1.CBlock未定义问题

在这之前先来解决一个问题，就是之前我不是将CBlock类代码移到了main.h中吗。

为了遵照源码的写法，然后将CBlockIndex和CDiskBlockIndex都写进了main.h中。

但报大量错误：使用了未定义的class CBlock。因为在CBlockIndex和CDiskBlockIndex大量使用了CBlock,就报这里的错误。我当时就奇怪了，我声明了啊。最上面有class CBlock。

然后我把这三个类放到main.cpp就不报错，奇怪。

最终跟什么main.h和main.cpp无关。始于我的一个误解。因为C++这门语言是我很久以前学的，有一些东西都忘记了。只是临时复习了一段时间。

没有去了解这个类声明，我以为类声明只要class CBlock这样就行了，这种声明只能定义一个指针是不报错的，如果你要构建对象或者调用类里的函数是会报错，你需要声明整个类的结构，变量和函数才行。

所以我在main.h中，是将CBlockIndex和CDiskBlockIndex定义在CBlock前面的。

而在main.cpp因为我没有那个错误的class CBlock的声明，我下意识的就将CBlock定义在他们的前面。所以导致这种假象，然后我又去看了源码中的定义，确实是CBlock定义在这两个类的前面。

问题出在我打乱顺序，所以将main.h中的这三个类的声明改好顺序就行，就能解决这个问题。

然后这里我们要将CTransaction及其下涉及所有交易结构的类都搬到main.h中(注意顺序）按main.cpp中的顺序来。否则会有声明问题，因为这些我们都没有声明。

然后将下面这一长串的声明复制到main.h最上面：

class COutPoint; class CInPoint; class CDiskTxPos; class CCoinBase; class CTxIn; class CTxOut; class CTransaction; class CBlock; class CBlockIndex; class CWalletTx; class CKeyItem;

这种声明是没问题的，就算没有具体的定义，只要没有调用，也是可以的，所以我们将CkeyItem这些还没用到的声明一下也是可以的（为了省事所以都复制过来了）

2.CTxDB

好，现在AddToBlockIndex函数就只剩下的CTxDB问题了，我们转到db.cpp,db.h，恢复CTxDB类。

我们先将db.h中的CTxDB声明注释取消，恢复代码。

然后转到db.cpp中取消所有CTxDB相关的代码注释。

2.CTxIndex txindex

先来解决第一个报错，不允许使用不完整的类型txindex，是因为这个类型CTxIndex只有声明没有定义。

相关代码如下：

bool CTxDB::ReadTxIndex(uint256 hash, CTxIndex& txindex) { assert(!fClient); txindex.SetNull(); return Read(make_pair(string("tx"), hash), txindex); }

这个ReadTxIndex是在读什么呢？他根据哈希值，可以读取这笔交易数据在文件中的编号，所属块的偏移，以及具体那笔交易数据的偏移。

注意这个哈希值不是CBlock的哈希值，而是CTransaction的哈希值，即一笔交易的哈希值，txid。

这就是从DB数据库里读的，也就是说，每笔交易数据的索引也被存到数据库里，不仅仅是之前的区块索引。那么这必然又有着另一套相似的但不同名索引系统。一个是block一个是tx.

所以这里的CTxIndex其实就对应着CBlockIndex，我们看它们的取名就知道，如果是tx相关的索引和数据读取，就带有Tx标志，如果是Block就带有Block.

那么们来看看CTxIndex的具体结构：

// CTxIndex 类用于存储一笔交易的磁盘位置索引信息 // 以及该交易输出（outputs）被花费的情况 // // 这是早期比特币交易数据库（TxDB）中非常重要的一个结构。 // 它的主要作用是：通过交易哈希（txid）快速定位该交易在磁盘上的位置， // 并记录它的每个输出是否已经被后续交易花费。 // // 注意：vSpent 虽然存储了花费位置，但早期主要用作“是否已花费”的标志， // 实际位置信息主要用于调试和开发。 // class CTxIndex { public: // 该交易在磁盘上的具体位置（哪个 blk 文件、哪个区块、交易在区块中的偏移量） CDiskTxPos pos; // 记录该交易每个输出（output）被花费的情况 // vSpent[i] 表示第 i 个输出被哪笔交易的哪个输入所花费 // 如果 vSpent[i] 是空（IsNull()），则说明该输出尚未被花费 // Satoshi 时代主要把 vSpent 当作“已花费标志”使用，位置信息更多用于调试 vector<CDiskTxPos> vSpent; // 默认构造函数：将对象初始化为空状态 CTxIndex() { SetNull(); } // 带参数的构造函数 // posIn：交易在磁盘上的位置 // nOutputs：该交易的输出数量（用于初始化 vSpent 的大小） CTxIndex(const CDiskTxPos& posIn, unsigned int nOutputs) { pos = posIn; vSpent.resize(nOutputs); // 根据输出数量分配空间 } // 序列化 / 反序列化支持（用于写入和读取 Berkeley DB 数据库） // IMPLEMENT_SERIALIZE 是早期比特币自定义的宏，用于简化序列化代码 IMPLEMENT_SERIALIZE ( if (!(nType & SER_GETHASH)) READWRITE(nVersion); // 版本号（早期版本中通常不使用） READWRITE(pos); // 写入/读取交易位置 READWRITE(vSpent); // 写入/读取每个输出的花费记录 ) // 将对象重置为空状态 void SetNull() { pos.SetNull(); // 清空位置信息 vSpent.clear(); // 清空花费记录 } // 判断当前 CTxIndex 是否为空（即数据库中没有找到该交易的索引） bool IsNull() { return pos.IsNull(); } // 重载 == 运算符，用于比较两个 CTxIndex 是否完全相同 friend bool operator==(const CTxIndex& a, const CTxIndex& b) { if (a.pos != b.pos || a.vSpent.size() != b.vSpent.size()) return false; // 逐个比较 vSpent 中的每个元素 for (int i = 0; i < a.vSpent.size(); i++) if (a.vSpent[i] != b.vSpent[i]) return false; return true; } // 重载 != 运算符（直接调用 == 的反结果） friend bool operator!=(const CTxIndex& a, const CTxIndex& b) { return !(a == b); } };

3.CDiskTxPos

这个类下面还有一个关键的类型：CDiskTxPos,顾名思义，Disk和tx,pos就表明，磁盘上tx的位置。定义如下：

// CDiskTxPos 类表示一笔交易（或交易输出）在磁盘文件中的物理位置 // // 这是早期比特币存储系统中非常重要的一个定位结构。 // 比特币把所有区块数据顺序追加写入 blk00000.dat、blk00001.dat 等文件中， // CDiskTxPos 就是用来精确记录“某笔交易到底写在哪个文件、哪个位置”的。 // class CDiskTxPos { public: // 区块数据文件编号（从 0 开始） // 例如：0 表示 blk00000.dat，1 表示 blk00001.dat，以此类推 unsigned int nFile; // 在该 blk 文件中，区块头（CBlock）的起始位置（字节偏移量） // 即该交易所属的区块从文件的哪个字节开始 unsigned int nBlockPos; // 在该区块内部，交易数据（CTransaction）的起始位置（字节偏移量） // 即交易的具体位置 = 区块起始位置 + nTxPos unsigned int nTxPos; // 默认构造函数：初始化为空位置 CDiskTxPos() { SetNull(); } // 带参数构造函数：直接设置文件编号、区块位置和交易位置 CDiskTxPos(unsigned int nFileIn, unsigned int nBlockPosIn, unsigned int nTxPosIn) { nFile = nFileIn; nBlockPos = nBlockPosIn; nTxPos = nTxPosIn; } // 序列化支持（用于写入和读取 Berkeley DB 数据库） // FLATDATA(*this) 表示把整个结构体当作字节数组直接读写，效率较高 IMPLEMENT_SERIALIZE( READWRITE(FLATDATA(*this)); ) // 将位置信息重置为空状态（无效位置） // nFile = -1 是约定俗成的“空位置”标记 void SetNull() { nFile = -1; nBlockPos = 0; nTxPos = 0; } // 判断当前位置是否为空（无效） // 当 nFile == -1 时表示该位置未设置或不存在 bool IsNull() const { return (nFile == -1); } // 重载 == 运算符：判断两个位置是否完全相同 friend bool operator==(const CDiskTxPos& a, const CDiskTxPos& b) { return (a.nFile == b.nFile && a.nBlockPos == b.nBlockPos && a.nTxPos == b.nTxPos); } // 重载 != 运算符 friend bool operator!=(const CDiskTxPos& a, const CDiskTxPos& b) { return !(a == b); } // 将位置信息转换为字符串，便于打印和调试 string ToString() const { if (IsNull()) return strprintf("null"); else return strprintf("(nFile=%d, nBlockPos=%d, nTxPos=%d)", nFile, nBlockPos, nTxPos); } // 打印位置信息到控制台（调试用） void print() const { printf("%s\n", ToString().c_str()); } };

好，我们把这两个类放进main.h中，注意顺序，然后让CTxDB能正常读取tx索引到数据库中。

让这些索引数据有一个承载的对象。

4.CTransaction

if (nItemHeight >= nMinHeight) { vtx.resize(vtx.size() + 1); if (!vtx.back().ReadFromDisk(pos)) return false; }

4.1ReadFromDisk

这里，这里会报错，就是ReadFromDisk函数，在CTransaction里我们并没有定义。

因为我们现在用的是简写的CTransaction，所以很多东西没有。

这个ReadFromDisk就跟CBlock里的函数一样，根据位置从磁盘读取一个tx实例化自身。

我们将这个函数添加进CTransaction中

bool ReadFromDisk(CDiskTxPos pos, FILE** pfileRet = NULL) { CAutoFile filein = OpenBlockFile(pos.nFile, 0, pfileRet ? "rb+" : "rb"); if (!filein) return error("CTransaction::ReadFromDisk() : OpenBlockFile failed"); // Read transaction if (fseek(filein, pos.nTxPos, SEEK_SET) != 0) return error("CTransaction::ReadFromDisk() : fseek failed"); filein >> *this; // Return file pointer if (pfileRet) { if (fseek(filein, pos.nTxPos, SEEK_SET) != 0) return error("CTransaction::ReadFromDisk() : second fseek failed"); *pfileRet = filein.release(); } return true; }

这里可以看到读取交易数据，只指定了起始位置，并没结束位置，他是怎么知道要读多少的呢。

关键在这句filein>>*this，是会依据对象来读取多少字节的。

也就是内部有指明大小，针对对象的特殊协议。tx，vin，vout都属于这个分类。读写这些对象时，不是直接读写，而是遵循一套协议，先读写大小，后根据大小，读写相应数量的数据。

4.2SetNull

然后这里报错：

bool CTxDB::ReadDiskTx(uint256 hash, CTransaction& tx, CTxIndex& txindex) { assert(!fClient); tx.SetNull(); if (!ReadTxIndex(hash, txindex)) return false; return (tx.ReadFromDisk(txindex.pos)); }

tx.SetNull()，CTransaction没有这个SetNull函数。

将函数代码添加进去：

void SetNull() { nVersion = 1; vin.clear(); vout.clear(); nLockTime = 0; }

然后给CTransaction类成员定义如下：

class CTransaction { public: int nVersion; vector<CTxIn> vin; vector<CTxOut> vout; int nLockTime;

5.LoadBlockIndex

好，前面都没问题了，现在就剩下解决CTxDB的LoadBlockIndex函数的问题了。

这跟我们之前解决CWalletDB下的LoadWallet是同样的工作。

1.pindexGenesisBlock

CBlockIndex* pindexGenesisBlock = NULL;

将上面这个在main.cpp和main.h定义和声明一下。

2.hashGenesisBlock

然后是：

const uint256 hashGenesisBlock("0x000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f");

同样定义和声明,但是这个创世哈希值后续我们可能需要更改。

6.hashBestChain

然后是LoadBlockIndex里的这段代码：

if (!ReadHashBestChain(hashBestChain)) { if (pindexGenesisBlock == NULL) return true; return error("CTxDB::LoadBlockIndex() : hashBestChain not found\n"); } if (!mapBlockIndex.count(hashBestChain)) return error("CTxDB::LoadBlockIndex() : blockindex for hashBestChain not found\n"); pindexBest = mapBlockIndex[hashBestChain]; nBestHeight = pindexBest->nHeight; printf("LoadBlockIndex(): hashBestChain=%s height=%d\n", hashBestChain.ToString().substr(0,14).c_str(), nBestHeight);

最优链相关操作，我们暂时不要，直接全部注释掉。

7.fClient

然后报db.obj中无法解析的外部符号fClient，我在db.h看到这句：

extern bool fClient;

只有声明，但没有定义，奇怪可能我之前忘记了吧。

这个看源码定义在net.h中，我们直接加上：

bool fClient = false;

但是加上后，又报fClient重定义，然后我又把net.h中的定义注释掉。

然后又报未定义，我仔细看一下是db.obj和main.obj报这个未定义，说明db.cpp和main.cpp这两个cpp使用了fClient这个变量。

然后我又去看了下头文件，我发现为什么把这种非static变量放在net.h中呢，如果多次包含，这样不是很容易引起重定义吗？

然后一看，嗨，原来是我看错了，这个是在net.cpp中定义的。

我们没有net.cpp，所以有些忽视了，这样我们新建一个net.cpp吧，添加如下代码解决即可：

#include"headers.h" // // Global state variables // bool fClient = false;

好现在，程序编译能正常运行了。接下来我们准备测试读写索引功能了，以便调试，遇到什么问题再进行代码的添加，因为被我注释的代码我感觉有些还是必须要用上的。

我们一边测试一边查找。

8.准备测试

改好简写后的bool CBlock::AddToBlockIndex(unsigned int nFile, unsigned int nBlockPos)

函数只做两件事，将区块索引写进内存mapBlockIndex，以及磁盘CTxDB数据库中。

不涉及根据分叉判断来写，也没有写交易索引，只写区块索引。也没有验证以及网络相关部分。

现在就是纯粹的写一个区块索引。

这个函数在哪调用的呢？在CBlock中的AcceptBlock函数中，调用WriteToDisk写完区块数据后，就会接着调用AddToBlockIndex写索引。

所以我们现在把它们两个都放在AcceptBlock函数里,并删除之前的blk0001.dat文件，我们需要重新测试，这次增加了添加索引的功能。（这次不是单独调用WriteToDisk)。

我们先来看一下原本的AcceptBlock代码：

bool CBlock::AcceptBlock() { // Check for duplicate uint256 hash = GetHash(); if (mapBlockIndex.count(hash)) return error("AcceptBlock() : block already in mapBlockIndex"); // Get prev block index map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.find(hashPrevBlock); if (mi == mapBlockIndex.end()) return error("AcceptBlock() : prev block not found"); CBlockIndex* pindexPrev = (*mi).second; // Check timestamp against prev if (nTime <= pindexPrev->GetMedianTimePast()) return error("AcceptBlock() : block's timestamp is too early"); // Check proof of work if (nBits != GetNextWorkRequired(pindexPrev)) return error("AcceptBlock() : incorrect proof of work"); // Write block to history file unsigned int nFile; unsigned int nBlockPos; if (!WriteToDisk(!fClient, nFile, nBlockPos)) return error("AcceptBlock() : WriteToDisk failed"); if (!AddToBlockIndex(nFile, nBlockPos)) return error("AcceptBlock() : AddToBlockIndex failed"); if (hashBestChain == hash) RelayInventory(CInv(MSG_BLOCK, hash)); // // Add atoms to user reviews for coins created // vector<unsigned char> vchPubKey; // if (ExtractPubKey(vtx[0].vout[0].scriptPubKey, false, vchPubKey)) // { // unsigned short nAtom = GetRand(USHRT_MAX - 100) + 100; // vector<unsigned short> vAtoms(1, nAtom); // AddAtomsAndPropagate(Hash(vchPubKey.begin(), vchPubKey.end()), vAtoms, true); // } return true; }

在接受块之前有很多判断。

9.判断重复块

mapBlockIndex.count(hash)

这个不用管，判断这个哈希值是否重复，就是已经存在添加过了。

10.创世块生成

mi == mapBlockIndex.end()

这个是查找它的父区块哈希，如果没有，则不通过。

很明显，我们无法通过这个判断，因为我们创建的区块是单独的，没有给他加上父区块。

那这里有个问题，如果是创世区块呢？

如果创世区块不在这里判断，也就是说在调用AcceptBlock之前，默认创世区块是存在的。

它是在程序启动时先调用LoadBlockIndex全局函数，判断创世块是否存在，不存在则创建，注意这个跟CTxDB里的LoadBlockIndex是不一样的，它会先调用CTxDB里的LoadBlockIndex函数加载数据库索引，如果发现为空，也就是没有创世块，则会创建创世块，是这么个逻辑。具体代码。等以后用到的时候再贴上来。

我们现在需要修改AcceptBlock函数，所以这个父区块判断，第二个逻辑的代码我们需要临时注释一下。以便测试我们的写索引功能。

11.中位时间

nTime <= pindexPrev->GetMedianTimePast()

第三个判断，是接受块的时候，判断这个块的nTime是否小于中位时间，如果是，则拒绝接受该块。

我们先来说一下什么是中位时间，就是GetMedianTimePast干了什么事，将前11个区块的nTime,按从小到大排序然后取中间那个nTime，就是第6个块的时间。

然后你的块的时间，不能早于这个时间。为什么这样做，为了保证区块的生成时间总是线性向前的，不能倒退。否则你把nTime设置为2009年，那不是也可以。

而因为是去中心化，没有一个权威去相信，你不可能去获取系统时间来对比，否则被造假怎么办。

所以取前11个区块的中位时间。

还有一是nLockTime,规定了我这个区块在多少时间后才能被打包，也就是延时交易吧。

比如现在3号，我要10号这个交易才可以被确认，它是怎么判断对比的呢？

在CTransaction里IsFinal判断，但我看了具体的代码，只有对比区块高度判断，并不是对比nTime判断。相关功能还没实现。

总而言之这个中位时间相当于一个权威的时间，目的是为了防止区块时间nTime被造假，不能太早也不能太晚，需要一个参考物。然后就可以实现其他相关功能。比如这里的这句判断，又比如后来的版本中nLockTime相关，你设置nTime得通过中位检查，然后才会对比nLockTime和nTime,这样即你的nTime造假，有一定的误差，那几乎也没有影响，相差不大。

所以这里的中位时间判断，我们也得临时注释，因为我们没有前11个区块，或者前几个区块，如果少于11个。它还是会取中间块的那个时间。但是我们是0个区块。

而且第二个逻辑已经被我们注释了，它不会获取到父区块pindexPrev，所以也无从调用。

所以这里的中位时间我们直接注释吧。

12.GetNextWorkRequired

if (nBits != GetNextWorkRequired(pindexPrev))

这里直接注释，我们同样没有pindexPrev，但是还是说明一下这个nBits难度判断，在前面我们判断了区块的nTime是否符合要求，这里又增加了难度判断是否符合要求，目的都是为防止矿工胡乱设置。换句话说，这些都是对矿工提交区块的合法性检查。

只大概讲一下这个是干什么的，GetNextWorkRequired函数逻辑就不说明了，是怎么计算难度的，留待以后吧。直接注释。

然后还有里也注释掉吧：

if (hashBestChain == hash) RelayInventory(CInv(MSG_BLOCK, hash));

就是这个区块是被你添加到你最优链，不是分叉块也不是过时块，你就会高兴的通知其他节点，跟大家分享，调用RelayInventory函数广播出去，当然只广播哈希。是为了为止跟你有同样高兴的人。所以得验证一下哈希，如果其他节点发现没有这个哈希，才会请求这个块的具体数据，这样做的好处是节省带宽。

我们不需要广播，直接注释，这样注释下来，其实几乎就剩两句代码了，AcceptBlock只调用了WriteToDisk和AddToBlockIndex了。如下：

bool CBlock::AcceptBlock() { // Check for duplicate uint256 hash = GetHash(); if (mapBlockIndex.count(hash)) return error("AcceptBlock() : block already in mapBlockIndex"); //// Get prev block index 临时注释 //map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.find(hashPrevBlock); //if (mi == mapBlockIndex.end()) // return error("AcceptBlock() : prev block not found"); //CBlockIndex* pindexPrev = (*mi).second; //// Check timestamp against prev //if (nTime <= pindexPrev->GetMedianTimePast()) // return error("AcceptBlock() : block's timestamp is too early"); //// Check proof of work //if (nBits != GetNextWorkRequired(pindexPrev)) // return error("AcceptBlock() : incorrect proof of work"); // Write block to history file unsigned int nFile; unsigned int nBlockPos; if (!WriteToDisk(!fClient, nFile, nBlockPos)) return error("AcceptBlock() : WriteToDisk failed"); if (!AddToBlockIndex(nFile, nBlockPos)) return error("AcceptBlock() : AddToBlockIndex failed"); //if (hashBestChain == hash) // RelayInventory(CInv(MSG_BLOCK, hash)); // // Add atoms to user reviews for coins created // vector<unsigned char> vchPubKey; // if (ExtractPubKey(vtx[0].vout[0].scriptPubKey, false, vchPubKey)) // { // unsigned short nAtom = GetRand(USHRT_MAX - 100) + 100; // vector<unsigned short> vAtoms(1, nAtom); // AddAtomsAndPropagate(Hash(vchPubKey.begin(), vchPubKey.end()), vAtoms, true); // } return true; }

11.测试代码，好现在的测试很简单，调用我们之前的GenerateTestBlock函数，构建一个区块。

然后调用块的AcceptBlock函数即可。

但是这里我们还需要看一下代码，创建索引文件blkindex.dat应该会碰到和wallet.dat同样的问题。

class CTxDB : public CDB { public: CTxDB(const char* pszMode = "r+", bool fTxn = false) : CDB(!fClient ? "blkindex.dat" : NULL, pszMode, fTxn) {}

它传的同样是r+,也就是不支持创建文件。

而我们上面的测试，同样没有调用跟LoadWallet一样的LoadBlockIndex函数，这是分别创建wallet.dat和blkindex.dat文件函数，如果文件不存在的话。

那我们这里还是遵循之前wallet.dat的解决方法，在构造CTxDB对象，传参数"cr"。(减少测试工作量，不调用Load)

即AddToBlockIndex函数里，对应的部分改成如下代码:

CTxDB txdb("cr"); txdb.TxnBegin(); txdb.WriteBlockIndex(CDiskBlockIndex(pindexNew));

13.测试代码

好，main中测试代码如下：

int main() { CBlock b = GenerateTestBlock(); bool res=b.AcceptBlock(); if (res) { cout << "写区块数据和写索引目录成功!" << endl; auto it = mapBlockIndex.begin(); // 迭代器指向第一个元素 uint256 firstHash = it->first; cout << "索引哈希值:" << firstHash.ToString() << endl; CBlockIndex* pIndex = it->second; cout << "索引区块中的时间:(对比是否一致)" << pIndex->nTime<<endl; } return 0; }

这个GenerateTestBlock函数代码在前面的章节有给出，这里就不贴代码，就是填充一个块的数据。然后区块数据部分就不输出了，因为WriteToDisk函数之前已测试过。

这里只输出一下索引相关的数据，而且是读内存中的，不是数据库里的。

数据库将会在读的部分给出，这里仅测试写的部分，只是为了展示一下数据。

注：程序有报错，解决报错过程由于太长，写在了下一章。