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WTF-Solidity 教程精讲：Solidity 函数定义、可见性与 pure/view/payable 关键字完全指南

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本篇以 WTF-Solidity 教程第 3 讲《函数》为主体，系统讲解 Solidity 函数的完整声明格式、四种可见性说明符（public/private/internal/external）、以及pure/view/payable等状态变更类关键字的区别与适用场景。读完本文，你能读懂仓库中 Function.sol 的每一个函数声明，理解为什么对状态变量的读取与改写权限会影响 gas 消耗，并能在 Remix 或 Foundry 中独立编写、部署和调试自己的函数。

Solidity 函数的声明格式

教程原文先给出了 Solidity 函数的“总形式”，这是理解后面所有细节的基础：

function <function name>([parameter types[, ...]]) {internal|external|public|private} [pure|view|payable] [virtual|override] [<modifiers>] [returns (<return types>)]{ <function body> }

其中方括号[]内的部分为可写可不写的可选关键字。教程要求读者“从前往后逐个解释”，这里完整继承其讲解脉络：

1. function：声明函数的固定关键字，编写函数必须以此开头。
2. <function name>：函数名。
3. ([parameter types[, ...]])：圆括号内是函数的输入参数，即写入函数的变量类型与名称。
4. {internal|external|public|private}：可见性说明符，共 4 种，见下一节。
5. [pure|view|payable]：决定函数权限/功能的关键字，payable表示允许向合约转入 ETH，pure和view见后文详解。
6. [virtual|override]：方法是否可以被重写，或本身是否为重写方法。
7. <modifiers>：自定义修饰器，可以有 0 个或多个（教程在 11_Modifier 中会专门展开）。
8. [returns (<return types>)]：函数返回值的类型与名称。
9. <function body>：函数体。

下面逐点深入。

四种可见性说明符

函数可见性说明符共有 4 种，语义如下：

• public：内部和外部均可见。
• private：只能从本合约内部访问，继承的合约也不能使用。
• external：只能从合约外部访问，但在合约内部可以通过this.f()调用（f是函数名）。
• internal：只能从合约内部访问，但继承的合约可以使用。

这里有两条重要注意事项，原文特别强调：

• 注意 1：合约中定义的函数必须明确指定可见性，它们没有默认值。漏写会直接编译报错。
• 注意 2：public/private/internal同样可用于修饰状态变量（定义可参考 05_DataStorage/readme.md 的状态变量一节）。public变量会自动生成同名的 getter 函数用于查询数值；未标明可见性的状态变量默认为internal。

源码印证：仓库中的 FunctionTypes 合约

仓库中 03_Function/Function.sol 与教程代码一一对应，其状态变量声明本身就演示了“public 状态变量自动生成 getter”这一规则：

// SPDX-License-Identifier: MIT pragma solidity ^0.8.34; contract FunctionTypes{ uint256 public number = 5; constructor() payable {} // ... }

uint256 public number = 5声明了一个公开状态变量。部署合约后，Remix 侧边栏会自动出现一个名为number的查询按钮（见下文 3-1 截图），这正是 Solidity 编译器为public变量自动生成的 getter 函数，无需手写任何查询代码。此外，src/03_Function/Function.sol 是同一份合约在仓库src/目录下的镜像，配合根目录 foundry.toml 中的solc = "0.8.34"配置，可以直接用forge工具链编译运行，适用前提是本地已安装 Foundry。

到底什么是 pure 和 view？

这是本讲最核心、也是初学 Solidity 时最容易困惑的部分。pure和view在其他编程语言中没有对应关键字，它们的出现源于以太坊的 gas 费用机制：合约的状态变量存储在链上，写入链上数据要支付昂贵的 gas fee；如果一次计算不改变链上状态，就不需要付 gas。pure和view函数都不改写链上状态，因此用户直接在链下（如钱包、Remix 侧边栏）调用它们时不需要付 gas。

这里有一个容易忽略的细节（原文特别标注）：合约中非pure/view函数调用pure/view函数时仍需付 gas——“免费”的前提是调用方本身不发起状态变更交易。

教程同时列出了以太坊中被视为“修改链上状态”的 8 种操作：

1. 写入状态变量。
2. 释放事件（emit event）。
3. 创建其他合约。
4. 使用selfdestruct。
5. 通过调用发送以太币。
6. 调用任何未标记view或pure的函数。
7. 使用低级调用（low-level calls）。
8. 使用包含某些操作码的内联汇编。

作者为帮助理解画了一个马里奥插图：把合约中存储在链上的状态变量比作碧琪公主，三种角色对应三种关键字——

• pure，中文意思是“纯”，可以理解为“纯打酱油的”：pure函数既不能读取也不能写入链上状态变量，就像小怪一样，看不到也摸不到碧琪公主。
• view，“看”，可以理解为“看客”：view函数能读取但不能写入状态变量。类似马里奥，能看到碧琪公主，但终究是看客，不能入洞房。
• 非pure也非view的普通函数，既可以读取也可以写入状态变量，类似马里奥里的boss，可以对碧琪公主为所欲为。

实战代码 1：pure 与 view

基础合约与默认函数

按教程，先在合约里定义状态变量number，初始化为 5：

contract FunctionTypes{ uint256 public number = 5; }

再定义一个add()函数，每次调用让number增加 1：

// 默认function function add() external{ number = number + 1; }

这就是一个最“默认”的函数：external可见、不带pure/view/payable，因此它可以读写状态变量——调用它就会修改链上数据，用户调用需要付 gas。

pure：纯纯牛马

如果把add()标记为pure，例如function add() external pure，编译器会报错——因为pure不配读取合约里的状态变量，更不配改写。那pure函数能做什么？教程给出的做法是：给函数传递一个参数_number，返回_number + 1。这个操作既不读取也不写入任何状态变量：

// pure: 纯纯牛马 function addPure(uint256 _number) external pure returns(uint256 new_number){ new_number = _number + 1; }

从截图可以看到：调用addPure时输入参数_number = 1，decoded output 显示0: uint256 new_number 2，即返回 1 + 1 = 2。注意执行记录中显示 execution cost 仅约 22000+ gas 且标注 “Cost only applies when called by a contract”，印证了 pure 函数在独立外部调用时不计 gas 费。

view：看客

如果add()被标记为view，即function add() external view，同样会报错，因为view能读取但不能改写状态变量。教程的解法是改写函数：只读取number，把结果存到新的局部变量中返回，而不写回状态变量：

// view: 看客 function addView() external view returns(uint256 new_number) { new_number = number + 1; }

截图中addView()无参数，返回0: uint256 new_number 6——它读取了链上状态变量number（此时为 5），返回 5 + 1 = 6，而链上的number本身保持不变。这正是 view 语义的典型体现：可读链上状态、不可写。

实战代码 2：internal 对比 external

教程第二部分演示可见性差异，定义一个internal的minus()函数，每次调用使number减少 1：

// internal: 内部函数 function minus() internal { number = number - 1; } // 合约内的函数可以调用内部函数 function minusCall() external { minus(); }

由于internal函数只能由合约内部调用，外部无法直接触发minus()，所以教程额外定义了一个external的minusCall()作为“外壳”，通过它间接调用内部的minus()。

截图清楚地印证了这一规则：合约部署后，Remix 侧边栏自动生成的按钮只有add、minusCall、minusPayable、addPure、addView和number（getter），没有minus按钮——internal的minus()无法被链上外部调用，只能经由minusCall()间接执行。这也是为什么合约中大量“辅助逻辑”会被写成internal：既能让外部入口受控，又能被多个 public 函数复用。

实战代码 3：payable

第三部分引入payable关键字：

// payable: 递钱，能给合约支付eth的函数 function minusPayable() external payable returns(uint256 balance) { minus(); balance = address(this).balance; }

minusPayable()是external payable的函数，它内部间接调用minus()，并返回合约当前的 ETH 余额。其中this关键字让我们引用当前合约地址，address(this).balance即该合约的 ETH 余额。

由于函数带payable，调用minusPayable()时可以在消息（msg）中附带转账，例如转入 1 个 ETH。教程中的 Remix 演示结果显示：调用minusPayable并附带 1 ETH 后，返回值balance为 1 ETH（即1000000000000000000wei），说明转账成功落袋，合约余额变为 1 ETH。

需要注意的隐含规则：只有构造函数或标记了payable的函数才能接收 ETH。如果调用方给一个非payable函数附带 ETH，交易会回滚。这也是 03_Function/Function.sol 中构造函数写成constructor() payable {}的原因——部署时即允许携带 ETH。

总结

本讲完整覆盖了 WTF-Solidity 第 3 讲《函数》的全部内容，并对照仓库源码做了印证：

• 函数声明格式：function 名字(参数) {可见性} [pure|view|payable] [virtual|override] [修饰器] [returns(返回)] { 函数体 }，其中可见性必须显式指定，没有默认值。
• 四种可见性：public内外均可见；private仅本合约可见（连继承合约也不行）；external仅外部可见（内部可用this.f()调用）；internal本合约及继承合约可见。
• pure/view/payable：pure函数既不能读也不能写状态变量，view函数可读不可写，二者在用户直接调用时免 gas；payable允许调用方随函数调用向合约转入 ETH，配合address(this).balance可以查询合约余额。
• 状态变量：public状态变量自动生成同名 getter 函数，未标注可见性的状态变量默认internal。

仓库中的完整可运行代码见 03_Function/Function.sol（src/03_Function/Function.sol 为 Foundry 工作区下的镜像），英文对照版见 Languages/en/03_Function_en/readme.md。

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