以太坊编程入门实战，从零开始构建你的第一个DApp
以太坊,作为全球领先的智能合约平台，不仅仅是一种加密货币，更是一个去中心化的、可编程的区块链生态系统，它为开发者提供了构建去中心化应用（Dapps）的强大能力，本文将带你踏上一段以太坊编程入门实战的旅程，从基础概念到实际操作，一步步引导你构建你的第一个简单DApp，让你亲身感受区块链开发的魅力。
初识以太坊：不仅仅是比特币
与比特币主要作为点对点的电子现金系统不同,以太坊的核心是“智能合约”，智能合约是运行在以太坊区块链上的自动执行程序，它们按照预设的规则和条件进行操作，无需第三方干预，这使得开发者可以构建各种复杂的应用，如去中心化金融（DeFi）、非同质化代币（NFT）、去中心化自治组织（DAO）等。
以太坊虚拟机（EVM）是智能合约的运行环境，它确保了所有合约在以太坊网络上的执行是确定性和安全的，Solidity是以太坊最主流的智能合约编程语言，其语法类似于JavaScript，易于上手。
开发环境搭建：你的以太坊编程工坊**
在开始编写智能合约之前,我们需要搭建好开发环境。
- 安装Node.js和npm：Node.js是一个JavaScript运行时环境，npm是Node.js的包管理器，从Node.js官网下载并安装LTS版本即可。
- 安装Truffle Suite：Truffle是以太坊最受欢迎的开发框架之一，它提供了智能合约编译、测试、部署等一系列便捷工具，打开终端，运行：
npm install -g truffle
- 安装Ganache：Ganache是一个个人区块链，它可以让你在本地快速启动一个以太坊网络，用于开发和测试智能合约，你可以从Ganache官网下载桌面版，或者通过npm安装命令行版本。
- 安装MetaMask：MetaMask是一款浏览器插件钱包，它让你可以与以太坊区块链进行交互，包括连接到DApps、管理账户、发送交易等，从MetaMask官网安装浏览器插件，并创建一个钱包。
实战演练：构建一个简单的投票DApp
我们将构建一个简单的投票DApp,包含一个智能合约，用于管理候选人和投票。
步骤1：创建Truffle项目
- 创建一个新的项目文件夹,例如
voting-dapp，并进入该文件夹。 - 初始化Truffle项目：
truffle init
这会创建几个标准目录：
contracts/：存放智能合约代码。migrations/：存放部署脚本。test/：存放测试文件。truffle-config.js：Truffle配置文件。
步骤2：编写智能合约（Voting.sol）
在contracts目录下创建一个新的文件Voting.sol，并编写以下代码：
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;
contract Voting {
// 候选人结构体
struct Candidate {
uint id;
string name;
uint voteCount;
}
// 存储候选人
Candidate[] public candidates;
// 存储投票者地址，防止重复投票
mapping(address => bool) public voters;
// 构造函数，初始化候选人
constructor() {
addCandidate("Candidate 1");
addCandidate("Candidate 2");
addCandidate("Candidate 3");
}
// 添加候选人函数（仅部署者可调用）
function addCandidate(string memory _name) private {
candidates.push(Candidate(candidates.length, _name, 0));
}
// 投票函数
function vote(uint _candidateId) public {
// 确保投票者尚未投票
require(!voters[msg.sender], "Already voted.");
// 确保候选人ID有效
require(_candidateId < candidates.length, "Invalid candidate ID.");
// 记录投票
voters[msg.sender] = true;
candidates[_candidateId].voteCount ;
}
// 获取候选人数量
function getCandidatesCount() public view returns (uint) {
return candidates.length;
}
// 获取候选人信息
function getCandidate(uint _id) public view returns (uint, string memory, uint) {
return (candidates[_id].id, candidates[_id].name, candidates[_id].voteCount);
}
}
代码解析：
SPDX-License-Identifier和pragma solidity是Solidity合约的标准开头。Candidate结构体用于存储候选人的ID、姓名和票数。candidates数组存储所有候选人。voters映射记录哪些地址已经投过票，防止重复投票。constructor是合约的构造函数，在部署时执行，用于初始化候选人。vote函数是核心投票逻辑，它会检查投票资格并更新票数。getCandidatesCount和getCandidate是视图函数，用于查询候选人信息。
步骤3：编译智能合约
在项目根目录的终端中运行：
truffle compile
如果成功,build/contracts目录下会生成Voting.json文件，这是编译后的合约字节码和ABI（应用程序二进制接口）。
步骤4：编写部署脚本（2_deploy_voting.js）
在migrations目录下创建一个新的文件2_deploy_voting.js（数字2表示部署顺序）：
const Voting = artifacts.require("Voting");
module.exports = function(deployer) {
deployer.deploy(Voting);
};
步骤5：连接Ganache并部署合约
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启动Ganache（确保它是运行状态，并记下一个账户地址，例如第一个账户）。
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打开
truffle-config.js文件，配置网络连接到Ganache，默认情况下，Truffle会连接到本地开发网络，端口通常是7545，如果Ganache配置不同，请相应修改：module.exports = { networks: { development: { host: "127.0.0.1", // Localhost (default: none) port: 7545, // Standard Ethereum port (default: none) network_id: "*", // Any network (default: none) }, }, compilers: { solc: { version: "0.8.0", // A version string or the exact version of your compiler settings: { // See the solidity docs for advice about optimization and evmVersion optimizer: { enabled: true, runs: 200 } } } } }; -
部署合约到Ganache：
truffle migrate --network development
如果成功,你会看到合约部署的详细信息，包括合约地址。
步骤6：与智能合约交互（前端简单实现）
为了简单起见,我们使用一个基本的HTML文件和一些JavaScript来与部署的合约交互，在实际项目中，你会使用更复杂的前端框架（如React, Vue）。
-
在项目根目录下创建
src文件夹，并在其中创建index.html：<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <title>Voting DApp</title> <script src="https://cdn.ethers.io/lib/ethers-5.2.umd.min.js" type="application/javascript"></script> </head> <body> <h1>以太坊投票DApp</h1> <div id="candidates"></div> <div id="votingSection"> <h3>投票</h3> <label for="candidateSelect">选择候选人：</label> <select id="candidateSelect"></select> <button id="voteButton">投票</button> </div> <div id="message"></div> <script src="app.js"></script> </body> </html> -
在
src文件夹下创建app.js：let contract; let accounts; const contractAddress = "YOUR_DEPLOYED_CONTRACT_ADDRESS_HERE"; // 替换为你的合约地址 const contractABI = [/* 这里填入Voting.json中的ABI数组 */]; // 为了简便，这里直接从Voting.json复制ABI // 初始化函数 async function init() { if (typeof window.ethereum !== 'undefined') { console.log("MetaMask is installed!"); // 请求账户访问 await window.ethereum.request({ method: 'eth_requestAccounts' }); const provider = new ethers.providers.Web3Provider(window.ethereum);
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