【精品】以太坊DApp开发入门-区块链投票系统视频教程

本视频课程面向初学者。 介绍了什么是区块链，什么是智能合约。 它涵盖了与以太坊开发相关的基本概念。 Gregory（Dapp大学创始人，专注于在以太坊区块链上构建DApp应用。教程。Gregory的以太坊课程在youtube上订阅人数超过5000人，所有课程观看人数超过10万人，深受区块链技术开发者喜爱用户方完整的去中心化应用——区块链投票系统。

课程介绍

本视频课程面向初学者。 介绍了什么是区块链，什么是智能合约。 它涵盖了与以太坊开发相关的基本概念。 Gregory 将教您如何构建一个完整的基于以太坊的去中心化应用程序。 - 区块链投票系统。

通过本课程的学习，您将掌握：

1. 以太坊区块链开发基础知识

2. 开发部署以太坊合约所需的软件环境

3. 使用高级语言（solidity）编写以太坊智能合约

4. 使用NodeJS编译、部署和交互合约

5.使用Truffle框架开发分布式应用

6.使用控制台或网页与合约进行交互

课程内容

什么是区块链？

让我们用一个比喻来理解什么是区块链，它是如何运作的？ 让我们先看看网络应用程序。

当我们与 Web 应用程序交互时，您使用 Web 浏览器连接到我们的应用程序中心服务器。 所有 Web 应用程序都基于中央服务器，所有数据都存储在中央数据库中。 任何时候在应用程序上进行交易，都需要与网络中央服务器进行通信。

如果我们在web应用上进行选举投票，我们在进行选举投票时会遇到以下问题：

1.数据库中的数据可能会被更改：或重复投票：或所有投票数据可能会被删除。

2. Web 服务器上的源代码可能随时更改。

我们不愿意在网络上创建应用程序。 我们更愿意在每个人都可以连接的区块链上创建它，以确保每个人投票一次且不可篡改。 让我们看看它是如何在区块链上实现的。

区块链不是中央服务器和数据库以太坊 app，而是网络和数据库。 区块链是一个点对点的计算机网络，称为节点，共享网络中的所有数据和代码。 所以如果你是一个连接到区块链的设备，你就是网络中的一个节点，你可以和网络中的所有其他计算机节点对话。 您还拥有区块链上所有数据和代码的副本。 区块链上没有中央服务器，只有同一属性下不同设备之间的点对点通信。

区块链取代了集中式数据库。 所有交易都在区块链上，所有包含的记录都称为区块。 所有相连的区块称为区块链，区块链之间创建公共账本，代表区块链中的所有数据。

公共分类账中的所有数据均受加密哈希密码保护，并由共识算法验证。 网络上节点的参与确保了分散在网络中的所有数据副本都是相同的。 这就是我们在区块链上构建投票应用程序的原因，因为我们想确保我们的选票被计算在内并且没有被篡改。

如果我们的投票应用程序是在区块链上实现的呢？

对于新用户，新用户需要一个有钱包地址和ETH的账户。 ETH 是以太坊的加密货币。 一旦连接到区块链网络，投票就会消耗区块链上的一些 ETH。

这些交易费用被称为“gas”。 当投票开始时，网络上帮助完成交易的矿工将获得 ETH 作为交易费用。 我的投票记录将永远被记录下来。

记住一件事：投票是一种交易，交易会消耗ETH，但读取数据是免费的。

什么是智能合约？

智能合约是在以太坊虚拟机 (EVM) 上执行我们的代码的过程。

智能合约的编程语言是 Solidity，有点像 Javascript，但又有一点不同。 Solidity 编程语言可以实现我们所有的业务交易逻辑。

如果公共账本代表网页数据库，那么智能合约就是实现所有业务逻辑交易的地方。

现在让我们快速浏览一下我们构建的 DApp 的结构。

传统的前端应用程序使用 HTML、CSS 和 Javascript。 语言。

代替传统的前端应用程序的是后端服务器，客户端安装并连接到本地以太坊区块链以使用 Solidity 语言编译去中心化选举。 将智能合约部署到本地区块链进行投票。

让我们来看看区块链是如何工作的，以及为什么我们应该用它来取代目前的中心化应用。

我们要创造什么？

我们将构建一个客户端应用程序以太坊 app，与我们在区块链上的智能合约进行对话。 此客户端应用程序将有一个候选人列表，列出每个候选人的 ID、姓名和票数。 它将有一个表格，我们可以在其中为我们想要的候选人投票。 它还显示了我们在“您的帐户”下连接到区块链的帐户。

安装依赖项

在创建 DApp 之前，您首先需要安装依赖项。

节点包管理器 (NPM)

我们需要的第一个依赖项是 Node.js 附带的节点包管理器或 NPM。 您可以通过转到终端并键入以下内容来查看您的节点是否已安装：

$节点-v

松露框架

接下来的依赖是Truffle框架，它允许我们在以太坊区块链上创建分布式应用，提供了一套用solidity编译的智能合约工具，也可以帮助我们测试智能合约。 部署区块链，也为我们开发客户端应用提供了场所。 在命令行中像这样安装 truffle 和 NPM：

$ npm 安装-g 松露

伽纳彻

下一个依赖项是本地内存区块链 Ganache。 您还可以从 Truffle Framework 网站下载并安装 Ganache。 它将提供以太坊外部账户，每个账户有 100 个假 ETH 及其钱包地址。

Metamask 谷歌扩展

我们下一个要安装的依赖项是：Metamask Google Extensions。 Metamask 帮助我们通过个人账户与本地区块链网络进行交互。 在开始之前，请记住安装 Metamask Google 扩展。

语法高亮

下一个依赖是语法高亮，很多编辑器和 IED 没有语法高亮，我建议在 solidity 编程时安装语法高亮。 所以你需要安装这样一个子包。 在本教程中，我使用 Sublime Text。 我已经在“Ethereum”包中下载了这个语法高亮显示。

烟雾测试 - 第 1 步

好了，现在我们所有的依赖都安装好了，让我们开始创建我们的 DApp。

首先，下载 Ganache 并将其打开以确保您的本地区块链正常运行。

Ganache 给了我们 10 个账户，每个账户有 100 个假 ETH。

每个帐户都有一个唯一的地址和一个私钥。 每个帐户地址都将作为我们选举中每个选民的唯一标识符。 现在让我们创建一个 Dapp 项目目录：

$ mkdir 选举

$ cd 选举

现在我们进入了项目，Truffle box 使它变得更快。 在本教程中，我们使用 PET Shop 盒子。 在您的项目目录中，通过命令栏安装宠物店盒子，如下所示：

$松​​露拆箱宠物店

看看宠物店盒子给我们带来了什么：

· 合同目录：这是所有智能联系人所在的地方。 我们已经有一个迁移合约来处理我们向区块链的迁移。

这就是智能合约的用武之地。在区块链上，我们已经有了处理迁移的迁移合约。

迁移目录：这是所有迁移文件所在的位置。 在区块链上更新区块链状态时需要迁移。 就像web开发框架中需要迁移来更新数据状态一样。

· node_modules 目录：这是所有节点依赖项的主目录。

src 目录：这是我们开发客户端应用程序的地方。

测试目录：这是我们为智能合约编写测试的地方。

truffle.js 文件：这是 Truffle 项目的主要配置文件。

让我们在合约目录中创建一个新合约：

$触摸合同/Election.sol

我们首先创建一个“冒烟测试”，以确保我们已正确设置项目并将合约成功部署到区块链。 打开文件并从以下代码开始：

编译指示可靠性 0.4.2；

合同选举{

// 读/写候选

字符串公共候选人；

//构造函数

函数选举（）公共{

candidate = "候选人1";

}

}

现在我们已经为我们的智能合约创建了基础，让我们看看我们是否可以将它部署到区块链上。 因此，我们需要在迁移目录中创建一个新文件。 在您的项目根目录中，通过命令行创建一个新文件，如下所示：

$ touch migrations/2_deploy_contracts.js

请注意，我们用数字对 migrations 目录中的所有文件进行编号，以便 Truffle 知道执行它们的顺序。 让我们为这样一个新的迁移部署创建一个合约：

var 选举 = 人工制品。 require("./Election.sol");

模块。 出口=功能（部署）{

deployer.deploy(选举);

};

首先，我们需要创建合约并将其分配给一个名为“Election”的变量。 接下来，我们将它添加到已部署合约的清单中，以确保它在我们运行迁移时得到部署。 现在让我们像这样从命令行运行迁移

$松​​露迁移：

现在我们已经成功将我们的智能合约迁移到本地以太坊区块链，让我们打开控制台与智能合约进行交互。 您可以像这样从命令栏打开松露控制器：

$松​​露控制台

现在我们在控制台中，让我们看一下我们部署的智能合约的一个实例，看看我们是否可以从合约中读取候选人的姓名。 从控制台运行此代码：

选举。 部署（）。 然后（函数（实例）{应用程序=实例}）

这里选的是我们在迁移文件中创建的变量名。 我们在此示例合约中检索一个 deployed() 函数，将其分配给 promise 的回调函数中的 app 变量。 现在我们可以像这样读取候选变量的值：

应用程序。 候选人（）

// => '候选人 1'

恭喜！ 您刚刚编写了第一个智能合约，将其部署到区块链，并检索了一些数据。

第 2 步：候选人名单。

我们需要一种方法来存储多个候选人，并存储每个候选人的多个属性。 我们想跟踪候选人的身份、姓名和投票数。 以下是我们将如何模拟候选人：

合同选举{

// 为候选人建模

结构候选人{

单位编号；

字符串名称；

uint 投票数；

}

//...

}

我们使用 Solidity Struct 为候选人建模，Solidity 允许我们创建自己的结构类型，就像我们在这里为候选人所做的那样。 我们指定此结构具有无符号整数类型的 ID、字符串类型的名称和无符号整数类型的 voteCount。 简单地声明这个结构实际上不会给我们一个候选人。 我们需要在将其写入存储之前将其实例化并将其分配给变量。

接下来我们需要的是一个存储候选人的地方。 我们需要一个地方来存储我们刚刚创建的一种结构类型。 我们可以使用 Solidity 映射来做到这一点。 Solidity 中的映射类似于关联数组或哈希，它们关联键值对。 我们可以像这样创建这个映射：

合同选举{

// 为候选人建模

结构候选人{

单位编号；

字符串名称；

uint 投票数；

}

// 读/写候选

映射（uint => Candidate）公共候选人；

//...

}

在这种情况下，映射的键是一个无符号整数，值是我们刚刚定义的 Candidate 结构类型。 这基本上为我们提供了每个候选人的基于 id 的查找。 由于这个映射被分配给一个状态变量，每当我们为它分配一个新的键值对时，我们就将数据写入区块链。 接下来，我们将该地图的可见性设置为 public 以获取 getter 函数，就像我们在冒烟测试中对候选名称所做的那样。

接下来，我们通过计数器缓存状态变量跟踪选举中有多少候选人，如下所示：

合同选举{

// 为候选人建模

结构候选人{

单位编号；

字符串名称；

uint 投票数；

}

// 读/写候选

映射（uint => Candidate）公共候选人；

// 存储候选数

uint public candidatesCount;

//...

}

在 Solidity 中，无法确定地图的大小，也无法对其进行迭代。 这是因为地图中任何尚未分配值的键都会返回默认值（在本例中为空候选）。 例如，如果我们在这次选举中只有 2 个候选人，并且我们尝试查找候选人 #99，映射将返回一个空的候选人结构。这种行为使得无法知道有多少候选人存在，所以我们必须使用计数器缓存

接下来，我们创建一个函数，将候选人添加到我们创建的地图中：

合同选举{

//...

函数 addCandidate (string_name) private {

候选人数++；

candidates[candidatesCount] = Candidate(candidatesCount, _name, 0);

}

}

我们已经声明了函数 addCandidate，它接受一个代表候选人姓名的字符串类型的参数。 在函数内部，我们递增候选计数器缓存以指示添加了新候选。 然后我们使用新的候选结构更新地图，使用当前候选计数作为键。 此 Candidate 结构初始化为 0，其中包含当前候选人计数中的候选人 ID、函数参数中的名称以及初始投票计数。 请注意，此函数的可见性是私有的，因为我们只想在合约中调用它。

现在，我们可以通过在构造函数中两次调用“addCandidate”函数来添加两个候选人，如下所示：

合同选举{

//...

函数选举（）公共{

addCandidate("候选人1");

addCandidate("候选人2");

}

//...

}

当我们将合约部署到区块链时将执行此迁移，并且将有两名候选人参加我们的选举。 此时，您的完整合约代码应如下所示：

pragma solidity ^0.4.2;

合同选举{

// 为候选人建模

结构候选人{

单位编号；

字符串名称；

uint 投票数；

}

// 读/写候选人

映射（uint => Candidate）公共候选人；

// 存储候选数

uint public candidatesCount;

函数选举（）公共{

addCandidate("候选人1");

addCandidate("候选人2");

}

函数 addCandidate (string_name) private {

候选人数++；

candidates[candidatesCount] = Candidate(candidatesCount, _name, 0);

}

}

现在让我们像这样迁移我们的合同：

$松​​露迁移--重置

现在尝试在控制台内与候选人互动。

现在让我们编写一些测试来确保我们的智能合约被正确初始化。 首先，让我解释一下为什么测试在开发智能合约时如此重要。

测试

现在让我们写一些测试。 确保首先运行 Ganache。 然后，从项目根目录中的命令行创建一个新的测试文件，如下所示：

$ 触摸测试/election.js

我们将使用 Mocha 测试框架和 Chai 断言库在这个文件中用 Javascript 编写我们所有的测试。 这些与 Truffle 框架捆绑在一起。 我们将用 Javascript 编写所有这些测试，以模拟客户端与我们的智能合约的交互，就像我们在控制台中所做的那样。 这是测试的所有代码：

var 选举 = 人工制品。 require("./Election.sol");

合同（“选举”，功能（账户）{

变种选举实例；

it("用两个候选人初始化", function() {

回归选举。 部署（）。 然后（函数（实例）{

返回实例。 候选人计数（）；

}).then(函数(计数){

断言。 等于（计数，2）；

});

});

it("它用正确的值初始化候选人", function() {

回归选举。 部署（）。 然后（函数（实例）{

选举实例=实例；

返回选举实例。 候选人(1);

}).then(函数(候选人){

assert.equal(candidate[0], 1, "包含正确的 id");

assert.equal(candidate[1], "Candidate 1", "contains the correct name");

assert.equal(candidate[2], 0, "包含正确的票数");

返回选举实例。 候选人(2);

}).then(函数(候选人){

assert.equal(candidate[0], 2, "包含正确的 id");

assert.equal(candidate[1], "Candidate 2", "contains the correct name");

assert.equal(candidate[2], 0, "包含正确的票数");

});

});

});

第一个测试通过检查候选人数是否等于 2 来检查合约是否使用正确的候选人数进行了初始化。

下一次考试将检查每位候选人在选举中的价值，确保每位候选人都拥有正确的身份证件、姓名和票数。

现在让我们像这样从命令行运行测试：

$松​​露测试

看，编译通过了。

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