Solidity中memory类型数组为何无法使用push方法？

问题复现 #

在Solidity合约中对memory类型的动态数组调用push方法时，会抛出如下编译错误：

Member "push" is not available in bool[] memory outside of storage.

触发错误的示例代码：

pragma solidity ^0.8.12;

contract Test {
    uint[] public arr = [uint(1), 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ,9];

    function isArrayEven() public view returns(bool[] memory) {
        bool[] memory ret;

        for (uint i = 0; i < arr.length; i++) {
            ret.push((arr[i]%2 == 0));
        }

        return ret;
    }
}

可行的修复方案是：创建memory数组时提前指定固定长度，再通过下标逐个为元素赋值，修复后可正常运行的代码如下：

pragma solidity ^0.8.12;

contract Test {
    uint[] public arr = [uint(1), 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ,9];

    function isArrayEven() public view returns(bool[] memory) {
        bool[] memory ret = new bool[](arr.length);

        for (uint i = 0; i < arr.length; i++) {
            ret[i] = (arr[i]%2 == 0);
        }

        return ret;
    }
}

设计逻辑说明 #

这个限制不是语法疏漏，是Solidity结合EVM底层运行特性做的刻意设计，核心原因有两点：

• 内存模型本质不同
  storage是合约的链上持久化存储，采用稀疏键值对结构存储数据，动态数组在storage中会单独维护长度字段，push操作仅需要更新长度标记、向新分配的存储槽写入元素即可，不需要移动原有数据，操作成本固定可预测。
  而memory是函数调用期间临时使用的线性连续内存空间，memory数组通过new关键字创建时，会一次性分配好对应长度的连续内存块，没有预留额外的扩容空间。如果给memory数组加上push能力，每次数组长度超过当前已分配空间时，都需要重新寻找一块足够大的连续内存区域，把所有旧数据复制到新位置后再写入新元素，这个过程会带来极高的Gas消耗，很容易让开发者在不知情的情况下付出超额的链上成本。
• 使用场景与生命周期不同
  memory中的数据仅在当前函数执行周期内有效，函数返回后对应的内存空间就会被直接回收，绝大多数使用memory数组的场景都可以提前确定数组长度（比如示例中判断数组元素奇偶性的场景，返回的结果数组长度和输入数组完全一致），强制要求提前声明数组长度几乎不会带来额外的开发负担，反而能避免未初始化数组、隐式扩容带来的越界访问、Gas消耗异常等问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kira5000