库函数通常不修改状态变量（例如声明为view或pure），因此它们被认为是状态无关的。此外，库函数可以通过直接调用而不是DELEGATECALL来访问状态变量。

库在许多使用场景中非常有用，主要包括以下两个：

1. 共享代码：如果有多个合约中存在相同的代码段，你可以将这段代码部署为一个库。这有助于减少gas成本，因为合约的大小会影响gas的消耗。可以将库视为其合约的“父合约”。使用继承（而不是库）将相同的代码复制到多个合约中无法减少gas成本，因为在Solidity中，继承是通过复制代码的方式工作的。
2. 扩展数据类型：库还可用于为数据类型添加成员函数。这使得你可以在不修改原始数据类型的情况下，为它们添加额外的功能。

由于库在调用方式上与隐式的父合约非常相似（尽管它们不会在继承关系中明确列出，但使用库函数与调用继承的父合约函数方式几乎一样，例如，如果库L具有函数f()，可以通过L.f()来访问），库中的内部（internal）函数会被复制到使用它的合约中。同样，根据内部函数的调用方式，它们可以接受所有内部类型的参数，并对内存类型参数进行引用传递，而不是拷贝传递。此外，库中的结构体（structs）和枚举（enums）也会被复制到使用它的合约中。

因此，如果一个库中只包含内部函数、结构体或枚举，那么不需要单独部署库，因为库中的所有内容都会被复制到使用它的合约中。

下面的例子展示了如何使用库。

pragma solidity ^0.4.16;

library Set {
// 定义了一个结构体，保存主调函数的数据（本身并未实际存储的数据）。
struct Data { mapping(uint => bool) flags; }

// self是一个存储类型的引用（传入的会是一个引用，而不是拷贝的值），这是库函数的特点。
// 参数名定为self 也是一个惯例，就像调用一个对象的方法一样.
function insert(Data storage self, uint value)
public
returns (bool)
{
if (self.flags[value])
return false; // 已存在
self.flags[value] = true;
return true;
}

function remove(Data storage self, uint value)
public
returns (bool)
{
if (!self.flags[value])
return false;
self.flags[value] = false;
return true;
}

function contains(Data storage self, uint value)
public
view
returns (bool)
{
return self.flags[value];
}
}

contract C {
Set.Data knownValues;

function register(uint value) public {
// 库函数不需要实例化就可以调用，因为实例就是当前的合约
require(Set.insert(knownValues, value));
}
// 在这个合约中，如果需要的话可以直接访问knownValues.flags，
}

当使用库函数时，无需按照上述方式定义结构体、使用storage类型的引用参数，或限制多个storage引用类型的参数的位置。你可以自由地使用库函数，无需担心这些约束。

在调用Set.contains、Set.remove和Set.insert时，它们都将以DELEGATECALL的方式编译成外部合约和库的调用。需要注意的是，使用库时，实际发生了一个真正的外部函数调用。尽管msg.sender、msg.value和this的值将保持与主调合约中的相同（在Homestead之前，由于使用的是CALLCODE，这些值可能会更改）。

下面的例子演示了在库中如何使用memory类型和内部函数(inernal function)来实现一个自定义类型，而不会用到外部函数调用(external function)。

pragma solidity ^0.4.16;

library BigInt {
struct bigint {
uint[] limbs;
}

function fromUint(uint x) internal pure returns (bigint r) {
r.limbs = new uint[](1);
r.limbs[0] = x;
}

function add(bigint _a, bigint _b) internal pure returns (bigint r) {
r.limbs = new uint[](max(_a.limbs.length, _b.limbs.length));
uint carry = 0;
for (uint i = 0; i < r.limbs.length; ++i) {
uint a = limb(_a, i);
uint b = limb(_b, i);
r.limbs[i] = a + b + carry;
if (a + b < a || (a + b == uint(-1) && carry > 0))
carry = 1;
else
carry = 0;
}
if (carry > 0) {
// too bad, we have to add a limb
uint[] memory newLimbs = new uint[](r.limbs.length + 1);
for (i = 0; i < r.limbs.length; ++i)
newLimbs[i] = r.limbs[i];
newLimbs[i] = carry;
r.limbs = newLimbs;
}
}

function limb(bigint _a, uint _limb) internal pure returns (uint) {
return _limb < _a.limbs.length ? _a.limbs[_limb] : 0;
}

function max(uint a, uint b) private pure returns (uint) {
return a > b ? a : b;
}
}

contract C {
using BigInt for BigInt.bigint;

function f() public pure {
var x = BigInt.fromUint(7);
var y = BigInt.fromUint(uint(-1));
var z = x.add(y);
}
}

合约的源代码无法直接包含库的地址信息。库的地址是在编译时通过参数提供给编译器的。这些地址需要由链接器在最终的字节码中进行填充。要执行这个操作，可以使用命令行编译器进行链接，需要完成TODO部分的工作。

如果没有正确将地址以参数形式提供给编译器，编译后的字节码将仍然包含占位符”Set“（其中”Set”是库的名称）。你可以手动将所有这些占位符替换为库的实际十六进制地址。

Using for 指令