Solana 与 Rust 算术入门—从 Solidity 到 Anchor

本文将通过一个简单的 Solana 程序，展示如何用 Anchor 实现类似 Solidity 的算术功能，并深入探讨 Rust 在 Solana 中的基本类型、算术运算及计算单元（Compute Units）。我们将创建一个 arithmetic 程序，模拟以下 Solidity 合约：

contract Arithmetic {
    event Result(uint256);
    event Who(string, address);

    function doSomeMath(uint256 a, uint256 b) public {
        uint256 result = a + b;
        emit Result(result);
    }

    function sayHelloToMe() public {
        emit Who("Hello World", msg.sender);
    }
}

环境配置与项目初始化

设置开发环境

确保以下工具已安装（具体安装命令见上一节）：

• Rust：笔者用的 1.78.0。
• Solana CLI：使用 stable 通道（如 1.18.17）。
• Anchor：推荐课程配套环境 0.29.0。
• Yarn：用于运行测试。

启动本地验证器：

solana-test-validator

创建项目

初始化 Anchor 项目并同步密钥：

anchor init arithmetic
cd arithmetic
solana config set --url localhost

• 验证：运行 anchor test --skip-local-validator，确保环境正常。

实现基本功能

传递参数：整数与字符串

Solana 使用 u64（类似 Solidity 的 uint64）作为标准无符号整数，而非 uint256。修改 lib.rs：

use anchor_lang::prelude::*;

declare_id!("F9h68899K9Mo4cn1gJsXsGZMukYyWmEzZaaomqiFHLXN");

#[program]
pub mod arithmetic {
    use super::*;

    pub fn initialize(ctx: Context<Initialize>, a: u64, b: u64, message: String) -> Result<()> {
        msg!("You said {:?}", message);
        msg!("You sent {} and {}", a, b);
        Ok(())
    }
}

#[derive(Accounts)]
pub struct Initialize {}

复制完代码后，使用 anchor keys sync 命令同步密钥。

更新 tests/arithmetic.ts：

it("Is initialized!", async () => {
    const tx = await program.methods
        .initialize(new anchor.BN(777), new anchor.BN(888), "hello")
        .rpc();
    console.log("Your transaction signature", tx);
});

运行测试：

anchor test --skip-local-validator

• 日志输出：

  Program log: You said "hello"
  Program log: You sent 777 and 888

• 注意：anchor.BN 用于处理大整数，避免 JavaScript 的精度问题。

处理数组

Rust 使用 Vec<T> 表示动态数组，类似 Solidity 的 array。添加新函数：

pub fn array(ctx: Context<Initialize>, arr: Vec<u64>) -> Result<()> {
    msg!("Your array {:?}", arr);
    Ok(())
}

更新测试：

it("Array test", async () => {
    const tx = await program.methods
        .array([new anchor.BN(777), new anchor.BN(888)])
        .rpc();
    console.log("Your transaction signature", tx);
});

运行测试后日志：

Program log: Your array [777, 888]

Solana 中的算术运算

整数运算与溢出保护

Solana 的计算单元（CU）限制为 200,000，算术操作需高效。Rust 默认不检查溢出，但有两种方法防范：

1. 全局溢出检查在 Cargo.toml 中启用：

   [profile.release]
   overflow-checks = true

   • 优点：编译时自动检查溢出。
   • 缺点：增加少量计算成本。

2. 手动检查使用 checked_* 方法：

   let x: u64 = y + z;
   let xSafe: u64 = y.checked_add(z).unwrap();

   • 优点：精确控制，节省 CU。
   • 日志：若溢出，交易失败并显示错误。

指数运算

Rust 使用 .pow() 替代 Solidity 的 **：

let x: u64 = 2;
let y = 3;
let result = x.pow(y);

浮点数运算

Rust 支持浮点数（如 f32、f64），但 Solana 不推荐，因其消耗更多 CU。例如，计算立方根：

pub fn cube_root(ctx: Context<Initialize>, a: f32) -> Result<()> {
    msg!("Cube root of {} is {}", a, a.cbrt());
    Ok(())
}

测试：

it("Cube root test", async () => {
    await program.methods.cube_root(50.0).rpc();
});

• 日志：

  Program log: Cube root of 50 is 3.6840315
  Program consumed 3597 of 200000 compute units

• 对比：普通加法仅耗 ~700 CU，浮点运算成本高 4-5 倍。

故障排查

账户空间不足

若部署失败：

Error: account data too small for instruction

解决：

1. 检查程序大小，输出会显示当前账户的 Data Len（数据长度）：

   solana program show <PROGRAM_ID>

2. 扩展空间：

   solana program extend <PROGRAM_ID> 20000 -u http://127.0.0.1:8899 -k ~/.config/solana/id.json

   • 20000 是要增加的字节数，-u 指定本地集群 URL，-k 指定升级权限密钥（你的账户密钥路径）。

     ---

     【笔记配套代码】 https://github.com/0xE1337/rareskills_evm_to_solana 【参考资料】 https://learnblockchain.cn/column/119 https://www.rareskills.io/solana-tutorial