Subdev 讨论 | Substrate 不同环境的写法和代码编译

Parity 科技公司研发的 Substrate 框架，让我们拥有了可以几乎不受限制的快速的开发出一个完整、高性能、安全的区块链项目。

今年6月份，一块链习与 Polkadot 社区大使陈锡亮老师倾力打造了《Substrate快速入门与实战开发》课程。

目前第三期课程已经进行到第四周，同学们平常会在班级群将学习中遇到的难题或不解向老师、助教提问、讨论。

另外，每周六晚 8 点，都会进行《Substrate 快速入门与开发实战》开发课的内容知识拓展——作业点评会，助教们会从解题思路、以及本组学员的作业问题分析每一课的知识点。

现在将第三周班级群日常优质的讨论内容和黎倚杭助教对第 1、2、3 课的作业点评分享给大家。

Q&A

   具体内容如下：

 01 

Q:红领巾@工程师：我有一个问题，每一课示例的代码都是怎么开始跑的呢？

是全部重新git clone下来，重新跑过还是丢进第一课的subs的文件夹再跑呢？

我新建了猫的项目 ，还是拉了一大片东西，而且还报错。

A:陈锡亮@讲师：可以直接丢进第一课的文件夹里跑。

Q:红领巾@工程师：丢进bin里新建一个kitty，比如这样么？

A:陈锡亮@讲师：我指的是建立的项目里面跑，不是Substrate里面。也可以直接clone下来进去跑。

Q:红领巾@工程师：我clone下来，又down了很多其他东西，然后编译又报错。

似乎 kitty胡乱操作一通后，原来前面课的Substrate文件夹里也不能直接跑了。

A:陈锡亮@讲师：先make build-wasm。

A:红领巾@工程师：只有make build命令，

就是build: 

 SKIP_WASM_BUILD= cargo build 

A:黄志光@助教：

WASM_BUILD_TYPE=release cargo build

第一次编译线运行一下这个，编译一下wasm。

make build-wasm

应该也是有的。

 02 

Q:何怡@电商：调用crate的方法，应该直接写成：

System::Module::block_number();

为什么这里前前还要加上尖括号呢？

还有个问题：像这个KittiesCount是一个u32类型的变量，在自定义Module的宏模块，我们用了它的put方法，我猜想是这种u32类型自带的方法。我这里能否用下面的方法来替代它呢？

Self::KittiesCount += 1

A:黎倚杭@助教：看经过这个定义，Self::KittiesCount也是调用了get方法，无法赋值通过Self::KittiesCount当左值使用。

Q:何怡@电商：所以这个是个私有变量，不能直接加对吧，只能通过pub的方法来操作。

polkadot.js.org这个网站提供的这些功能模块，应该怎么理解它的作用？能否帮忙看下我的理解是不是正确的？

A:黎倚杭@助教：嗯嗯，只能通过put操作。

Q:何怡@电商：KittiesCount本身就是一个变量吧，而且声明是pub的，应该是可以直接修改值？

A:黎倚杭@助教：是变量，试试看。

 03 

Q:何怡@电商：polkadot.js.org这个网站提供的这些功能模块，应该怎么理解它的作用？能否帮忙看下我的理解是不是正确的？

A:黎倚杭@助教：javascript是调用Substrate的node js api。chain state是查看存储状态的。exrinsics是执行函数的。

Q:何怡@电商：chain state查看存储状态的意思是，只在定义在自定义存储里边的pub变量才可以看得到，其它地方的函数变量都是看不到的，是吧？

A:黎倚杭@助教：目前看应该是定义在decl_storage里的pub变量。

Q:何怡@电商：“exrinsics是执行函数的”的意思是，可以在extrisics里，手动调用任何定义在decl_module里边的dispatchable 函数，是吗？

A:黎倚杭@助教：runtime的decl_module里面的，还有系统模块的一些函数。

Q:何怡@电商：嗯嗯，就是这里展示一些我们可以调用的函数，我们可以通过这个可视化页面调用它，并在这里看到调用后的结果。这个模块是干这个用的，是吗？

A:黎倚杭@助教：是的。

Q:何怡@电商：「Li Smith：javascript是调用Substrate的node js api」

- - - - - - - - - - - - - - -

我们好像没有下载Node.js在我们的环境里。

这个Node.js是干什么用的呢？我们用的不是Rust编的程吗？怎么又涉及到javascript了呢？

A:黎倚杭@助教：javascript在https://polkadot.js.org中，通过Substrate node sdk访问Substrate网络用的。

 04 

Q:何怡@电商：作业点评的时候，你有提到说是如果代码里边用了std标准库，wasm就不能编译出来吗？这个能解释一下不？

 A:黎倚杭@助教：wasm环境不支持std标准库，所以runtime 用到的所有库都必须支持没有std的编译环境。来源是第二期锡亮老师说的。

A:陈威@区块链从业者：Substrate的功能都分std和nostd, 还有 test,  不同的环境写法统一, 但编译出来的代码不一样。要打印账户, 不同的环境最终执行的代码不一样。

std的环境能打印, nostd 环境什么都不做。

还有这个, 只有单元测试的时候才会编译。不是单元测试则编译出来的二进制里面没有这些逻辑。

std组合test的情况才有。std组合非test则没有。nostd显然更没有了。

runtime 里面加了 #![cfg_attr(not(feature = "std"), no_std)] 

后面想使用rust里面的result, 

nostd:  pub use core::result;

std   :   pub use std::result;

所以为了统一就搞了个项目primitives/std

最后rumtime中最终写法是    use sp-std::result;

Q:陈威@区块链从业者：但是为什么,  runtime 运行的是native的时候, 能使用std的功能,  运行的是wasm的时候不能？不是整个runtime都是nostd的吗？

在native的 runtime运行的时候是能看到打印的, 就是执行的下面代码:

 #[cfg(feature = "std")]

fn fmt(&self, f: &mut sp_std::fmt::Formatter) -> sp_std::fmt::Result {

   let s = self.to_ss58check();

   write!(f, "{} ({}...)", crate::hexdisplay::HexDisplay::from(&self.0), &s[0..8])

}

A:陈锡亮@讲师：Substrate 有两个executor ，wasm 和 native。wasm是no std，native是std。

wasm executor 使用链上的wasm runtime，可以无缝升级，native executor升级需要升级节点。

native executor 和wasm runtime都一个版本，版本兼容的时候可以用native，不然只能用wasm。

Q:陈威@区块链从业者：整个lib.rs 虽然写的是#![cfg_attr(not(feature = "std"), no_std)]

但是下面有改为std的地方.

// Make the WASM binary available.

#[cfg(feature = "std")]

include!(concat!(env!("OUT_DIR"), "/wasm_binary.rs"));

也就是runtime确实不是一律nostd。

 05 

Q:何怡@电商：老师的意思是，这里的default  feature是配置给native用的，平常runtime就是把这个default禁掉，对吗？

A:陈锡亮@讲师：对，native也是测试时候要用到的。

Q:何怡@电商：release的时候用的native，也不支持std是吗？

A:陈锡亮@讲师：native runtime和wasm runtime执行的结果必须一致才能达成共识，所以native runtime不能用std中会影响结果的功能，比如随机数。

A:陈威@区块链从业者：release和debug是另外的维度的东西。跟 std nostd 正交。

Q:何怡@电商：那就是测试的时候支持std是为了方便测试人员使用。把std写成default，就是为了用的时候，不用一个个再编上去，加个 default=true的参数就收放自如了。

 06 

Q:何怡@电商：

老师，在这个 Kitty的struct结构里，什么内容都没有实现，只传入了一个DNA数组参数。

那么，在下面的unwrap().0，获取的是传入参数的值？unwrap截回来是some的类型，unwrap之后是Kitty类型，Kitty.0是它的传入参数值？

A:黎倚杭@助教：Kitty是元组，Kitty.0访问元组第0个元素。

Q:何怡@电商：我听老师的视频里，说是[u8;16]是一个定义数组的格式。但第0个值也不对啊，上下文看起来是整一条DNA的信息都有，而不是DNA的第一个字节。这个地方有点不明白。

A:陈威@区块链从业者：Kitty.0[0]才是第一个字节。

Q:何怡@电商：嗯嗯，那unwrap拿回来的是个啥？

A:黎倚杭@助教：([u8;16])

Q:何怡@电商：只拿回来一个传入参数，是吗？

A:黎倚杭@助教：传入的是[u8;16]数组，返回的是([u8;16])元组格式，多了一层封装。

Q:何怡@电商：嗯嗯，所以最后面只有0位元素，后面都是没有的，因为只有一个传入参数。如果有两种传入参数，比如

 Kitty( a: pub[u8;16], b: u32)

那么，我使用  Kitty.unwrap().0 =a

Kitty.unwrap().1 = b

这样理解对吗？

A:黎倚杭@助教：元组不能命名成员的吧，Kitty( pub[u8;16], u32)   那么，使用下面语句是对了

Kitty.unwrap().0 =a

Kitty.unwrap().1 = b

A:陈威@区块链从业者：struct  Kitty{a: pub[u8;16], b: u32}   这样可以。

 07 

Q:何怡@电商：为什么这个Kitty的struct后面，跟了一个小括号？这是个什么语法？

难道就是助教说的，Kitty结构体内，只有一个没有名字的元组成员。实际上这个结构体应该写成：

struct Kitty{

   pub ([u8;16]);//定义了一个无名元组成员？

}

只是因为只有一行代码，所以连花括号也省去了？

A:黎倚杭@助教：花括号声明结构体，圆括号声明元组。不是省略的问题。

Q:何怡@电商：所以是这个Kitty结构体内是定义了一个元组成员，是吗？

A:黎倚杭@助教：是定义了Kitty的结构就是元组，有一个数组成员。

Q:何怡@电商：这个助教有语法资料推荐吗?我看到的struct都是复合类型，在花括号里写成员，这种没有见过。刚搜索了一下，没有找到资料。

A:黎倚杭@助教：

https://doc.rust-lang.org/stable/rust-by-example/primitives/tuples.html

Q:何怡@电商：那如果我定义 Kitty是一种 map或者string,我可以这样写吗？

struct Kitty map();

struct Kitty String;

A:黎倚杭@助教：不可以，struct只支持声明结构体和元组结构，下面文档只有这两种用法  https://doc.rust-lang.org/book/ch05-01-defining-structs.html?highlight=struct#defining-and-instantiating-structs

 08 

Q:陈威@区块链从业者：

fn transfer(

   source: &AccountId,

   dest: &AccountId,

   value: Self::Balance,

   existence_requirement: ExistenceRequirement,

) -> DispatchResult;

这个新的定义, 让我想到一个问题, 要是买了猫, 然后销户了怎么办？ 

往账户里再打钱, 创建出原来的账户就ok了吧。

A:陈锡亮@讲师：对。

Q:陈威@区块链从业者：请问个问题，我看有些pallet都由decl_storage!生成了一个DefaultInstance和16个Instance。对于pallet-balances来说, DefaultInstance是否就是链上的主币.。

A : 陈锡亮@讲师：一般是的，但你真想拿Instance7当主币也没人能拦着你。

 09 

Q:李示佳@程序员：在Cargo.toml里增加rand依赖，编译不过。

[dependencies]

futures = '0.3.1'

log = '0.4.8'

parking_lot = '0.9.0'

tokio = '0.1.22'

trie-root = '0.15.2'

rand = "0.7.2"

知道了，要clean后重新build。

runtime里面无法用std的？

A:陈锡亮@讲师：嗯wasm runtime 不能用std。

 10 

Q:于超@自由职业：问个字符串和u8的转换问题。我百度的，下面的代码应该可以执行啊，不明白哪里错了？

 let test:u8= "11100100".to_string().parse::<u8>().unwrap();

 println!("test is ={}", test);

A:周洋@助教：什么错误？

Q:于超@自由职业： let test_32:u32= "11100100".to_string().parse::<u32>().unwrap();

 println!("test u32 is ={}", test_32);

 let test_8:u8= "11100100".to_string().parse::<u8>().unwrap();

 println!("test is ={}", test_8);

Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.54s

     Running `target/debug/playground`

thread 'main' panicked at 'called `Result::unwrap()` on an `Err` value: ParseIntError { kind: Overflow }', src/libcore/result.rs:1165:5

note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace.

Standard Outputtest u32 is =11100100

A:周洋@助教："11100100" 按照10进制 parse 的，u8 会越界。

 11 

Q:何怡@电商：

请问为什么这个是有2个冒号呢？这是个什么用法？这个T不是代表泛型吗？为什么可以直接当一个crate来使用？

A:陈锡亮@讲师：T是一个泛型参数，别的地方有限制T: Trait，所以可以使用Trait里面定制的类型。Trait: system::Trait所以可以用里面定义的AccountId。

Q:何怡@电商：

Trait里边只定义了KittyIndex一个类型，没有看见AccountId呢

A:陈威@区块链从业者：trait聚合了system trait的accountid。

Q：何怡@电商：

是这里的原因吗？

A：陈锡亮@讲师：差不多吧，你要看Substrate frame system 里面的代码。

Q: 何怡@电商：Substrate frame system的代码在哪里看？

A: 陈锡亮@讲师：

https://github.com/paritytech/substrate

 12 

Q: 李示佳@程序员：请教一个问题，加入我构建的公链，如何通过Defi，让普通用户用法币或ETH获取公链上的稳定币？或者，将链上的稳定币变现为法币或ETH？公链，是否需要在Defi那里有抵押金，Staking?

假如，类似forkPolkadot，也就有了稳定币，但这个稳定币在其它Defi链上是无法评估价值的，需要两者之间有公认的锚定加密货币（BTC/ETH/USDT ）吗？

A: 陈锡亮@讲师：看具体需求，最简单的就是一个DEX，用户可以用其他货币购买。稳定币的话就要看稳定的机制了，比如MakerDAO的模式，就需要抵押，Acala就是做这个的。

Q: 李示佳@程序员：这个抵押其实就是现实中的银行储备金，对吧？

A: 陈锡亮@讲师：稳定币一般都是锚定某个法币，所以价值还是比较好评估的，最多因为脱锚的风险打个折扣，或者需求太高有溢价。

作业

&
点评   具体内容如下：

第一课的点评

 作业描述：

1. 从新项目启动单节点测试网络

2. 使用 https://polkadot.js.org/apps/ 连接本地测试网络并成功发起一笔转账交易

 作业要求：

项目推送到GitHub

发送交易，交易成功，包含交易的区块详细资料，分别截图

 点评 

第一课作业同学们的完成度都比较高，因作业比较简单，不做一一点评了。比较优秀的作业，有程华峥，林少婷，陈威，宣祎华.何怡与吴绪曼也很努力哦。

第二课的点评

 一.设计加密猫模块 

   1. 数据结构

   2. 存储定义

   3. 可调用函数

   4. 算法伪代码

 二. 需求 

   1. 链上存储加密猫数据

   2. 遍历所有加密猫

   3. 每只猫都有自己的dna，为128bit的数据2

   4. 设计如何生成dna (伪代码算法）

   5. 每个用户可以拥有零到多只猫

   6. 每只猫只有一个主人

   7. 遍历用户拥有的所有猫

第二课作业，二组的完成度比较高，这课的重点在于数据结构的设计。比较优秀的同学，何怡，陈威，宣祎华。

@林少婷

1. 实现了完整的需求。

2. 比较用心学习了workshop的kitty，工程中用到了workshop的学习经验，很赞。

3. 使用了线上随机数生成。

@宣祎华

1. 实现了完整的需求。

2. 在满足需求外新增dna合成方法的设计，很赞。

@吴绪曼

1. 实现了完整的需求。

2. 使用了线上随机数生成的设计。

3. 查找某个用户的猫时，算法时间复杂度为N，有优化空间。

 @何怡

1. 实现了完整的需求。

2. 有使用链表的方式，实现用户猫的遍历，这个很赞。不过实施的时候查找某个用户的猫时，是使用遍历算法时间复杂度为N^2，有优化空间。

3. 使用线上时间戳作为md5随机数产生。

struct cat{ //猫的数据结构

cat_id://猫的ID 

cat_owner_id://猫的所有者ID 

cat_dna://猫的DNA 

cat_birth_timestamp://猫的生成时间 

owner_prev_cat_id://同一个所有者上一只猫的id 

owner_next_cat_id://同一个所有者下一只猫的id

cat_instance_address://猫的实例地址

}

 @程华峥

1. 实现了完整的需求,并编码为工程，很赞。

2. 使用线上Hash作为dna的随机数。

@陈威

1. 实现了完整的需求,并编码为工程，很优秀。

2. 使用链表存储数据，并做了优化，可按照range offsize获取特定范围的猫,很赞。

第三课的点评

 作业需求 

1. 设计加密猫模块V2

   需求：

   1. 繁殖小猫

   2. 选择两只现有的猫作为父母

   3. 小猫必须继承父母的基因

   4. 同样的父母生出来的小猫不能相同

2. create 这里面的kitties_count有溢出的可能性，修复这个问题

 额外作业 

1. 解释如何在链上实现（伪）随机数？

2. 对比不同方案的优缺点。

第三课作业同学们都完成啦。这课的重点在于还有随机数的生成，如何混合两个dna序列。比较优秀的同学有程华峥， 林少婷同学。

 随机数的生成有两个方案 

1. 链上的作为seed生成随机数（如区块hash，时间戳）。   

2. 使用链下的预言机来生成随机数 (不过存在信任问题) 。

 基因混合方案 

selector = get_random_128bits()

for i in 0 .. 128

output[i] = selector[i] == 0 ? parent1[i] : parent2[i]

 防止溢出的方案 

（1）checked_add

let new_all_kitties_count = kitties_count.checked_add(1).ok_or("Overflow adding a new kitty to total supply")?;

（2） u32::max_value

if count == u32::max_value() {

            return Err("Kitties count overflow");

        }

@林少婷

1. 合并dna的方法实现的很好。

2. 使用checked_add检查溢出比较专业。

3. 使用了前置检测，体现了代码健壮性。

@宣祎华

1. 使用了随机数标志位数组来遍历赋值父方or母方的dna，这个方案挺不错的。

2. 使用checked_add防止溢出，这个方案很优秀。

3. 对随机数的生成有独特见解。

@程华峥

1. 使用了随机数标志位数组合成父方or母方的dna，这个方案挺不错的。

2. create漏了做溢出检查。

@何怡

1. 功能完整了，同时也有比较大的优化空间。

2. 使用了std::io::rand产生随机数，不过std应该在runtime用不了。

3. 使用了count>=2^32-1方式检测溢出，这个方法挺好的。

@陈威

1. 使用u32::max_value()检查溢出这个方法很棒。

2.不小心漏了父母dna混合生成新的dna的功能。

3. 使用了单元测试，对代码质量有追求。

以上便是第一次的作业点评内容，在这里已经全部分享给你。想成为他们中的一员吗？更多内容，请关注一块+（微信公众号ID: yikuailianxi），一所开发者的在线学习与技术实战社区。这里有成体系的线上课程，有挑战的线下实战活动，以及有深度的区块链技术观察+评论。

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