Cairo1.0 入门

了解您需要了解的关于新的和改进的开罗的一切

去年 9 月，StarkWare 发布了两项重大公告，将显着改善网络上的开发人员体验。 

他们是：

1. Cairo 1.0：对 Starknet 的本地编程语言 Cairo 的巨大升级，它承诺为 Starknet 开发人员提供更安全、更简单和更好的编程体验。 
2. Sierra：一个中间表示层，将为开罗程序提供更大的长期稳定性。

许多开发人员在使用旧版本的 Cairo 编写代码时所面临的乏味体验将成为过去，因为 Cairo 1.0 使编写代码变得更加容易和整洁，因为该语言变得类似于 Rust。 

通过对 Cairo 的这一更改，它具有额外的好处，可以让熟悉 Rust 的新开发人员加入 Starknet 生态系统。

这就是为什么随着 Sierra 的引入，Cairo 1.0 让 Starknet 开发者社区非常兴奋，这是有充分理由的。 

在本文中，我们将教您如何编写和编译您的第一个 Cairo 1.0 合约，并探索改进后的所有新功能。现在让我们开始吧！ 

设置开发环境

在我们开始编写代码之前，我们需要设置一个开发环境。不幸的是，您可能熟悉的 Starknet工具，如 Protostar、Nile 或用于开发的官方 Starknet CLI，目前不支持 Cairo 1.0。这意味着我们需要使用替代解决方案……

我们通过克隆和修整官方仓库为 Cairo 1.0创建自定义开发环境解决了这个问题。您将需要克隆此存储库来编写和编译您的 Cairo 1.0 合约。  

我们所有的合同都将进入 src 文件夹。我们已经创建了一个样板合同，我们将在本文的下一部分将其编译为sierra和casm 。

一旦我们克隆了 repo，我们现在可以继续激活我们的 Cairo 1.0 VS 代码扩展以进行语法高亮显示。

去做这个：

1. 安装 Node.js 18 LTS

2.导航到vscode-cairo文件夹

在终端中运行以下命令：

sudo npm install --global @vscode/vsce

npm 安装

vsc包

代码 --install-extension cairo1*.vsix

3.搭建语言服务器：

cargo build --bin cairo-language-server --release

4.打开当前目录下的Vscode

运行这些命令：

npm 安装

npm 运行编译

5.最后，重新加载VScode并按F5 

PS：您应该将这个额外的代码片段添加到VScode 中的settings.json文件中，以确保一切正常运行。

"cairo1.languageServerPath": "/Some/Path/target/release/cairo-language-server",

如果安装成功，请前往src/hello.cairo，您应该已激活语法高亮显示，如上图所示。

编译你的第一个 Cairo 1.0 合约

设置好我们的开发环境后，我们现在可以开始编译我们的 Cairo 1.0 合约了。

我们将使用位于src/hello.cairo中的简单合同 

＃[合同]

mod HelloStarknet {

   结构存储{

       平衡：感觉，

   }

   ＃[外部的]

   fn increase_balance（金额：毛毡）{

       余额::写入（余额::读取（）+金额）；

   }

   ＃[看法]

   fn get_balance() -> 感觉 {

       余额::读取()

   }

}

该合约实现了简单的功能来增加和获取余额变量。#[contract] 表示我们正在编写 Starknet 合同而不是 Cairo 程序。

与我们直接编译为 Cairo 汇编 (casm) 的 0.x 合约不同，使用 Cairo 1.0，编译我们的合约将分两个阶段进行：

1. 开罗 > 塞拉利昂
2. 塞拉利昂 > 卡斯姆

Sierra代表安全中间表示，旨在构成 Cairo 程序及其字节码之间的表示层。Sierra 开启了证明每次 Cairo 运行的可能性，从而允许强大的拒绝服务攻击 (DoS) 保护。

要编译为 Sierra，请运行以下命令：

cargo run --bin starknet-compile -- src/hello.cairo src/hello.sierra --replace-ids

如果编译成功，您应该会在src/hello.sierra中看到 Sierra 输出。

要进一步从 Sierra 编译到 Casm，请运行以下命令：

货物运行 --bin starknet-sierra-compile -- src/hello.sierra src/hello.casm

如果编译成功，您应该会在src/hello.casm中看到 casm 输出。

Starknet Alpha v0.11.0 尚未发布，因此我们无法将编译好的合约部署到测试网或主网。但是，此网络升级预计将在 2023 年 2 月底进行。

您需要了解的关键 Cairo 1.0 功能 

介绍 Cairo 1.0 附带的所有新功能需要不止一篇文章，但我们将在本节中探讨一些关键功能：

新语法

如前所述，Cairo 1.0 带有受 Rust 启发的更清晰、更好的语法。这包括采用类似 Rust 的特性，例如特征及其实现、模式匹配、恐慌等。

语言指令和导入

使用 Cairo 1.0，要开始编写 Starknet 合约，您必须指定宏：

＃[合同]

虽然每个 Cairo 程序都必须实现一个 main 函数，但导入函数也变得更加容易。 

你可以这样做：

使用 starknet::get_caller_address；

或者，您也可以导入整个“包”：

使用星网；

并像这样使用它：

starknet::get_caller_address()

数据类型

Starknet 生态系统的标志是 felt 数据类型，当然，它们不会很快消失！ 

除了 felt 数据类型外，还支持其他整数类型，如 u256、u128、u64、u32 和 u8。

虽然这些 Integer 类型是在幕后使用 felt 实现的，但它们被认为使用起来更安全，并且现在可以支持算术运算而无需自定义库。例如，您现在可以执行以下操作：

让总和 = 1_u128 + 2_u128；

让乘积 = 5_u256 * 10_u256；

这些运算符的使用是溢出保护的，如果检测到溢出会导致恐慌。

还支持类似于 Solidity 的地址的 contractAddress 数据类型，最近才在 Cairo 0.1 中实现。

类型文字

默认情况下，诸如 1、2、3 之类的数字文字是毡。但是，您可以通过附加数据类型为它们指定不同的数据类型，如下所示：

让 num_u256 = 1_u256

Let 关键字来统治他们

在 Cairo 1.0 中，我们最终消除了多个变量声明模式（tempvar、local 等），只接受使用 let 关键字。

这非常有帮助，因为我们终于告别了Revoked references编译器错误。

您现在还可以使用mut关键字创建可变变量。

结构和存储变量

Cairo 1.0 没有使用 @storage_var 装饰器，而是将合约分为三个主要部分：存储结构、合约特征及其实现。

所有存储变量都打包到一个名为Storage的结构中，尽管这可能会发生变化。 

在撰写本文时，它是这样的： 

结构存储{

   名称：毛毡，

   符号: 感觉,

   小数：u8，

   总供应量：u256，

   余额：LegacyMap::<felt, u256>,

   津贴：LegacyMap::<(felt, felt), u256>,

}

并且可以以这种方式读取或写入：

让名字 = 名字::读()

让名字 = 名字::写(_名字)

可以使用 LegacyMap 关键字创建映射，其中映射变量的数据类型插入在<和>之间。您还可以映射元组。

事件

事件允许合约在其执行过程中发出可以在 Starknet 之外使用的信息。 

可以像这样创建一个事件：

＃[事件]

fn Transfer(from_: felt, to: felt, value: u256) {}

随后以这种方式发出：

转账（发件人、收件人、金额）；

功能

Cairo 1.0 中的函数看起来类似于 0.x 版本，省略了隐式参数，并将 func 关键字更改为遵循 Rust 约定的 fn。下面是 Cairo 1.0 中基本函数签名的示例：

fn balance_of（账户：毛毡）-> u256 {

   ...

}

您还会注意到返回变量不再包含变量名称，而只包含它们的数据类型。

退货单

就像 Rust 一样，Cairo 1.0 中的函数可以通过省略结尾的分号来隐式返回值，如下所示：

＃[看法]

fn get_name() -> 感觉 {

   名称::读取()

}

在这种情况下，函数的最终表达式会自动返回，或者通过使用 return 关键字显式返回，如下所示：

＃[看法]

fn get_name() -> 感觉 {

   返回名称::读取();

}

装饰器

装饰器在 Cairo 1.0 中仍然存在，但具有类似于 Rust 宏的新语法。 

你可以像这样声明一个装饰器：

＃[外部的]

＃[看法]

枚举和模式匹配

枚举是一种特殊的数据类型，由您定义的一组固定常量组成。

您可以在 Cairo 1.0 中创建枚举，如下所示：

enum Animals { 山羊：毛毡，狗：毛毡，猫：毛毡 }

Cairo 1.0 还使我们能够使用 match 关键字创建类似于 Rust 的模式匹配。当与枚举相结合时，模式匹配可以让我们根据函数遇到的数据变体来调整函数的行为。

枚举颜色 { 红色：毛毡，绿色：毛毡，蓝色：毛毡 }

func get_favorite_color() -> 颜色 {

   颜色::绿色(0)

}

func main() -> 感觉 {

   让 my_color = get_favorite_color();

   让结果 = 匹配 my_color {

       颜色::红色(_) => {

           1个

       },

       颜色::绿色(_) => {

           2个

       },

       颜色::蓝色(_) => {

           3个

       },

   };

   结果 // 返回 2

}

数组

Cairo 1.0 使数组操作变得更加容易，因为除了一些相关函数（如append、array_at和array_len ）之外，核心库还导出数组类型。一些基本的数组操作包括向现有数组添加新元素、获取元素索引、获取数组长度等。这些可以从ArrayTrait访问。 

fn fib(n: usize) -> (Array::<felt>, felt, usize) {

   让 mut arr = ArrayTrait::new();

   arr.append(1);

   arr.append(1);

   让 mut arr = fib_inner(:n, :arr);

   让 len = arr.len();

   让 last = arr.at(len - 1_usize);

   返回（arr，最后，len）；

}

错误消息和访问控制

您可以在 Cairo 中创建自定义错误，这些错误会在执行失败时输出给用户。这对于实施检查和适当的访问控制机制非常有用。

使用 Cairo 1.0，您可以使用 assert 语句以类似于 Solidity 中的 require 语句的模式轻松地做到这一点：

assert(sender != 0, 'ERC20: transfer from 0');

其中错误信息必须少于 31 个字符。

特征及其实现

Cairo 1.0 引入了特征和实现。将特征视为一种特殊类型的契约接口，因为它们定义了特定类型具有并可以与其他类型共享的功能。它们是使用trait关键字定义的。

特质 IContract{

   fn set_something(num: felt, pair: felt);

   fn get_something(num: felt) -> 感觉；

}

另一方面，实现实现了特定的特征行为。特性中的所有函数都必须在实现中定义。 

它们是使用impl关键字定义的，如下所示：

IContract 的 impl 合同 {

   fn set_something(num: felt, pair: felt) {

       number_pair::write(num, pair)

   }

   fn get_something(num: felt) -> 感觉{

       number_pair::read(num)

   }

}

泛型

Cairo 1.0 与 Rust 类似，也支持泛型，这使您能够编写灵活的代码，并且可以处理多种类型，而不是绑定到特定类型。

通过使用尖括号 <> 将类型参数指定为泛型，如下所示：

fn foo<T>(arg: T) -> T {
    ……
 }

Replace_class 系统

在 Cairo 1.0 和 Starknet v0.11 中，将添加一个新的系统调用，使您能够在不更改合约入口点的情况下交换底层合约实现（类哈希）。想想默认代理！ 

最好的部分是您只需使用一行代码即可完成此操作：

＃[合同]

模组可升级{
	使用 starknet::replace_class；
	
. ……

	＃[外部的]
	fn 可升级（cls_hash：感觉）{
		替换类（cls_hash）；
	}
}

结论

恭喜，您刚刚编写并编译了您的第一个 Cairo 1.0 合约，并了解了 Cairo 1.0 的主要功能！ 

同样，Cairo 1.0 仍在进行中并且发展迅速。每天都会添加新功能，因此请务必查看官方回购和Discord 讨论频道以了解最新信息！

以下是我们认为可以帮助您完成 Cairo 0.10 之旅的一些其他资源：

1. Cairo 1.0 初探：更安全、更强大、更简单的可证明编程语言
2. Cairo 1.0 — 变化、特性、发布日期
3. https://github.com/starkware-libs/cairo/blob/main/docs/reference/src/SUMMARY.adoc
4. https://github.com/argentlabs/starknet-build/tree/main/cairo1.0/examples
5. StarkWare 的 Cairo 1.0

如果您对此有任何疑问，请联系我@0xdarlington，我很乐意帮助您使用 Argent X 在 Starknet 上进行构建。

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英文原文链接：https://www.argent.xyz/blog/getting-started-with-cairo-1.0/