從零開始學新東西😵💫，資源導向程式語言 Cadence (ㄧ)
在探索新語言、新學習項目時，我認為最重要的就是「不要放棄」，所以限制自己的學習範圍很重要，我的目標很簡單 ：
- 不要迷失在浩瀚無垠的「窩不知道」當中痛哭流涕😭，至少能心安理得學會些什麼即可
- 試著在學習範圍內先快速迭代小東西出來（不一定要是成品，也可以是文章、影片）
而這次我要學的程式語言是 Flow Blockchain 的智能合約語言 Cadence。在這篇文章中，我將透過 Flow 的開發者工具 Playground 來學習怎麼寫 Cadence 智能合約以及跟帳戶、 Transactions 互動。
在這篇文章中，你會看到：
ㄧ、基礎認識 Flow Blockchain & Cadence 程式語言
1) Flow 和 Cadence 入門介紹
2) Cadence 語法和基本型別介紹
3) Cadence Functions 跟複合型別(Composite Types) 介紹二、Flow Playground 實作
用 Flow 開發者工具 Playground 上寫第一個 Cadence 智能合約，並使用 Transactions & Scripts 跟智能合約互動。
ㄧ、認識 Flow Blockchain & Cadence 程式語言
1) Cadence 是在 Flow Blockchain 上編寫 DApp 的程式語言
在了解 Cadence 前，我們可能要先知道 DApp 是什麼？
一般來說， App 軟體開發環境是前端 + 後端(伺服器 & 資料庫)。
而 DApp 通常則是指把後端的伺服器與資料庫改成了區塊鏈，也就是前端 + 後端(區塊鏈)。
Client-Side可以直接在區塊鏈上讀寫 data、部署程式碼、執行程式碼、驗證用戶等，而 Client-side 可以是手機、Game Console、POS System 等任何裝置。
一般來說，我們使用 flow-cli， 就能執行我們的第一行 Cadence 程式碼了， 我們只需要一個程式碼編譯器，然而，運行一個 DApp 不僅僅需要我們解釋智能合約程式碼，它還要與整個區塊鏈上的 global state 互動。而 Flow 已經幫我們把環境建置好，為我們提供了許多入門選項：
1) 測試網
2) 一個獨立的 Flow Emulator
3) Playground
2) Cadence 語法和基本型別
Cadence 語法是強型別(strictly typed)的，而預設的基本型別包含：
- Int
- Fix64
- Address
- String
- Array
- Dictionary
*強型別(strictly typed)的好處是，開發者在編譯時期(Compile-Time)就能夠發現錯誤，減少執行時期(Runtime)發生錯誤的機會。
3) Cadence Functions 跟複合型別(Composite Types)
- Cadence Function 是帶有 name labels 的 value types（類似 Swift ）
- Cadence 中有一個
optional用法，舉例let optional:String?，意思是判斷這個變數的「值」是不是空的(nil) 。
Cadence 有兩種複合型別(Composite Types)：
- 結構(struct): value 類型
- 資源(resource)：線性類型（可以移動，但一次只能存在一個地方）
Cadence 資源會使用 <-表示移動該資源，而特殊關鍵字如 create 和 destroy，以及 @ 都是表示這個物件是資源類型，例如 let canvas:@Canvas（看到 @ 表示此為資源，在這裡定義 Canvas 為一個資源）
二、Playground 實作
Playground目前僅支持 Chrome 瀏覽器 👀
在開始實作以前，先快速介紹一下 Playground 的功能：
1) Cadence 編輯器 — 用來儲存 Cadence 程式碼的地方
Playground 上中間這一塊編輯器就是讓你輸入 Cadence 程式碼的地方，Playground 基本上模擬了 Flow 區塊鏈，而你只能在編輯器這裡定義智能合約結構和資源類型，而不是在 Transactions 或 Scripts 區，這我後面會再解釋。
2) 帳戶
在 Flow 中，所有內容都與帳戶一起儲存，包括智能合約。因此，要做任何事情，你至少需要能訪問一個或多個帳戶。很棒的是， Flow Playground 已經為我們提供了五個自動生成的帳戶（我們就不必擔心私鑰或其他事情，專心開發合約吧）。注意，目前 Playground 限制是每個帳戶只能部署一個合約。
接下來快速解釋一下 Flow 帳戶，主要有兩個區域：
1) 第一個區域是「合約區域 」。這是儲存任意數量智能合約的區域，這些智能合約包含 type definitions, fields 和 functions 等功能。此區域還包含智能合約介面，這些介面基本上是幫助其他合約導入和執行程式的地方。
2) 第二個區域是「帳戶文件系統」 。此區域是儲存帳戶資源以及控制訪問這些物件的地方。
物件儲存在帳戶文件系統的路徑下。路徑由域名（domain）和識別碼（identifier）組成。識別碼（identifier）是由自己定義的。
在文件帳戶系統中，只有三個有效域名：儲存(storage)、私有(private)和公有(public)：
- 儲存(storage)域名
儲存了帳戶所有的物件(例如 tokens 或 NFTs 等資源物件)，它只能由帳戶所有者直接訪問。 - 私有(private)域名
就像一個私有 API，只有帳戶所有者和他們授予訪問權限的人可以使用這些 API 介面來調用你的私有資產中所定義的 functions。 - 公有(public)域名
有點像你帳戶的公共 API。網路上的任何人都可以訪問這些功能。
3) Transactions
這裡是定義 Transactions 的地方，Flow 中的 Transaction 被定義為由一個或多個帳戶簽名、任意大小的 Cadence 程式碼塊。
Transactions 一般用於改變區塊鏈的狀態，參與 Transactions 的每一方都必須使用私鑰對 Transactions 數據進行加密簽署 。Transaction 可以訪問簽署交易帳戶的 /storage/ 和 /private/ 域，並且可以對這些域進行讀寫，當然也包含公有合約中的 functions 讀取和調用。
在 Playground 上已經把加密簽署 UI 化了，簽署 Transactions 只需點擊一下即可，我後面會再實作。
4) Scripts
在這裡你可以找到 Flow Scripts，這些 Scripts 是不需要任何帳戶的授權，且只能讀取程式碼，你也就自然不會產生任何 Transactions gas fee。(事實上現在在 Playground 送 Transactions 其實也是沒有任何 gas fee 費用的)
接下來我們來實作：
ㄧ、寫第一個 Cadence 合約並部署到 0x01 帳戶
二、跟 0x01 帳戶上的 Yo 合約互動
ㄧ、寫第一個 Cadence 合約並部署到 0x01 帳戶上
程式碼如下：
解釋一下程式碼， pub 代表 public，這個合約是公開的， Yo 這裡直接被視為合約名稱。 fun 是 function，在 Yo 合約中，我們寫了一個 sayHi function，function 裡頭 log “Yo, ______” 的字串。
執行合約部署的步驟如下：
- 選定 0x01 帳戶
- 在編輯器寫完此段程式碼
- 點擊綠色的 deploy 按鈕
- 在下方 Deployment Result console 中看到成功 Deployment
- 接著在左方 0x01 帳戶會看到 “Yo”，表示我們把命名為 Yo 的合約部署到 0x01 帳戶了
跟 0x01 帳戶上的合約互動
把 Yo 合約部署到 0x01 帳戶後，然後勒？要怎麼樣跟這個合約互動啊？ Flow 提供了兩種與合約互動的方法：
1) Scripts — 只能讀取合約
2) Transactions —需要經過身份驗證來改變區塊鏈狀態並進行加密簽名
接下來我們兩者都來試試。
1) Scripts —只能讀取合約
選擇左下方 “Script”，開始寫你的第一份 Script，接著按下 Excute 執行你的Script 程式碼。
程式碼如下：
在這邊，我們要跟 0x01 中的 Yo 合約互動，所以我們要先從 0x01 把 Yo 合約 Import 進來。 Import Yo from 0x01 。再來寫了一個 public function 名為 main，在裡頭宣告變數 name = “Badu”，接著呼叫 Yo 合約中的 sayHi function。
在 Script Results Console 的結果就會看到 “Yo, Badu” 。而 Result > {“type:”Void”} 又是什麼意思？
通常我們使用 Scripts 只是用來獲取公共狀態的資訊，因此期望它們返回某值。 在我們這個例子中，沒有顯式任何返回值，Flow 會給與類似 Javascript function 返回為 undefined 的結果，返回 Void 類型。
2) Transactions — 需要經過身份驗證來改變區塊鏈狀態並進行加密簽名
在剛剛的範例中，我們直接透過 Scripts 去跟 0x01 的 Yo 合約中的 public function 做互動。而在 Transactions ，我們則需要增加授權帳戶跟合約互動。
在 Flow 上面，每個 Transactions 會有 4 個連續階段（都是可選擇 optional 的），分別是：
- 準備階段(prepare phase)
- 前期(pre-phase)
- 執行階段(execute phase)
- 後期(post phase)
如果我們要在這 4 個階段分享數據、物件，我們可以在 Transactions 內部宣告 local variables，就像我們這段程式碼，先宣告 let name: String
在個範例中，我們只需要「準備」和「執行」階段。在準備階段，我們獲取帳戶地址並將其儲存以供在執行階段訪問，在執行階段我們調用 Yo 合約的 sayHi function。
- 準備階段
我們可以直接訪問由 auth account 實例提供的帳戶儲存和其他私有 function，在這裡我們先使用 address filed。 - 執行階段（儲存所有 transactions 的主要邏輯）
在這階段，你可能無法訪問帳戶的私有身份驗證物件，但假設你已正確完成所有操作，比如你已經使用 local variables 來儲存你在準備階段借用或創建的任何類型的資源，那你就可以在執行階段使用帳戶的這些資源。
在 Transation Signers 的地方選擇任一帳戶，在這邊我選擇 0x02 後點擊 Send，Transaction Results Console 會顯示 “Yo,0x2"。
在初步熟悉 Playground 的操作與 Cadence 的撰寫方式後，接下來我們再進階一點學習如何借用資源。
接下來我們來實作：
ㄧ、 把複雜一點的 Cadence 智能合約部署到 0x02 帳戶上
二、 跟 0x02 帳戶上的合約互動，創建 capability 跟 reference
ㄧ、 把複雜一點的 Cadence 智能合約部署到 0x02 帳戶上
要注意，在 Flow 上面，你的資源、結構都是包在合約中的，不能在合約之外宣告任何變數。
點擊 0x02 Account，並將以下這份合約在編輯器上撰寫，接著點擊綠色的 deploy，就會看到 0x02 Account 出現 “Artist”，代表 Artist 合約已部署在 0x02 Account 上了。
程式碼如下：
- init()
只有在初創合約時會運行 init() function，我們可以訪問 self.account。在 init() 中提供對帳戶的完全私人訪問權限。 - 帳戶 Storage API
在 init() 中我們調用了兩個 functions，save和link是帳戶 Storage API 的一部分，在這邊使用，是為了能夠讓 Printer 資源實例保留，為其他人提供訪問權限。 - Save Function
我們想要在 Flow Blockchain 上保留的所有內容都必須儲存。在這裡，這個帳戶內 ，我們給了一個值<- create Printer(width:5 , height:5)：一個 Printer 資源和一個儲存它的唯一位置。我們在這裡定義了一個路徑/storage/ArtistPicturePrinter，將儲存的物件分成兩部分：第一部分是域(domain)，如我上面解釋過的，Flow 帳戶的域(domain) 只會有三種，在這邊我們用 storage(值的實際位置)。 - Link Function
在 Save Function，我們只是用合約在帳戶儲存了一個 Printer 資源實例 ，假設有人要在這個合約中的 Canvas 印出圖片，會需要合約帳戶的授權簽名，而事實上 Cadence 採用基於能力(capability-based)的訪問控制，允許智能合約將部分 storage 公開給其他帳戶，這時候我們會使用 Link Function。
我們先調用 link self.account.link<&Printer>
<&Printer>在這邊指的是，我們定義這個 link 是什麼類型的引用，以及引用了什麼。在 Flow 上，我們可以為資源和結構創建引用，引用使我們能夠訪問資源物件的 fileds 和 functions。
我們首先先創建 capability 路徑 /public/ArtistPicturePrinter
ArtistPicturePrinter 是標識符(identifier)，在這邊標識符名稱是存在 public 域，與 storage 域有相同名稱是可以的，因為它們來自不同的域。
target: storage/ArtistPicturePrinter
在這邊 target 參數，指的是一旦我們獲得一個 capability 後，我們將與之互動的實際資源/物件位置。
在剛剛的步驟，我們已經先用 save 和 link function 去創建了 Printer 資源 Capability。一般來說，我們該怎麼引用或借用呢？
通常我們可以這樣創建引用：
let name = badu
let nameRef: &String = &name as &String或者可以借用 Capability:
在這個例子中，我們在這裡先宣告 printerRef 變數，並使用 getAccount()來訪問公共帳戶 0x01，我們用getCapability定義了特定的引用類型 <&Artist.Printer>，接著用 borrow()從中借用一個引用。如果沒有 panic，我們可以順利訪問該資源/物件的 filed 和 functions。
如果目標物件是空的、已經被借用，或者如果請求的引用類型超出了 允許的範圍，那就會顯示 Couldn’t borrow reference to Printer。
二、 跟 0x02 帳戶上的合約互動，創建 Capability 跟 Reference
接下來我們在 Transactions 處創建一筆新的 Transaction，把它命名為 Second Transaction。並開始撰寫與 0x02 帳戶 Artist 合約互動的 Transaction 程式碼，程式碼附在下面。
接著對 0x02 送出 Transaction，就會得到 “Picture Printed” 或是 “Picture with ______ already exsited” 的 log 結果。
解釋一下這個 transaction 程式碼，在這裡，我們希望引用 Artist 合約中的 Printer 資源，去畫出一張圖。首先我們先定義變數 pixels 和 picture。
在這裡 pitcture 變數我們用 @Artist.Picture資源因為 picture 本身會來自於 Artist 智能合約，也只能在該智能合約範圍中使用。
- 準備階段(Prepare statement)
我們先用getAccount()訪問 0x02 帳戶，我們用getCapability定義了特定的引用類型<&Artist.Printer>，接著用borrow()從中借用一個引用。如果我們在這個公共地址下沒有找到 Printer 資源，我們會得到此 Capability 借用為空(nil) ，將會觸發 panic，並停止執行此 Transaction。如果沒有 panic，我們可以順利訪問該資源/物件的 filed 和 functions。 - 執行階段(Excute Statment)
我們輸出簡單的 log 語句，判斷 Picture 最後是否有順利被印出。最後我們必須處理我們的 picture 資源，在這邊我們還沒有地方可以儲存它，所以用了destroy self.picture
最後我們可以回去 0x02 帳戶的 Storage 看看，在 ArtistPicturePrinter 中，我們的 prints dictionary 確實包含了相對應 key 和 value。
下一篇，我會寫 Flow Emulator 實作，用 Flow Emulator 在 flow-cli 本地端託管 Flow 環境，創建帳戶、簽署交易和部署智能合約。Flow Emulator 的概念類似是你電腦上有一個完整 Flow 區塊鏈的小型本機端版本。
