存储位置 |
生命周期 |
读写权限 |
读/写成本 |
应用场景 |
|
合约永久状态变量 |
可读可写 |
读/写都昂贵 |
状态变量、长期持久化存储 |
|
函数调用期间有效 |
可读可写 |
便宜（RAM式） |
局部变量、中间临时处理 |
|
函数外部调用参数只读 |
只读 |
极便宜 |
external 函数的参数（特别适合数组） |
二、状态变量（storage）
- 所有
state variable都自动存储在storage中。 - 是 Solidity 最昂贵的存储类型，因为它对应 EVM 中的持久化状态存储（State Trie）。
代码语言：txt
AI代码解释
contract Example { uint[] public values; // 默认在 storage 中 function update() public { values.push(1); // 直接修改 storage } }
- 可以通过
storage引用函数参数或局部变量，但此时是指针引用。
代码语言：txt
AI代码解释
function modify(uint[] storage arr) internal { arr[0] = 42; // 直接修改原始数组 }
三、memory 临时数据区
- 用于函数中的临时变量和参数拷贝。
- 生命周期仅在函数调用期间。
- 在调用时创建，在返回时销毁。
- 写入和读取比
storage更便宜，但数据不会持久。
代码语言：txt
AI代码解释
function copy(uint[] memory data) public pure returns (uint) { data[0] = 123; // 修改的是 memory 中的副本 return data[0]; }
使用 memory 时，变量是“值传递”或“拷贝引用”，不会影响 storage 中原始数据。
四、实验：storage vs memory 修改对比
代码语言：txt
AI代码解释
contract DataTest { uint[] public data; constructor() { data.push(1); data.push(2); data.push(3); } // 修改副本（不改变原始 storage） function updateMemory() public view returns (uint[] memory) { uint[] memory temp = data; temp[0] = 99; return temp; // 原始 data 不变 } // 修改 storage 变量本身 function updateStorage() public { uint[] storage temp = data; temp[0] = 88; } }
Foundry 测试用例
代码语言：txt
AI代码解释
contract StorageTest is Test { DataTest dt; function setUp() public { dt = new DataTest(); } function testUpdateMemoryDoesNotAffectStorage() public { uint[] memory result = dt.updateMemory(); assertEq(result[0], 99); // 复制体被改 assertEq(dt.data(0), 1); // storage 未改 } function testUpdateStorageAffectsState() public { dt.updateStorage(); assertEq(dt.data(0), 88); // 状态变量被改变 } }
五、calldata 外部调用参数（只读）
- 函数参数在
external函数中默认使用calldata。 - 它是最便宜的内存类型。
- 只读，不可修改。aly.sascery.com55
- 通常用于接收大量数组或字符串的函数。
代码语言：txt
AI代码解释
function readOnly(uint[] calldata data) external pure returns (uint) { // 编译失败 data[0] = 10; return data[0]; // 不能修改 data }
当你写 external 函数且带有数组参数时，推荐使用 calldata：
代码语言：txt
AI代码解释
function sum(uint[] calldata nums) external pure returns (uint) { return nums[0] + nums[1]; }
优势：
- 不能修改，更安全
- gas 成本更低（比 memory 少一次复制）
不支持写入或 push/pop：aly.techxar.com66代码语言：txt
AI代码解释
// 编译失败 function fail(uint[] calldata nums) external { nums[0] = 1; // 不能修改 calldata }
六、测试演示（Foundry 示例）
src/DataLocation.sol:
代码语言：txt
AI代码解释
// SPDX-License-Identifier: MIT pragma solidity ^0.8.0; contract DataLocation { uint[] public store; function storeToMemory() public view returns (uint[] memory) { uint[] memory temp = new uint[](store.length); for (uint i = 0; i < store.length; i++) { temp[i] = store[i]; } return temp; } function storeFromCalldata(uint[] calldata input) external { store = input; // 拷贝 calldata 到 storage } function getCalldata(uint[] calldata input) external pure returns (uint) { return input[0]; // 只能读，不能写 } }
test/DataLocation.t.sol:
代码语言：txt
AI代码解释
// SPDX-License-Identifier: MIT pragma solidity ^0.8.0; import "forge-std/Test.sol"; import "../src/DataLocation.sol"; contract DataLocationTest is Test { DataLocation dl; function setUp() public { dl = new DataLocation(); } function testMemoryCopy() public { uint[] memory input; input = new uint[](1); input[0] = 10; dl.storeFromCalldata(input); uint[] memory result = dl.storeToMemory(); assertEq(result[0], 10); } function testGetCalldata() public view { uint[] memory arr; arr = new uint[](1); arr[0] = 42; uint val = dl.getCalldata(arr); assertEq(val, 42); } }
执行结果：
代码语言：bash
AI代码解释
$ ➜ counter git:(main) ✗ forge test --match-path test/DataLocation.t.sol -vvv [⠊] Compiling... [⠒] Compiling 1 files with Solc 0.8.30 [⠑] Solc 0.8.30 finished in 535.07ms Compiler run successful! Ran 2 tests for test/DataLocation.t.sol:DataLocationTest [PASS] testGetCalldata() (gas: 10033) [PASS] testMemoryCopy() (gas: 57458) Suite result: ok. 2 passed; 0 failed; 0 skipped; finished in 4.60ms (2.16ms CPU time) Ran 1 test suite in 182.96ms (4.60ms CPU time): 2 tests passed, 0 failed, 0 skipped (2 total tests)
七、小结对比
特性 |
storage |
memory |
calldata |
生命周期 |
永久存储 |
函数调用期间 |
函数调用期间 |
可修改性 |
是 |
是 |
否 |
gas 成本 |
高 |
中 |
低 |
使用场景 |
状态变量 |
临时变量 |
外部参数传入 |
八、建议实践
- 函数参数能用
calldata就用calldata，尤其是 external 函数，能节省大量 Gas。 - 避免误用 storage 引用，会导致原始状态被意外修改。
- 了解深浅拷贝行为，能避免修改副本却期望原始数据变化的误解。
小练习
- 实现一个函数，接受 calldata 数组，复制到 memory 并排序。
- 编写 storage 引用和 memory 副本操作对比函数，配合 Foundry 测试验证行为。
- 编写一个结构体数组操作合约，理解不同位置之间的行为差异。
