20分钟极速学完Hardhat全部内容

本节课将用最简单的语言、最少的废话来帮助同学们用最短的时间学习hardhat，全网独家！

概述

视频教程： B站：20分钟极速学完Hardhat全部内容

Hardhat中文网：http://hardhat.cn

前言

作者使用的 Nodejs 版本为 v18.16.0

Hardhat是一个用于开发以太坊智能合约和DApp的开发框架和工具套件。提供了一套功能强大的工具，用于编译、部署、测试和调试智能合约，并与以太坊网络进行交互。

通常情况下，我们习惯的开发方式是

  1. 编译合约
  2. 部署合约
  3. 测试合约
  4. 验证合约

Hardhat 提供了一站式的工具来帮助我们完成这些事情

Hardhat 官网: https://hardhat.org/

快速开始

Hardhat 项目依赖于 npm 工程

<span style="color: red">创建 npm 工程</span>

mkdir a1
cd a1
npm init -y

<span style="color: red">引入 hardhat 依赖</span>

npm install --save-dev hardhat

<span style="color: red">初始化 hardhat 工程</span>

npx hardhat

通过键盘上下移动选择Create a JavaScript project

初始化后，以后输入npx hardhat出来的是 hardhat 的帮助信息

合约操作

通常情况下，我们习惯的开发方式是:

  • 编写合约
  • 编译合约
  • 部署合约
  • 测试合约
  • 验证合约

<span style="color: red">编写合约</span>

在 contracts/ 目录下新建 Add.sol

// Hardhat 中文网: http://hardhat.cn
pragma solidity ^0.8.9;

contract Add {
    function add(uint a, uint b) public pure returns(uint) {
        return a+b;
    }
}

<span style="color: red">编译合约</span>

这将会把 contracts/ 目录下的所有合约进行编译，生成文件在 artifacts/ 目录。

npx hardhat compile

注意，为了提升编译速度，Hardhat 有缓存机制。Hardhat会将每个智能合约的编译结果缓存起来，以便在后续的编译过程中重复使用。

这意味着如果您没有对合约进行任何更改，Hardhat将直接从缓存中读取编译结果，而不需要重新编译整个合约。这样可以极大地减少编译时间，特别是在项目中存在多个合约的情况下。

  • 清除编译缓存
npx hardhat clean
  • 强制编译 
    npx hardhat compile --force

<span style="color: red">部署合约</span>

默认情况下 Hardhat 会启动一个内部链进行合约部署，如果你想部署在 Ganache 或者其他网络，请参照官网: https://hardhat.org/进行修改 hardhat.config.js

这件事情分为2个步骤:

    1. 编写 scripts/deploy.js 部署脚本。

这里使用的是 Hardhat 运行时进行编译，当然你也可以使用 ethers.js 或者 web3js

const hre = require("hardhat");

async function main() {
    const add = await hre.ethers.deployContract("Add");
    await add.waitForDeployment();
    console.log( `Add deployed to ${add.target}`);
}

main().catch((error) => {
    console.error(error);
    process.exitCode = 1;
});
    1. 部署 
      npx hardhat run --network localhost scripts/deploy.js

      成功后输出

      Add deployed to 0x5FbDB2315678afecb367f032d93F642f64180aa3

      <span style="color: red">测试合约</span>

Hardhat 开发中常用 Chai 这个断言库进行合约测试，如果你不会用这个库的话不用慌，因为我也不会。可以去Chai官网学习一下https://www.chaijs.com/

这件事情分为2个步骤:

    1. 创建测试文件

创建 tests/Add.js

const { expect } = require("chai");

describe("Add", function () {
  it("should return the sum of two numbers", async function () {
    const Add = await ethers.getContractFactory("Add");
    const add = await Add.deploy();

    const result = await add.add(2, 3);
    expect(result).to.equal(5);
  });
});
    1. 运行测试

事实上 tests/ 这个目录下的所有文件为测试文件，运行下面的命令将会运行目录下所有 js 文件

npx hardhat test

输出

  Add
    ✔ should return the sum of two numbers (2240ms)

  1 passing (2s)

<span style="color: red">合约开源</span>

请注意，下面的代码可能有问题，慎用。

本文使用 Ropsten 测试网络。为什么？作者习惯罢了。

分为2个步骤:

    1. 配置Ropsten网络

在 hardhat.config.js 中添加下列代码: 添加Ropsten网络的配置。配置包括网络ID、RPC URL和帐户私钥。确保您有适当的私钥来签署和发送交易。

module.exports = {
  networks: {
    ropsten: {
      url: "https://ropsten.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID",
      accounts: [PRIVATE_KEY],
    },
  },
};

注意将YOUR_INFURA_PROJECT_ID替换为您自己的Infura项目ID，并将PRIVATE_KEY替换为您的账户私钥。

    1. 开源 
      npx hardhat run --network ropsten scripts/deploy.js

任务与插件

在Hardhat中，任务（task）是一种自定义命令或脚本，可用于执行各种开发任务和操作。

当在终端输入

npx hardhat

输出:

Hardhat version 2.17.0

Usage: hardhat [GLOBAL OPTIONS] &lt;TASK> [TASK OPTIONS]

GLOBAL OPTIONS:
  ...
AVAILABLE TASKS:

  check                 Check whatever you need
  clean                 Clears the cache and deletes all artifacts
  compile               Compiles the entire project, building all artifacts
  console               Opens a hardhat console
  coverage              Generates a code coverage report for tests
  flatten               Flattens and prints contracts and their dependencies. If no file is passed, all the contracts in the project will be flattened.
  gas-reporter:merge
  help                  Prints this message
  node                  Starts a JSON-RPC server on top of Hardhat Network
  run                   Runs a user-defined script after compiling the project
  test                  Runs mocha tests
  typechain             Generate Typechain typings for compiled contracts
  verify                Verifies a contract on Etherscan

To get help for a specific task run: npx hardhat help [task]

AVAILABLE TASKS 栏目下的内容即为任务。

这种东西简单来说就是可以看作为一些自动化的脚本，可以帮我们完成一些繁琐的事情，比如打印当前节点控制的地址列表这些。

比如，我们之前用的npx hardhat test就是运行一个测试任务。

Hardhat内置的常用任务:

  • npx hardhat compile：编译Solidity合约代码。
  • npx hardhat test：运行测试脚本。
  • npx hardhat run [path/to/script.js]：运行一个脚本。
  • npx hardhat clean：清除构建输出和缓存文件。
  • npx hardhat accounts：列出可用的账户信息。
  • npx hardhat node：启动本地开发节点。

<span style="color: red">创建任务</span>

创建自定义任务，其实本质就是往 hardhat.config.js添加一段代码罢了

下面是一个名为 accounts 的任务，作用是打印当前节点所控制的地址列表

task("accounts", "Prints the list of accounts", async (taskArgs, hre) => {
  const accounts = await hre.ethers.getSigners();

  for (const account of accounts) {
    console.log(account.address);
  }
});

解释:

  • 第一个参数是任务名
  • 第二个参数是该任务的描述
  • 第三个参数是一个异步函数，它在运行任务时执行
    • 第一个参数是具有任务参数的对象
    • 第二个参数是Hardhat运行时环境，包含Hardhat及其插件的所有功能。您还可以在任务执行过程中找到注入全局命名空间的所有属性。

      <span style="color: red">运行任务</span>

      如果我们添加了上面的代码到 hardhat.config.js 那么在终端运行 npx hardhat将会输出

      
Hardhat version 2.17.0

Usage: hardhat [GLOBAL OPTIONS] <TASK> [TASK OPTIONS]

GLOBAL OPTIONS: ... AVAILABLE TASKS:

accounts Prints the list of accounts check Check whatever you need clean Clears the cache and deletes all artifacts compile Compiles the entire project, building all artifacts console Opens a hardhat console coverage Generates a code coverage report for tests flatten Flattens and prints contracts and their dependencies. If no file is passed, all the contracts in the project will be flattened. gas-reporter:merge help Prints this message node Starts a JSON-RPC server on top of Hardhat Network run Runs a user-defined script after compiling the project test Runs mocha tests typechain Generate Typechain typings for compiled contracts verify Verifies a contract on Etherscan

To get help for a specific task run: npx hardhat help [task]


可以发现多了一行:
```cmd
  accounts              Prints the list of accounts

这就是我们自定义的命令。事实上运行 npx hardhat 会自动扫描 hardhat.config.js 下的任务并添加到 Hardhat 中

运行任务:

npx hardhat accounts

输出

0xf39Fd6e51aad88F6F4ce6aB8827279cffFb92266
0x70997970C51812dc3A010C7d01b50e0d17dc79C8
0x3C44CdDdB6a900fa2b585dd299e03d12FA4293BC
0x90F79bf6EB2c4f870365E785982E1f101E93b906
0x15d34AAf54267DB7D7c367839AAf71A00a2C6A65
0x9965507D1a55bcC2695C58ba16FB37d819B0A4dc
0x976EA74026E726554dB657fA54763abd0C3a0aa9
0x14dC79964da2C08b23698B3D3cc7Ca32193d9955
0x23618e81E3f5cdF7f54C3d65f7FBc0aBf5B21E8f
0xa0Ee7A142d267C1f36714E4a8F75612F20a79720
0xBcd4042DE499D14e55001CcbB24a551F3b954096
0x71bE63f3384f5fb98995898A86B02Fb2426c5788
0xFABB0ac9d68B0B445fB7357272Ff202C5651694a
0x1CBd3b2770909D4e10f157cABC84C7264073C9Ec
0xdF3e18d64BC6A983f673Ab319CCaE4f1a57C7097
0xcd3B766CCDd6AE721141F452C550Ca635964ce71
0x2546BcD3c84621e976D8185a91A922aE77ECEc30
0xbDA5747bFD65F08deb54cb465eB87D40e51B197E
0xdD2FD4581271e230360230F9337D5c0430Bf44C0
0x8626f6940E2eb28930eFb4CeF49B2d1F2C9C1199

成功打印当前节点所控制的地址列表

控制台

这个东西其实没什么好讲的，不好用，关键时候还得是编写脚本而不是在控制台瞎写。

Hardhat内置了一个交互式JavaScript控制台

npx hardhat console

注意: 编译任务将在打开控制台提示之前被调用，但您可以使用--no编译参数跳过此操作。

控制台的执行环境与任务、脚本和测试的执行环境相同。这意味着配置已经被处理，并且Hardhat运行时环境已经被初始化并注入到全局范围中。

<span style="color: red">执行脚本</span>

const scriptResult = await run("scripts/deploy.js");
console.log(scriptResult);

<span style="color: red">合约交互</span>

const hre = require("hardhat");

async function main() {
    const add = await hre.ethers.deployContract("Add");
    await add.waitForDeployment();
    console.log( `Add deployed to ${add.target}`);
}

main()

运行时

可以将Hardhat运行时视为整个Hardhat框架及其相关依赖的总称

Hardhat运行时包括Hardhat框架本身以及其所依赖的各种模块、库和工具。

简而言之，Hardhat运行时(HRE) = Hardhat

HRE 就是一整个Hardhat工具箱，可以通过 HRE 来实现所有事情，它包含了一切 Hardhat 的依赖

示例scripts/hre.js

// 导入所需的模块
const { ethers, run } = require("hardhat");

// 定义一个异步函数来包装我们的代码逻辑
async function main() {
    // 获取默认的以太坊提供商
    const provider = ethers.provider;

    // 打印当前网络的区块高度
    const blockNumber = await provider.getBlockNumber();
    console.log("当前网络的区块高度：", blockNumber);

    // 部署一个简单的合约
    const MyContract = await ethers.getContractFactory("MyContract");
    const contract = await MyContract.deploy();
    console.log("合约地址：", contract.address);
}

// 执行我们的代码逻辑
main()
.then(() => process.exit(0))
.catch(error => {
    console.error(error);
    process.exit(1);
});

运行

npx hardhat run .\scripts\hre.js

输出

当前网络的区块高度： 0
合约地址： 0x5FbDB2315678afecb367f032d93F642f64180aa3

HRE 作用一目了然。

Fork 网络

本质是创建目标网络的分叉链，注意这不会拉取所有数据，而是要用到什么数据就拉取哪部分数据。

完成这个事情共2步骤

    1. 节点配置

在 hardhat.config.js 配置

networks: {
  hardhat: {
    forking: {
      url: "https://mainnet.infura.io/v3/&lt;key>",
    }
  }
}

默认情况下将从最近的主网区块中分叉。但是我们建议从特定的块号进行分叉（防止出现奇奇怪怪的结果）。

networks: {
  hardhat: {
    forking: {
      url: "https://mainnet.infura.io/v3/&lt;key>",
      blockNumber: 14390000
    }
  }
}

::: tip 或者通过命令行启动节点

npx hardhat node --fork https://goerli.infura.io/v3/&lt;key>

输出

Started HTTP and WebSocket JSON-RPC server at http://127.0.0.1:8545/

Accounts
========

WARNING: These accounts, and their private keys, are publicly known.
Any funds sent to them on Mainnet or any other live network WILL BE LOST.

Account #0: 0xf39Fd6e51aad88F6F4ce6aB8827279cffFb92266 (10000 ETH)
Private Key: 0xac0974bec39a17e36ba4a6b4d238ff944bacb478cbed5efcae784d7bf4f2ff80

Account #1: 0x70997970C51812dc3A010C7d01b50e0d17dc79C8 (10000 ETH)
Private Key: 0x59c6995e998f97a5a0044966f0945389dc9e86dae88c7a8412f4603b6b78690d

Account #2: 0x3C44CdDdB6a900fa2b585dd299e03d12FA4293BC (10000 ETH)
Private Key: 0x5de4111afa1a4b94908f83103eb1f1706367c2e68ca870fc3fb9a804cdab365a

Account #3: 0x90F79bf6EB2c4f870365E785982E1f101E93b906 (10000 ETH)
Private Key: 0x7c852118294e51e653712a81e05800f419141751be58f605c371e15141b007a6

Account #4: 0x15d34AAf54267DB7D7c367839AAf71A00a2C6A65 (10000 ETH)
Private Key: 0x47e179ec197488593b187f80a00eb0da91f1b9d0b13f8733639f19c30a34926a

Account #5: 0x9965507D1a55bcC2695C58ba16FB37d819B0A4dc (10000 ETH)
Private Key: 0x8b3a350cf5c34c9194ca85829a2df0ec3153be0318b5e2d3348e872092edffba

Account #6: 0x976EA74026E726554dB657fA54763abd0C3a0aa9 (10000 ETH)
Private Key: 0x92db14e403b83dfe3df233f83dfa3a0d7096f21ca9b0d6d6b8d88b2b4ec1564e

Account #7: 0x14dC79964da2C08b23698B3D3cc7Ca32193d9955 (10000 ETH)
Private Key: 0x4bbbf85ce3377467afe5d46f804f221813b2bb87f24d81f60f1fcdbf7cbf4356

Account #8: 0x23618e81E3f5cdF7f54C3d65f7FBc0aBf5B21E8f (10000 ETH)
Private Key: 0xdbda1821b80551c9d65939329250298aa3472ba22feea921c0cf5d620ea67b97

Account #9: 0xa0Ee7A142d267C1f36714E4a8F75612F20a79720 (10000 ETH)
Private Key: 0x2a871d0798f97d79848a013d4936a73bf4cc922c825d33c1cf7073dff6d409c6

Account #10: 0xBcd4042DE499D14e55001CcbB24a551F3b954096 (10000 ETH)
Private Key: 0xf214f2b2cd398c806f84e317254e0f0b801d0643303237d97a22a48e01628897

Account #11: 0x71bE63f3384f5fb98995898A86B02Fb2426c5788 (10000 ETH)
Private Key: 0x701b615bbdfb9de65240bc28bd21bbc0d996645a3dd57e7b12bc2bdf6f192c82

Account #12: 0xFABB0ac9d68B0B445fB7357272Ff202C5651694a (10000 ETH)
Private Key: 0xa267530f49f8280200edf313ee7af6b827f2a8bce2897751d06a843f644967b1

Account #13: 0x1CBd3b2770909D4e10f157cABC84C7264073C9Ec (10000 ETH)
Private Key: 0x47c99abed3324a2707c28affff1267e45918ec8c3f20b8aa892e8b065d2942dd

Account #14: 0xdF3e18d64BC6A983f673Ab319CCaE4f1a57C7097 (10000 ETH)
Private Key: 0xc526ee95bf44d8fc405a158bb884d9d1238d99f0612e9f33d006bb0789009aaa

Account #15: 0xcd3B766CCDd6AE721141F452C550Ca635964ce71 (10000 ETH)
Private Key: 0x8166f546bab6da521a8369cab06c5d2b9e46670292d85c875ee9ec20e84ffb61

Account #16: 0x2546BcD3c84621e976D8185a91A922aE77ECEc30 (10000 ETH)
Private Key: 0xea6c44ac03bff858b476bba40716402b03e41b8e97e276d1baec7c37d42484a0

Account #17: 0xbDA5747bFD65F08deb54cb465eB87D40e51B197E (10000 ETH)
Private Key: 0x689af8efa8c651a91ad287602527f3af2fe9f6501a7ac4b061667b5a93e037fd

Account #18: 0xdD2FD4581271e230360230F9337D5c0430Bf44C0 (10000 ETH)
Private Key: 0xde9be858da4a475276426320d5e9262ecfc3ba460bfac56360bfa6c4c28b4ee0

Account #19: 0x8626f6940E2eb28930eFb4CeF49B2d1F2C9C1199 (10000 ETH)
Private Key: 0xdf57089febbacf7ba0bc227dafbffa9fc08a93fdc68e1e42411a14efcf23656e

WARNING: These accounts, and their private keys, are publicly known.
Any funds sent to them on Mainnet or any other live network WILL BE LOST.

:::

    1. 代码应用

<span style="color: red">模拟账户</span>

Hardhat Network 允许您模拟任何地址。即使您无权访问其私钥，这也可以让您从该帐户发送交易。

下面是根据在 hardhat.config.js配置 fork 后的代码示例:

  • 合约部分 
    
pragma solidity ^0.8.9;

contract Fork { address immutable public owner;

constructor() {
    owner = msg.sender;
}

modifier onlyOwner {
    require(msg.sender == owner, "Only the owner can call this function.");
    _;
}

function test(uint a, uint b) public onlyOwner view returns(uint) {
    return a+b;
}

}

作者已在 goerli 部署该合约，地址:  `0x1BC902734C51711301aee8D78a37CdAbF4123c57`

- 脚本部分`scripts/fork.js`
```js
const { ethers } = require("hardhat");

async function transfer() {
    const [sender] = await ethers.getSigners();
    const recipientAddress = "0x05421c943Db220a71531fD76E0267813a15cAB05"; 
    const amount = BigInt("1000000000000000000");
    const tx = await sender.sendTransaction({
        to: recipientAddress,
        value: amount,
    });
    await tx.wait();
    console.log("转账完成！");
}

(async () => {
    // 冒充所有者地址
  await hre.network.provider.request({
    method: "hardhat_impersonateAccount",
    params: ["0x05421c943Db220a71531fD76E0267813a15cAB05"]
  });

  // 让签名者冒充所有者地址
  const ownerSigner = await ethers.getSigner("0x05421c943Db220a71531fD76E0267813a15cAB05");

  // 获取部署的合约实例
  const contractAddress = "0x1BC902734C51711301aee8D78a37CdAbF4123c57";

  // 作者账户余额不足才需要这样，如果你够的话可以不用管这步骤
  await transfer()

  const Fork = await ethers.getContractFactory("Fork");
  const fork = await Fork.attach(contractAddress);

  // 使用所有者签名者连接到已部署的合约
  const connectedContract = fork.connect(ownerSigner);

  // 函数调用
  const result = await connectedContract.test(1, 21111);

  console.log('执行成功！')
})()

  • 执行

    npx hardhat run .\scripts\fork.js --network hardhat

  • 输出

    转账完成！
执行成功！
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