Solidity极简入门: 10. 控制流，用solidity实现插入排序

0xAA

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April 12th, 2022

我最近在重新学solidity，巩固一下细节，也写一个“Solidity极简入门”，供小白们使用（编程大佬可以另找教程），每周更新1-3讲。

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这一讲，我们将介绍solidity中的控制流，然后讲如何用solidity实现插入排序（InsertionSort），一个看起来简单，但实际上很容易写出bug的程序。

控制流
Solidity的控制流与其他语言类似，主要包含以下几种：

if-else

function ifElseTest(uint256 _number) public pure returns(bool){
    if(_number == 0){
	return(true);
    }else{
	return(false);
    }
}

for循环

function forLoopTest() public pure returns(uint256){
    uint sum = 0;
    for(uint i = 0; i < 10; i++){
	sum += i;
    }
    return(sum);
}

while循环

function whileTest() public pure returns(uint256){
    uint sum = 0;
    uint i = 0;
    while(i < 10){
	sum += i;
	i++;
    }
    return(sum);
}

do-while循环

function doWhileTest() public pure returns(uint256){
    uint sum = 0;
    uint i = 0;
    do{
	sum += i;
	i++;
    }while(i < 10);
    return(sum);
}

三元运算符
三元运算符是solidity中唯一一个接受三个操作数的运算符，规则条件? 条件为真的表达式:条件为假的表达式。此运算符经常用作 if 语句的快捷方式。

// 三元运算符 tenary/conditional operator
function tenaryTest(uint256 x, uint256 y) public pure returns(uint256){
    // return the max of x and y
    return x >= y ? x: y; 
}

另外还有continue（立即进入下一个循环）和break（跳出当前循环）关键字可以使用。

用`solidity`实现插入排序

写在前面：90%以上的人用`solidity`写插入算法都会出错。

插入排序

排序算法解决的问题是将无序的一组数字，例如[2, 5, 3, 1]，从小到大一次排列好。插入排序（InsertionSort）是最简单的一种排序算法，也是很多人学习的第一个算法。它的思路很简答，从前往后，依次将每一个数和排在他前面的数字比大小，如果比前面的数字小，就互换位置。示意图：

`python`代码

我们可以先看一下插入排序的python代码：

# Python program for implementation of Insertion Sort
def insertionSort(arr):
	for i in range(1, len(arr)):
		key = arr[i]
		j = i-1
		while j >=0 and key < arr[j] :
				arr[j+1] = arr[j]
				j -= 1
		arr[j+1] = key

改写成`solidity`后有`BUG`！

一共8行python代码就可以完成插入排序，非常简单。那么我们将它改写成solidity代码，将函数，变量，循环等等都做了相应的转换，只需要9行代码：

    // 插入排序 错误版
    function insertionSortWrong(uint[] memory a) public pure returns(uint[] memory) {
        
        for (uint i = 1;i < a.length;i++){
            uint temp = a[i];
            uint j=i-1;
            while( (j >= 0) && (temp < a[j])){
                a[j+1] = a[j];
                j--;
            }
            a[j+1] = temp;
        }
        return(a);
    }

那我们把改好的放到remix上去跑，输入[2, 5, 3, 1]。BOOM！有bug！改了半天，没找到bug在哪。我又去google搜”solidity insertion sort”，然后发现网上用solidity写的插入算法教程都是错的，比如：Sorting in Solidity without Comparison

正确的solidity插入排序

花了几个小时，在Dapp-Learning社群一个朋友的帮助下，终于找到了bug所在。solidity中最常用的变量类型是uint，也就是正整数，取到负值的话，会报underflow错误。而在插入算法中，变量j有可能会取到-1，引起报错。

这里，我们需要把j加1，让它无法取到负值。正确代码：

    // 插入排序 正确版
    function insertionSort(uint[] memory a) public pure returns(uint[] memory) {
        // note that uint can not take negative value
        for (uint i = 1;i < a.length;i++){
            uint temp = a[i];
            uint j=i;
            while( (j >= 1) && (temp < a[j-1])){
                a[j] = a[j-1];
                j--;
            }
            a[j] = temp;
        }
        return(a);
    }