Эффективность хранения и вычислений

неправильная структура хранилищаили вычислительно интенсивные операции могут привести к высокимGasУзкие места в стоимости и производительности。

Пример сценария: частое чтение и запись больших массивов.

Предположим, вы создаете систему голосования, в которой каждое предложение имеет независимый счетчик голосов. Чтобы добиться этого, вы можете сначала рассмотреть возможность использования карты, где ключами являются идентификаторы предложений, а значениями — массив, хранящий адреса всех избирателей, проголосовавших за это предложение.

// неправильная структура хранилища
contract VotingSystem {
    mapping(uint => address[]) public voters;

    function vote(uint proposalId, address voter) public {
        voters[proposalId].push(voter);
    }

    function getVotesCount(uint proposalId) public view returns (uint) {
        return voters[proposalId].length;
    }
}

Проблемы

• 1. Стоимость газа высока: каждый раз, когда кто-то голосует,многим необходимо перераспределить пространство памяти для размещения новых элементов,Это потребляет много газа.
• 2. Узкое место в производительности: чтение и запись большого количества данных станет очень медленным.,Потому что каждая операция чтения или записи должна пройти через все множество.

Решение: оптимизировать структуру хранения.

Предложения по оптимизации Чтобы снизить затраты на газ и повысить производительность, мы можем перепроектировать структуру данных, чтобы использовать сопоставление для отслеживания того, проголосовал ли каждый избиратель за определенное предложение, вместо сохранения массива избирателей.

// Оптимизированная структура хранилища
contract OptimizedVotingSystem {
    mapping(uint => mapping(address => bool)) public hasVoted;

    function vote(uint proposalId, address voter) public {
        require(!hasVoted[proposalId][voter], "Already voted");
        hasVoted[proposalId][voter] = true;
    }

    function getVotesCount(uint proposalId) public view returns (uint) {
        uint count;
        for (address voter = address(1); voter != address(0); voter = address(uint(voter) + 1)) {
            if (hasVoted[proposalId][voter]) {
                count++;
            }
        }
        return count;
    }
}

Инструкция по улучшению

• 1. Сократить расходы на газ: использование карт для отслеживания статуса голосования более эффективно, чем ведение множества,Поскольку сопоставленные операции, такие как вставка и поиск, обычно выполняются быстрее.,Потребляет меньше газа.
• 2. Повышение производительности. Операция сопоставления имеет почти постоянную временную сложность O(1) и не замедляется по мере увеличения объема данных.

На что следует обратить внимание

Хотя использование карты может значительно повысить эффективность, перебор всех адресов для подсчета голосов в функции getVotesCount по-прежнему неэффективен. На практике вы можете ввести дополнительные сопоставления или переменные для отслеживания общего количества голосов по каждому предложению, чтобы избежать полного обхода адресного пространства.

// Дальнейшая оптимизация
contract FurtherOptimizedVotingSystem {
    mapping(uint => mapping(address => bool)) public hasVoted;
    mapping(uint => uint) public votesCount;

    function vote(uint proposalId, address voter) public {
        require(!hasVoted[proposalId][voter], "Already voted");
        hasVoted[proposalId][voter] = true;
        votesCount[proposalId]++;
    }

    function getVotesCount(uint proposalId) public view returns (uint) {
        return votesCount[proposalId];
    }
}

Таким образом, счетчик голосов необходимо обновлять только каждый раз, когда подается голос, что значительно снижает затраты на газ и повышает скорость запросов. При разработке смарт-контрактов разумное проектирование и оптимизация структур хранения имеют решающее значение для снижения затрат и повышения производительности.