
function driveCar(uint _userId) public olderThan(16, _userId) {
  // 其余的程序逻辑
}

看到了吧， olderThan 修饰符可以像函数一样接收参数，是“宿主”函数 driveCar 把参数传递给它的修饰符的。

来，我们自己生产一个修饰符，通过传入的level参数来限制僵尸使用某些特殊功能。

实战演练

• 1、在ZombieHelper 中，创建一个名为 aboveLevel 的modifier，它接收2个参数， _level (uint类型) 以及 _zombieId (uint类型)。
• 2、运用函数逻辑确保僵尸 zombies[_zombieId].level 大于或等于 _level。
• 3、记住，修饰符的最后一行为 _;，表示修饰符调用结束后返回，并执行调用函数余下的部分。

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiefeeding.sol";

contract ZombieHelper is ZombieFeeding {

  // 在这里开始
  modifier aboveLevel(uint _level, uint _zombieId) {
    require(zombies[_zombieId].level >= _level);
    _;
  }

}

函数修饰符应用

现在让我们设计一些使用 aboveLevel 修饰符的函数。

作为游戏，您得有一些措施激励玩家们去升级他们的僵尸：

• 2级以上的僵尸，玩家可给他们改名。
• 20级以上的僵尸，玩家能给他们定制的 DNA。

是实现这些功能的时候了。以下是上一课的示例代码，供参考：

// 存储用户年龄的映射
mapping (uint => uint) public age;

// 限定用户年龄的修饰符
modifier olderThan(uint _age, uint _userId) {
  require (age[_userId] >= _age);
  _;
}

// 必须年满16周岁才允许开车 (至少在美国是这样的).
// 我们可以用如下参数调用`olderThan` 修饰符:
function driveCar(uint _userId) public olderThan(16, _userId) {
  // 其余的程序逻辑
}

实战演练

• 1、创建一个名为 changeName 的函数。它接收2个参数：_zombieId（uint类型）以及 _newName（string类型），可见性为 external。它带有一个 aboveLevel 修饰符，调用的时候通过 _level 参数传入2， 当然，别忘了同时传 _zombieId 参数。
• 2、在这个函数中，首先我们用 require 语句，验证 msg.sender 是否就是 zombieToOwner [_zombieId]。
• 3、然后函数将 zombies[_zombieId] .name 设置为 _newName。
• 4、在 changeName 下创建另一个名为 changeDna 的函数。它的定义和内容几乎和 changeName 相同，不过它第二个参数是 _newDna（uint类型），在修饰符 aboveLevel 的 _level 参数中传递 20 。现在，他可以把僵尸的 dna 设置为 _newDna 了。

zombiehelper.sol

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiefeeding.sol";

contract ZombieHelper is ZombieFeeding {

  modifier aboveLevel(uint _level, uint _zombieId) {
    require(zombies[_zombieId].level >= _level);
    _;
  }

  // 在这里开始
  function changeName(uint _zombieId, string _newName) external aboveLevel(2, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].name = _newName;

  }

  function changeDna(uint _zombieId, uint _newDna) external aboveLevel(20, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].dna = _newDna;

  }

}

二、利用view节省Gas

现在需要添加的一个功能是：我们的 DApp 需要一个方法来查看某玩家的整个僵尸军团 - 我们称之为 getZombiesByOwner。

实现这个功能只需从区块链中读取数据，所以它可以是一个 view 函数。这让我们不得不回顾一下“gas优化”这个重要话题。

“view” 函数不花 “gas”

当玩家从外部调用一个view函数，是不需要支付一分 gas 的。

这是因为 view 函数不会真正改变区块链上的任何数据 - 它们只是读取。因此用 view 标记一个函数，意味着告诉 web3.js，运行这个函数只需要查询你的本地以太坊节点，而不需要在区块链上创建一个事务（事务需要运行在每个节点上，因此花费 gas）。

稍后我们将介绍如何在自己的节点上设置 web3.js。但现在，你关键是要记住，在所能只读的函数上标记上表示“只读”的external view 声明，就能为你的玩家减少在 DApp 中 gas 用量。

注意：如果一个 view 函数在另一个函数的内部被调用，而调用函数与 view 函数的不属于同一个合约，也会产生调用成本。这是因为如果主调函数在以太坊创建了一个事务，它仍然需要逐个节点去验证。所以标记为 view 的函数只有在外部调用时才是免费的。

实战演练

我们来写一个”返回某玩家的整个僵尸军团“的函数。当我们从 web3.js 中调用它，即可显示某一玩家的个人资料页。

这个函数的逻辑有点复杂，我们需要好几个章节来描述它的实现。

• 1、创建一个名为 getZombiesByOwner 的新函数。它有一个名为 _owner 的 address 类型的参数。
• 2、将其申明为 external view 函数，这样当玩家从 web3.js 中调用它时，不需要花费任何 gas。
• 3、函数需要返回一个uint []（uint数组）。

先这么声明着，我们将在下一章中填充函数体。
zombiehelper.sol

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiefeeding.sol";

contract ZombieHelper is ZombieFeeding {

  modifier aboveLevel(uint _level, uint _zombieId) {
    require(zombies[_zombieId].level >= _level);
    _;
  }

  function changeName(uint _zombieId, string _newName) external aboveLevel(2, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].name = _newName;
  }

  function changeDna(uint _zombieId, uint _newDna) external aboveLevel(20, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].dna = _newDna;
  }

  // 在这里创建你的函数
  function getZombiesByOwner (address _owner) external view returns (uint []) {

  }

}

三、存储非常昂贵

Solidity 使用 storage(存储)是相当昂贵的，”写入“操作尤其贵。

这是因为，无论是写入还是更改一段数据， 这都将永久性地写入区块链。”永久性“啊！需要在全球数千个节点的硬盘上存入这些数据，随着区块链的增长，拷贝份数更多，存储量也就越大。这是需要成本的！

为了降低成本，不到万不得已，避免将数据写入存储。这也会导致效率低下的编程逻辑 - 比如每次调用一个函数，都需要在 memory(内存) 中重建一个数组，而不是简单地将上次计算的数组给存储下来以便快速查找。

在大多数编程语言中，遍历大数据集合都是昂贵的。但是在 Solidity 中，使用一个标记了external view的函数，遍历比 storage 要便宜太多，因为 view 函数不会产生任何花销。 （gas可是真金白银啊！）。

我们将在下一章讨论 for 循环，现在我们来看一下看如何如何在内存中声明数组。

在内存中声明数组

在数组后面加上 memory 关键字， 表明这个数组是仅仅在内存中创建，不需要写入外部存储，并且在函数调用结束时它就解散了。与在程序结束时把数据保存进 storage 的做法相比，内存运算可以大大节省gas开销 -- 把这数组放在view里用，完全不用花钱。

以下是申明一个内存数组的例子：

function getArray() external pure returns(uint[]) {
  // 初始化一个长度为3的内存数组
  uint[] memory values = new uint[](3);
  // 赋值
  values.push(1);
  values.push(2);
  values.push(3);
  // 返回数组
  return values;
}

这个小例子展示了一些语法规则，下一章中，我们将通过一个实际用例，展示它和 for 循环结合的做法。

注意：内存数组 必须 用长度参数（在本例中为3）创建。目前不支持 array.push()之类的方法调整数组大小，在未来的版本可能会支持长度修改。

实战演练

我们要要创建一个名为 getZombiesByOwner 的函数，它以uint []数组的形式返回某一用户所拥有的所有僵尸。

• 1、声明一个名为result的uint [] memory （内存变量数组）
• 2、将其设置为一个新的 uint 类型数组。数组的长度为该 _owner 所拥有的僵尸数量，这可通过调用 ownerZombieCount [_ owner] 来获取。
• 3、函数结束，返回 result 。目前它只是个空数列，我们到下一章去实现它。

zombiehelper.sol

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiefeeding.sol";

contract ZombieHelper is ZombieFeeding {

  modifier aboveLevel(uint _level, uint _zombieId) {
    require(zombies[_zombieId].level >= _level);
    _;
  }

  function changeName(uint _zombieId, string _newName) external aboveLevel(2, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].name = _newName;
  }

  function changeDna(uint _zombieId, uint _newDna) external aboveLevel(20, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].dna = _newDna;
  }

  function getZombiesByOwner(address _owner) external view returns(uint[]) {
    // 在这里开始
    uint[] memory result = new uint[](ownerZombieCount[_ owner]);

    return result;
  }

}

四、For循环

在之前的博文中，我们提到过，函数中使用的数组是运行时在内存中通过 for 循环实时构建，而不是预先建立在存储中的。

为什么要这样做呢？

为了实现 getZombiesByOwner 函数，一种“无脑式”的解决方案是在 ZombieFactory 中存入”主人“和”僵尸军团“的映射。

mapping (address => uint[]) public ownerToZombies

然后我们每次创建新僵尸时，执行 ownerToZombies[owner].push（zombieId） 将其添加到主人的僵尸数组中。而 getZombiesByOwner 函数也非常简单：

function getZombiesByOwner(address _owner) external view returns (uint[]) {
  return ownerToZombies[_owner];
}

这个做法有问题

做法倒是简单。可是如果我们需要一个函数来把一头僵尸转移到另一个主人名下（我们一定会在后面的课程中实现的），又会发生什么？

这个“换主”函数要做到：

• 1.将僵尸push到新主人的 ownerToZombies 数组中，
• 2.从旧主的 ownerToZombies 数组中移除僵尸，
• 3.将旧主僵尸数组中“换主僵尸”之后的的每头僵尸都往前挪一位，把挪走“换主僵尸”后留下的“空槽”填上，
• 4.将数组长度减1。

但是第三步实在是太贵了！因为每挪动一头僵尸，我们都要执行一次写操作。如果一个主人有20头僵尸，而第一头被挪走了，那为了保持数组的顺序，我们得做19个写操作。

由于写入存储是 Solidity 中最费 gas 的操作之一，使得换主函数的每次调用都非常昂贵。更糟糕的是，每次调用的时候花费的 gas 都不同！具体还取决于用户在原主军团中的僵尸头数，以及移走的僵尸所在的位置。以至于用户都不知道应该支付多少 gas。

注意：当然，我们也可以把数组中最后一个僵尸往前挪来填补空槽，并将数组长度减少一。但这样每做一笔交易，都会改变僵尸军团的秩序。

由于从外部调用一个 view 函数是免费的，我们也可以在 getZombiesByOwner 函数中用一个for循环遍历整个僵尸数组，把属于某个主人的僵尸挑出来构建出僵尸数组。那么我们的 transfer 函数将会便宜得多，因为我们不需要挪动存储里的僵尸数组重新排序，总体上这个方法会更便宜，虽然有点反直觉。

使用for循环

for循环的语法在 Solidity 和 JavaScript 中类似。

来看一个创建偶数数组的例子：

function getEvens() pure external returns(uint[]) {
  uint[] memory evens = new uint[](5);
  // 在新数组中记录序列号
  uint counter = 0;
  // 在循环从1迭代到10：
  for (uint i = 1; i <= 10; i++) {
    // 如果 `i` 是偶数...
    if (i % 2 == 0) {
      // 把它加入偶数数组
      evens[counter] = i;
      //索引加一， 指向下一个空的‘even’
      counter++;
    }
  }
  return evens;
}

这个函数将返回一个形为 [2,4,6,8,10] 的数组。

实战演练

我们回到 getZombiesByOwner 函数， 通过一条 for 循环来遍历 DApp 中所有的僵尸， 将给定的‘用户id'与每头僵尸的‘主人’进行比较，并在函数返回之前将它们推送到我们的result 数组中。

• 1.声明一个变量 counter，属性为 uint，设其值为 0 。我们用这个变量作为 result 数组的索引。
• 2.声明一个 for 循环， 从 uint i = 0 到 i <zombies.length。它将遍历数组中的每一头僵尸。
• 3.在每一轮 for 循环中，用一个 if 语句来检查 zombieToOwner [i] 是否等于 _owner。这会比较两个地址是否匹配。
• 4.在 if 语句中：
• 通过将 result [counter] 设置为 i，将僵尸ID添加到 result 数组中。
• 将counter加1（参见上面的for循环示例）。

就是这样 - 这个函数能返回 _owner 所拥有的僵尸数组，不花一分钱 gas。

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiefeeding.sol";

contract ZombieHelper is ZombieFeeding {

  modifier aboveLevel(uint _level, uint _zombieId) {
    require(zombies[_zombieId].level >= _level);
    _;
  }

  function changeName(uint _zombieId, string _newName) external aboveLevel(2, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].name = _newName;
  }

  function changeDna(uint _zombieId, uint _newDna) external aboveLevel(20, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].dna = _newDna;
  }

  function getZombiesByOwner(address _owner) external view returns(uint[]) {
    uint[] memory result = new uint[](ownerZombieCount[_owner]);
    
    // 在这里开始
    uint counter = 0;
    for(uint i = 0; i < zombies.length; i++) {
      if(zombieToOwner[i] == _owner)
      {
        result[counter] = i;
        counter ++;


      }

    }

    return result;
  }

}

五、可支付

截至目前，我们只接触到很少的 函数修饰符。 要记住所有的东西很难，所以我们来个概览：

• 1、我们有决定函数何时和被谁调用的可见性修饰符: private 意味着它只能被合约内部调用； internal 就像 private 但是也能被继承的合约调用； external 只能从合约外部调用；最后 public 可以在任何地方调用，不管是内部还是外部。
• 2、我们也有状态修饰符， 告诉我们函数如何和区块链交互: view 告诉我们运行这个函数不会更改和保存任何数据； pure 告诉我们这个函数不但不会往区块链写数据，它甚至不从区块链读取数据。这两种在被从合约外部调用的时候都不花费任何gas（但是它们在被内部其他函数调用的时候将会耗费gas）。
• 3、然后我们有了自定义的 modifiers，例如在第三课学习的: onlyOwner 和 aboveLevel。 对于这些修饰符我们可以自定义其对函数的约束逻辑。

这些修饰符可以同时作用于一个函数定义上：

function test() external view onlyOwner anotherModifier { /* ... */ }

在这一章，我们来学习一个新的修饰符 payable.

payable修饰符

payable 方法是让 Solidity 和以太坊变得如此酷的一部分 —— 它们是一种可以接收以太的特殊函数。

先放一下。当你在调用一个普通网站服务器上的API函数的时候，你无法用你的函数传送美元——你也不能传送比特币。

但是在以太坊中， 因为钱 (以太), 数据 (事务负载)， 以及合约代码本身都存在于以太坊。你可以在同时调用函数 并付钱给另外一个合约。

这就允许出现很多有趣的逻辑， 比如向一个合约要求支付一定的钱来运行一个函数。

示例

contract OnlineStore {
  function buySomething() external payable {
    // 检查以确定0.001以太发送出去来运行函数:
    require(msg.value == 0.001 ether);
    // 如果为真，一些用来向函数调用者发送数字内容的逻辑
    transferThing(msg.sender);
  }
}

在这里，msg.value 是一种可以查看向合约发送了多少以太的方法，另外 ether 是一个內建单元。

这里发生的事是，一些人会从 web3.js 调用这个函数 (从DApp的前端)， 像这样 :

// 假设 `OnlineStore` 在以太坊上指向你的合约:
OnlineStore.buySomething().send(from: web3.eth.defaultAccount, value: web3.utils.toWei(0.001))

注意这个 value 字段， JavaScript 调用来指定发送多少(0.001)以太。如果把事务想象成一个信封，你发送到函数的参数就是信的内容。 添加一个 value 很像在信封里面放钱 —— 信件内容和钱同时发送给了接收者。

注意： 如果一个函数没标记为payable， 而你尝试利用上面的方法发送以太，函数将拒绝你的事务。

实战演练

我们来在僵尸游戏里面创建一个payable 函数。

假定在我们的游戏中，玩家可以通过支付ETH来升级他们的僵尸。ETH将存储在你拥有的合约中 —— 一个简单明了的例子，向你展示你可以通过自己的游戏赚钱。

• 1、定义一个 uint ，命名为 levelUpFee, 将值设定为 0.001 ether。
• 2、定义一个名为 levelUp 的函数。 它将接收一个 uint 参数 _zombieId。 函数应该修饰为 external 以及 payable。
• 3、这个函数首先应该 require 确保 msg.value 等于 levelUpFee。

然后它应该增加僵尸的 level: zombies[_zombieId].level++。

zombiehelper.sol

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiefeeding.sol";

contract ZombieHelper is ZombieFeeding {

  // 1. 在这里定义 levelUpFee
  uint levelUpFee = 0.001 ether;

  modifier aboveLevel(uint _level, uint _zombieId) {
    require(zombies[_zombieId].level >= _level);
    _;
  }

  // 2. 在这里插入 levelUp 函数 
  function levelUp(uint _zombieId) external payable {
    // 检查以确定0.001以太发送出去来运行函数:
    require(msg.value == levelUpFee);

    zombies[_zombieId].level++;
  }

  function changeName(uint _zombieId, string _newName) external aboveLevel(2, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].name = _newName;
  }

  function changeDna(uint _zombieId, uint _newDna) external aboveLevel(20, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].dna = _newDna;
  }

  function getZombiesByOwner(address _owner) external view returns(uint[]) {
    uint[] memory result = new uint[](ownerZombieCount[_owner]);
    uint counter = 0;
    for (uint i = 0; i < zombies.length; i++) {
      if (zombieToOwner[i] == _owner) {
        result[counter] = i;
        counter++;
      }
    }
    return result;
  }

}

六、提现

在上一节，我们学习了如何向合约发送以太，那么在发送之后会发生什么呢？

在你发送以太之后，它将被存储进以合约的以太坊账户中， 并冻结在哪里 —— 除非你添加一个函数来从合约中把以太提现。

你可以写一个函数来从合约中提现以太，类似这样：

contract GetPaid is Ownable {
  function withdraw() external onlyOwner {
    owner.transfer(this.balance);
  }
}

注意我们使用 Ownable 合约中的 owner 和 onlyOwner，假定它已经被引入了。

你可以通过 transfer 函数向一个地址发送以太， 然后 this.balance 将返回当前合约存储了多少以太。 所以如果100个用户每人向我们支付1以太， this.balance 将是100以太。

你可以通过 transfer 向任何以太坊地址付钱。 比如，你可以有一个函数在 msg.sender 超额付款的时候给他们退钱：

uint itemFee = 0.001 ether;
msg.sender.transfer(msg.value - itemFee);

或者在一个有卖家和卖家的合约中， 你可以把卖家的地址存储起来， 当有人买了它的东西的时候，把买家支付的钱发送给它 seller.transfer(msg.value)。

有很多例子来展示什么让以太坊编程如此之酷 —— 你可以拥有一个不被任何人控制的去中心化市场。

实战演练

• 1、在我们的合约里创建一个 withdraw 函数，它应该几乎和上面的GetPaid一样。
• 2、以太的价格在过去几年内翻了十几倍，在我们写这个教程的时候 0.01 以太相当于1美元，如果它再翻十倍 0.001 以太将是10美元，那我们的游戏就太贵了。
• 所以我们应该再创建一个函数，允许我们以合约拥有者的身份来设置 levelUpFee。

a. 创建一个函数，名为 setLevelUpFee， 其接收一个参数 uint _fee，是 external 并使用修饰符 onlyOwner。

b. 这个函数应该设置 levelUpFee 等于 _fee。

zombiehelper.sol

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiefeeding.sol";

contract ZombieHelper is ZombieFeeding {

  uint levelUpFee = 0.001 ether;

  modifier aboveLevel(uint _level, uint _zombieId) {
    require(zombies[_zombieId].level >= _level);
    _;
  }

  // 1. 在这里创建 withdraw 函数
  function withdraw() external onlyOwner {
    owner.transfer(this.balance);
  }

  // 2. 在这里创建 setLevelUpFee 函数 
  function setLevelUpFee(uint _fee) external onlyOwner {
    levelUpFee = _fee;
  }
 
  function levelUp(uint _zombieId) external payable {
    require(msg.value == levelUpFee);
    zombies[_zombieId].level++;
  }

  function changeName(uint _zombieId, string _newName) external aboveLevel(2, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].name = _newName;
  }

  function changeDna(uint _zombieId, uint _newDna) external aboveLevel(20, _zombieId) {
    require(msg.sender == zombieToOwner[_zombieId]);
    zombies[_zombieId].dna = _newDna;
  }

  function getZombiesByOwner(address _owner) external view returns(uint[]) {
    uint[] memory result = new uint[](ownerZombieCount[_owner]);
    uint counter = 0;
    for (uint i = 0; i < zombies.length; i++) {
      if (zombieToOwner[i] == _owner) {
        result[counter] = i;
        counter++;
      }
    }
    return result;
  }

}

七、综合应用

我们新建一个攻击功能合约，并将代码放进新的文件中，引入上一个合约。

再来新建一个合约吧。熟能生巧。

如果你不记得怎么做了, 查看一下 zombiehelper.sol — 不过最好先试着做一下，检查一下你掌握的情况。

• 1、在文件开头定义 Solidity 的版本 ^0.4.19.
• 2、import 自 zombiehelper.sol .
• 3、声明一个新的 contract，命名为 ZombieBattle， 继承自ZombieHelper。函数体就先空着吧。

zombiebattle.sol

pragma solidity ^0.4.19;
import "./zombiehelper.sol";

contract ZombieBattle is ZombieHelper {
  
}

八、随机数

优秀的游戏都需要一些随机元素，那么我们在 Solidity 里如何生成随机数呢？

真正的答案是你不能，或者最起码，你无法安全地做到这一点。

我们来看看为什么

用 keccak256 来制造随机数
Solidity 中最好的随机数生成器是 keccak256 哈希函数.

我们可以这样来生成一些随机数

// 生成一个0到100的随机数:
uint randNonce = 0;
uint random = uint(keccak256(now, msg.sender, randNonce)) % 100;
randNonce++;
uint random2 = uint(keccak256(now, msg.sender, randNonce)) % 100;

这个方法首先拿到 now 的时间戳、 msg.sender、 以及一个自增数 nonce （一个仅会被使用一次的数，这样我们就不会对相同的输入值调用一次以上哈希函数了）。

然后利用 keccak 把输入的值转变为一个哈希值, 再将哈希值转换为 uint, 然后利用 % 100 来取最后两位, 就生成了一个0到100之间随机数了。

这个方法很容易被不诚实的节点攻击
在以太坊上, 当你在和一个合约上调用函数的时候, 你会把它广播给一个节点或者在网络上的 transaction 节点们。 网络上的节点将收集很多事务, 试着成为第一个解决计算密集型数学问题的人，作为“工作证明”，然后将“工作证明”(Proof of Work, PoW)和事务一起作为一个 block 发布在网络上。

一旦一个节点解决了一个PoW, 其他节点就会停止尝试解决这个 PoW, 并验证其他节点的事务列表是有效的，然后接受这个节点转而尝试解决下一个节点。

这就让我们的随机数函数变得可利用了

我们假设我们有一个硬币翻转合约——正面你赢双倍钱，反面你输掉所有的钱。假如它使用上面的方法来决定是正面还是反面 (random >= 50 算正面, random < 50 算反面)。

如果我正运行一个节点，我可以 只对我自己的节点 发布一个事务，且不分享它。 我可以运行硬币翻转方法来偷窥我的输赢 — 如果我输了，我就不把这个事务包含进我要解决的下一个区块中去。我可以一直运行这个方法，直到我赢得了硬币翻转并解决了下一个区块，然后获利。

所以我们该如何在以太坊上安全地生成随机数呢 ？

因为区块链的全部内容对所有参与者来说是透明的， 这就让这个问题变得很难，它的解决方法不在本课程讨论范围，你可以阅读 这个 StackOverflow 上的讨论 来获得一些主意。 一个方法是利用 oracle 来访问以太坊区块链之外的随机数函数。

当然， 因为网络上成千上万的以太坊节点都在竞争解决下一个区块，我能成功解决下一个区块的几率非常之低。 这将花费我们巨大的计算资源来开发这个获利方法 — 但是如果奖励异常地高(比如我可以在硬币翻转函数中赢得 1个亿)， 那就很值得去攻击了。

所以尽管这个方法在以太坊上不安全，在实际中，除非我们的随机函数有一大笔钱在上面，你游戏的用户一般是没有足够的资源去攻击的。

因为在这个教程中，我们只是在编写一个简单的游戏来做演示，也没有真正的钱在里面，所以我们决定接受这个不足之处，使用这个简单的随机数生成函数。但是要谨记它是不安全的。

实战演练

我们来实现一个随机数生成函数，好来计算战斗的结果。虽然这个函数一点儿也不安全。

• 1、给我们合约一个名为 randNonce 的 uint，将其值设置为 0。
• 2、建立一个函数，命名为 randMod (random-modulus)。它将作为internal 函数，传入一个名为 _modulus的 uint，并 returns 一个 uint。
• 3、这个函数首先将为 randNonce加一， (使用 randNonce++ 语句)。
• 4、最后，它应该 (在一行代码中) 计算 now, msg.sender, 以及 randNonce 的 keccak256 哈希值并转换为 uint—— 最后 return % _modulus 的值。 （天! 听起来太拗口了。如果你有点理解不过来，看一下我们上面计算随机数的例子，它们的逻辑非常相似）

zombiehelper.sol

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiehelper.sol";

contract ZombieBattle is ZombieHelper {
  // 在这里开始
  uint randNonce = 0;

  function randMod(uint _modulus) internal returns (uint) {

    randNonce ++;
    return uint(keccak256(now, msg.sender, randNonce)) % _modulus;

  }
}

九、游戏对战

我们的合约已经有了一些随机性的来源，可以用进我们的僵尸战斗中去计算结果。

我们的僵尸战斗看起来将是这个流程：

• 你选择一个自己的僵尸，然后选择一个对手的僵尸去攻击。
• 如果你是攻击方，你将有70%的几率获胜，防守方将有30%的几率获胜。
• 所有的僵尸（攻守双方）都将有一个 winCount 和一个 lossCount，这两个值都将根据战斗结果增长。
• 若攻击方获胜，这个僵尸将升级并产生一个新僵尸。
• 如果攻击方失败，除了失败次数将加一外，什么都不会发生。
• 无论输赢，当前僵尸的冷却时间都将被激活。

这有一大堆的逻辑需要处理，我们将把这些步骤分解到接下来的课程中去。

实战演练

• 1、给我们合约一个 uint 类型的变量，命名为 attackVictoryProbability, 将其值设定为 70。
• 2、创建一个名为 attack的函数。它将传入两个参数: _zombieId (uint 类型) 以及 _targetId (也是 uint)。它将是一个 external 函数。

zombiehelper.sol

pragma solidity ^0.4.19;

import "./zombiehelper.sol";

contract ZombieBattle is ZombieHelper {
  uint randNonce = 0;
  // 在这里创建 attackVictoryProbability
  uint attackVictoryProbability = 70;

  function randMod(uint _modulus) internal returns(uint) {
    randNonce++;
    return uint(keccak256(now, msg.sender, randNonce)) % _modulus;
  }

  // 在这里创建新函数
  function attack(uint _zombieId, uint _targetId) external {
    
  }
}

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