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ERC1155: 批发小能手，妈妈再也不用担心网络拥堵造成的gas费飙升啦
Hello ～ 大家好，首先感谢大家对本系列前两篇文章 👇👇👇 的喜爱，不知读者们都学废（不是，是学会）了吗？
ERC20：从入门到飞起，妈妈再也不用担心我不会写Token合约了
ERC721：全生命周期精析，妈妈再也不用担心我不会玩NFT合约啦
今天主要想跟大家聊的是 ERC1155 。了解过前两个标准的读者都知道，ERC20 和 ERC721 对应的令牌标准是不同的，1⃣️ 当业务场景同时涉及这两种令牌标准时，我们需要分别部署满足这两种标准的合约； 2⃣️ 当存在批量发售（mint）/ 转账（transfer）等需求时，我们需要在合约中额外实现相关接口以减少冗余操作并节约 gas 费用。
然鹅，神奇的 ERC1155 在满足 ERC20 和 ERC721 双标准的同时，还一并解决了批发需求。接下来让我们一起看看 Openzeppelin 对 ERC1155 标准的实现吧～～～
———————————————————————— 分割线 ————————————————————————
由于篇幅有限，本博客将围绕 ERC1155 区别于ERC20 和 ERC721 的核心特点展开介绍，文章内容尽量做到通俗易懂，但其中不可避免地可能涉及一些新手不友好的概念，您可以查阅相关博客做进一步了解，本系列博客也会不断扩充、提升及优化，尽量做到不留死角，人人都能上手Solidity标准开发。
0. ERC 是什么鬼？
ERC 全称 Ethereum Request For Comment (以太坊意见征求稿), 是以太坊上应用级的开发标准和协议(application-level standards and conventions)，为以太坊开发人员提供了实施标准，开发人员可以使用这些标准来构建智能合约。
ERC 的雏形是开发人员提交的EIP(Ethereum Improvement Proposals)，即新的ERC标准提案，一旦其得到以太坊委员会的批准并最终确定，新的ERC便由此诞生。
1. 初识 ERC 1155
ERC1155 是多资产（ FT、NFT） 的 API 标准，在 ERC20 和 ERC721 的基础上引入了批量的概念，在 ERC1155 中，每个资产 id 既可以是同质资产 FT ，也可以是非同质资产 NFT，项目方可在仅部署一个 ERC1155 合约的基础上同时实现 ERC20 和 ERC721 资产标准。本文将基于Openzeppelin 中实现的 ERC1155 标准，针对其新增的批量概念进行代码精析，由于作者经验有限，欢迎广大读者批评指正。
2. 批发大佬 ERC1155 的四大金刚
金刚1: 全新的余额管理办法
在 ERC20 中，余额存在账户地址到金额的映射中；
在 ERC721 中，余额不仅是账户拥有的 NFT 数量，存在账户地址到数量的映射中，还是账户地址对特定 NFT 的 id 的所有权，存在 NFT id 到账户地址的映射中；
对ERC1155而言，余额是资产 id 到账户地址，再到资产余额 / 数量的映射。当该资产是ERC20代币时，通过 balanceOf 函数返回的是传入地址持有的传入资产的余额；当该资产是ERC721代币时，通过 balanceOf 函数返回的是传入地址持有的传入资产的数量。
// ERC20:
mapping(address => uint256) private _balances;
// ERC721:
mapping(address => uint256) private _balances;
mapping(uint256 => address) private _owners;
// ERC1155：
mapping(uint256 => mapping(address => uint256)) private _balances;
// ERC1155中的 balanceOf 函数：
function balanceOf(address account, uint256 id) public view virtual override returns (uint256) {
require(account != address(0), "ERC1155: balance query for the zero address");
return _balances[id][account];
}
ERC1155 也实现了批量的余额查询接口：balanceOfBatch 。该接口允许 caller 批量传入要查询的账户地址和资产 id 数组，查询前会检查以确认两个传入数组长度相等，接着新建一个等长的数组 batchBalance 用于保存查到的资产余额。然后通过循环便利的方式调用 balanceOf 函数逐一进行指定地址特定资产id 的余额 / 数量查询，并按顺序存入数组 batchBalance ，最后返回该数组作为此接口调用的返回值。
function balanceOfBatch(address[] memory accounts, uint256[] memory ids)
public
view
virtual
override
returns (uint256[] memory)
{
require(accounts.length == ids.length, "ERC1155: accounts and ids length mismatch");
uint256[] memory batchBalances = new uint256[](accounts.length);
for (uint256 i = 0; i < accounts.length; ++i) {
batchBalances[i] = balanceOf(accounts[i], ids[i]);
}
return batchBalances;
}
金刚2: 全新的资产转移办法
caller 可以通过 safeBatchTransferFrom 接口以数组方式批量传入想要批量转移的资产 id 和数量。该函数首先会进行资产转移的权限检查：即要求 caller 是资产转出地址 或 caller 有权从资产转出地址转移资产。接着调用内部函数 _safeBatchTransferFrom 完成资产的批量转移。
function safeBatchTransferFrom(
address from,
address to,
uint256[] memory ids,
uint256[] memory amounts,
bytes memory data
) public virtual override {
require(
from == _msgSender() || isApprovedForAll(from, _msgSender()),
"ERC1155: transfer caller is not owner nor approved"
);
_safeBatchTransferFrom(from, to, ids, amounts, data);
}
内部函数 _safeBatchTransferFrom 首先还是跟 balanceOfBatch 函数一样，对传入的两个数组（转移资产 id 及转移数量）进行长度相等的检查，以确保资产转移的正确性；接着要求资产转入地址不为 0 地址，这是为了避免因资产流通受限引入的各种意料外的麻烦；注意到该函数还调用了 _beforeTokenTransfer 接口，开发者可以在该接口内添加转移前的业务逻辑。接着，函数 _safeBatchTransferFrom 通过 for 循环基于传入的资产 id 和数量执行资产转移：首先要求资产转出地址的余额 / 数量足够，然后通过分别修改资产转出、转入地址的资产持有情况完成资产转移；最后，函数 _safeBatchTransferFrom 会触发 TransferBatch 事件标记资产批量转移完成，并通过调用函数 _doSafeBatchTransferAcceptanceCheck 对资产转入地址进行安全检查，避免将资产转入一个无法再次转出的合约中，出现将资产转入 0 地址的相同效果。
function _safeBatchTransferFrom(
address from,
address to,
uint256[] memory ids,
uint256[] memory amounts,
bytes memory data
) internal virtual {
require(ids.length == amounts.length, "ERC1155: ids and amounts length mismatch");
require(to != address(0), "ERC1155: transfer to the zero address");
address operator = _msgSender();
_beforeTokenTransfer(operator, from, to, ids, amounts, data);
for (uint256 i = 0; i < ids.length; ++i) {
uint256 id = ids[i];
uint256 amount = amounts[i];
uint256 fromBalance = _balances[id][from];
require(fromBalance >= amount, "ERC1155: insufficient balance for transfer");
unchecked {
_balances[id][from] = fromBalance - amount;
}
_balances[id][to] += amount;
}
emit TransferBatch(operator, from, to, ids, amounts);
_doSafeBatchTransferAcceptanceCheck(operator, from, to, ids, amounts, data);
}
金刚3: 资产的批量发售
与函数 safeBatchTransferFrom 类似，内部函数 _mintBatch 接收存储资产 id 和数量的两个数组，在函数执行前检查以确保这两个数组长度相等，且资产接收地址不为 0 地址；接着，函数 _mintBatch 通过调用 _beforeTokenTransfer 接口执行资产转移前逻辑；随后通过 for 循环逐一修改资产id到账户地址在到资产余额 / 数量的 _balances 映射，实现资产的批量发售逻辑；最后，触发 TransferBatch 事件标记资产批量发售完成，并通过调用函数 _doSafeBatchTransferAcceptanceCheck 对资产转入地址进行安全检查，避免将资产转入一个无法再次转出的合约中，出现将资产转入 0 地址的相同效果。
function _mintBatch(
address to,
uint256[] memory ids,
uint256[] memory amounts,
bytes memory data
) internal virtual {
require(to != address(0), "ERC1155: mint to the zero address");
require(ids.length == amounts.length, "ERC1155: ids and amounts length mismatch");
address operator = _msgSender();
_beforeTokenTransfer(operator, address(0), to, ids, amounts, data);
for (uint256 i = 0; i < ids.length; i++) {
_balances[ids[i]][to] += amounts[i];
}
emit TransferBatch(operator, address(0), to, ids, amounts);
_doSafeBatchTransferAcceptanceCheck(operator, address(0), to, ids, amounts, data);
}
金刚4: 资产的批量销毁
资产批量销毁函数 _burnBatch 逻辑几乎同批量发售函数 _mintBatch ，区别在于 1⃣️ 函数执行前检查以确保资产（转出）销毁地址不为 0 地址；2⃣️ 执行资产销毁前检查资产（转出）销毁地址的资产余额 / 数量足够；3⃣️ 最后不调用函数 _doSafeBatchTransferAcceptanceCheck 对资产转入地址进行安全检查，因为销毁的资产转入的是 0 地址，该地址不是合约地址。
⚠️ 注意，函数内无需调用 transfer 函数将销毁资产显示转入 0 地址，只需将资产（转出）销毁地址的资产余额 / 数量减少即可。
function _burnBatch(
address from,
uint256[] memory ids,
uint256[] memory amounts
) internal virtual {
require(from != address(0), "ERC1155: burn from the zero address");
require(ids.length == amounts.length, "ERC1155: ids and amounts length mismatch");
address operator = _msgSender();
_beforeTokenTransfer(operator, from, address(0), ids, amounts, "");
for (uint256 i = 0; i < ids.length; i++) {
uint256 id = ids[i];
uint256 amount = amounts[i];
uint256 fromBalance = _balances[id][from];
require(fromBalance >= amount, "ERC1155: burn amount exceeds balance");
unchecked {
_balances[id][from] = fromBalance - amount;
}
}
emit TransferBatch(operator, from, address(0), ids, amounts);
}
至此，ERC1155 的新特性都已介绍完毕，你学会了嘛～
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