10_InsertionSort

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10. 控制流	solidity basic wtfacademy if-else/for/while/ternary

WTF Solidity极简入门: 10. 控制流，用Solidity实现插入排序

我最近在重新学 Solidity，巩固一下细节，也写一个“WTF 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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所有代码和教程开源在 github: github.com/AmazingAng/WTF-Solidity

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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：

1. if-else

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

2. for循环

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

3. while循环

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

4. 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);
   }

5. 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 ternary/conditional operator
   function ternaryTest(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]，从小到大依次排列好。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。它的思路很简单，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
    return arr

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

Remix decoded output 出现错误内容

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);
}

运行后的结果：

总结

这一讲，我们介绍了Solidity中控制流，并且用Solidity写了插入排序。看起来很简单，但实际很难。这就是Solidity，坑很多，每个月都有项目因为这些小bug损失几千万甚至上亿美元。掌握好基础，不断练习，才能写出更好的Solidity代码。