课程设计简易聊天

课程设计报告 课程名称：面向对象程序设计C+ 设计题目：简易聊天 专 业：计算机科学与技术 姓 名： 学 号： 指导教师： 李 晓 虹2016年1月1日一、Socket简介80年代初，美国政府的高级研究工程机构（ARPA）给加利福尼亚大学Berkeley分校提供了资金，让他们在UNIX操作系统下实现TCP/IP协议。在这个项目中，研究人员为TCP/IP网络通信开发了一个API（应用程序接口）。这个API称为Socket接口（套接字）。今天，SOCKET接口是TCP/IP网络最为通用的API，也是在INTERNET上进行应用开发最为通用的API。90年代初，由Microsoft联合了其他几家公司共同制定了一套WINDOWS下的网络编程接口，即WindowsSockets规范。它是BerkeleySockets的重要扩充，主要是增加了一些异步函数，并增加了符合Windows消息驱动特性的网络事件异步选择机制。WINDOWSSOCKETS规范是一套开放的、支持多种协议的Windows下的网络编程接口。从1991年的1.0版到1995年的2.0.8版，经过不断完善并在Intel、Microsoft、Sun、SGI、Informix、Novell等公司的全力支持下，已成为Windows网络编程的事实上的标准。目前，在实际应用中的WINDOWSSOKCETS规范主要有1.1版和2.0版。两者的最重要区别是1.1版只支持TCP/IP协议，而2.0版可以支持多协议。2.0版有良好的向后兼容性，任何使用1.1版的源代码，二进制文件，应用程序都可以不加修改地在2.0规范下使用。SOCKET实际在计算机中提供了一个通信端口，可以通过这个端口与任何一个具有SOCKET接口的计算机通信。应用程序在网络上传输，接收的信息都通过这个SOCKET接口来实现。在应用开发中就像使用文件句柄一样，可以对SOCKET句柄进行读，写操作。Socket可以支持数据的发送和接收，它会定义一种称为套接字的变量，发送数据时首先创建套接字，然后使用该套接字的sendto等方法对准某个IP/端口进行数据发送；接收端也首先创建套接字，然后将该套接字绑定到一个IP/端口上，所有发向此端口的数据会被该套接字的recv等函数读出。如同读出文件中的数据一样。二、需求分析随着全球信息化的不断发展，网络也不断发展，对局域网的吞吐和处理信息的能力的要求不断提高，局域网已经不堪重负，制约了效率的提高。为了解决以上的矛盾，我们采用基于socket局域网通信的软件。基于Socket的局域网通信软件可以为企业原有的局域网提供一种良好，安全，快速的通信机制。它的实现无需对企业原有的局域网硬件进行任何改动，具有实现成本低廉的优点，它的使用能有效地降低局域网通信负荷，提高局域网的使用效率，可以很好地解决企业内部局域网的各种通信需求。 基于Socket的局域网聊天工具是此类局域网通信软件的具体实例之一，它很好地诠释了Socket通信的原理，并且在企业内部通信、教学、讨论等应用中都具有一定的实用价值。它具有信息收发速度快，保密性好，占用网络带宽资源低，占用服务器吞吐能力低，易于编程实现等优点。 三、简要的接口命令介绍1.1SOCKET类型SOCKET是socket套接字类型，在WINSOCK2.H中有如下定义：typedef unsigned int u_int;typedef u_int SOCKET;可知套接字实际上就是一个无符号整型，它将被Socket环境管理和使用。套接字将被创建、设置、用来发送和接收数据，最后会被关闭。1.2WSAStartup函数WSAStartup函数被用来初始化Socket环境，它的定义如下：int PASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequired, LPWSADATA lpWSAData);其返回值为整型，调用方式为PASCAL（即标准类型，PASCAL等于_stdcall），参数有两个，第一个参数为WORD类型，指明了Socket的版本号，第二个参数为WSADATA类型的指针。若返回值为0，则初始化成功，若不为0则失败。1.3WSACleanup函数这是Socket环境的退出函数。返回值为0表示成功，SOCKET_ERROR表示失败。1.4socket函数socket的创建函数，其定义为：SOCKET PASCAL FAR socket (int af, int type, int protocol);第一个参数为int af，代表网络地址族，目前只有一种取值是有效的，即AF_INET，代表internet地址族；第二个参数为int type，代表网络协议类型，SOCK_DGRAM代表UDP协议，SOCK_STREAM代表TCP协议；第三个参数为int protocol，指定网络地址族的特殊协议，目前无用，赋值0即可。返回值为SOCKET，若返回INVALID_SOCKET则失败。1.5setsockopt函数这个函数用来设置Socket的属性，若不能正确设置socket属性，则数据的发送和接收会失败。定义如下：int PASCAL FAR setsockopt (SOCKET s, int level, int optname, const char FAR * optval, int optlen);其返回值为int类型，0代表成功，SOCKET_ERROR代表有错误发生。第一个参数SOCKET s，代表要设置的套接字；第二个参数int level，代表要设置的属性所处的层次，层次包含以下取值：SOL_SOCKET代表套接字层次；IPPROTO_TCP代表TCP协议层次，IPPROTO_IP代表IP协议层次（后面两个我都没有用过）；第三个参数int optname，代表设置参数的名称，SO_BROADCAST代表允许发送广播数据的属性，其它属性可参考MSDN；第四个参数const char FAR * optval，代表指向存储参数数值的指针，注意这里可能要使用reinterpret_cast类型转换；第五个参数int optlen，代表存储参数数值变量的长度。1.6 sockaddr类型sockaddr类型是用来表示Socket地址的类型，同上面的sockaddr_in类型相比，sockaddr的适用范围更广，因为sockaddr_in只适用于TCP/IP地址。Sockaddr的定义如下：struct sockaddr u_short sa_family;char sa_data14;可知sockaddr有16个字节，而sockaddr_in也有16个字节，所以sockaddr_in是可以强制类型转换为sockaddr的。事实上也往往使用这种方法。1.7Sleep函数线程挂起函数，表示线程挂起一段时间。Sleep(1000)表示挂起一秒。定义于WINBASE.H头文件中。WINBASE.H又被包含于WINDOWS.H中，然后WINDOWS.H被WINSOCK2.H包含。所以在本例中使用Sleep函数不需要包含其它头文件。1.8sendto函数在Socket中有两套发送和接收函数，一是sendto和recvfrom；二是send和recv。前一套在函数参数中要指明地址；而后一套需要先将套接字和一个地址绑定，然后直接发送和接收，不需绑定地址。sendto的定义如下：int PASCAL FAR sendto (SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags, const struct sockaddr FAR *to, int tolen);第一个参数就是套接字；第二个参数是要传送的数据指针；第三个参数是要传送的数据长度（字节数）；第四个参数是传送方式的标识，如果不需要特殊要求则可以设置为0，其它值请参考MSDN；第五个参数是目标地址，注意这里使用的是sockaddr的指针；第六个参数是地址的长度；返回值为整型，如果成功，则返回发送的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR。1.9closesocket关闭套接字，其参数为SOCKET类型。成功返回0，失败返回SOCKET_ERROR。四、关键代码及效果1.1在对话框中初始化套接字并侦听连接请求if(m_pCSocListen=new CSocListen(this)if(m_pCSocListen-Create(1000)/ 创建端口号m_lst_log.AddString(等待连接);m_pCSocListen-Listen();elsem_lst_log.AddString(初始化失败，请重新启动程序);delete m_pCSocListen;/ 清除侦听socket所占内存elsem_lst_log.AddString(初始化失败，请重新启动程序);上述代码主要是创建并初始化ServSock套接字，并开始侦听连接请求。1.2、接受连接请求void CSocListen:OnAccept(int nErrorCode) / TODO: Add your specialized code here and/or call the base classCSocRecv*pCSocRecv;/ 接收客户端消息类指针if(pCSocRecv=new CSocRecv(this-m_pDlgSocSvr)if(Accept(*pCSocRecv)pCSocRecv-m_pCSocFile = new CSocketFile(pCSocRecv); pCSocRecv-m_pCArcIn = new CArchive(pCSocRecv-m_pCSocFile,CArchive:load); pCSocRecv-m_pCArcOut= new CArchive(pCSocRecv-m_pCSocFile,CArchive:store);m_pDlgSocSvr-m_pCSocRecv = pCSocRecv;pCSocRecv = NULL; m_pDlgSocSvr-m_lst_log.AddString(连接成功，可以开始传递消息咯！);m_pDlgSocSvr-m_button_send.EnableWindow(TRUE);elsem_pDlgSocSvr-m_lst_log.AddString(试图连接客户端失败！);delete pCSocRecv;elsem_pDlgSocSvr-m_lst_log.AddString(连接套接字初始化失败！);CSocket:OnAccept(nErrorCode);1.3发送信息void CSocSvrDlg:OnBTNSend() CStringcsSenMsg;/ 要发送的消息m_edt_senMsg.GetWindowText(csSenMsg);/ 获得编辑框内容if(csSenMsg=)AfxMessageBox(空字符串，不能发送！);return;m_lst_log.AddString(你发出的信息如下：);m_lst_log.AddString(csSenMsg);m_lst_log.SetCurSel(m_lst_log.GetCount()-1);*(m_pCSocRecv-m_pCArcOut)m_pCArcOut-Flush();服务器端的界面如下：2.1、在对话框中初始化套接字并建立连接在对话框类的OnInitDialog函数中添加如下代码m_lst_log.AddString(正在连接);if(m_pCSocSend=new CSocSend(this)if(m_pCSocSend-Create()/ 创建套接字if(m_pCSocSend-Connect(localhost,1000)/ 服务器名称、端口号m_pCSocSend-m_pCSocFile = new CSocketFile(m_pCSocSend);m_pCSocSend-m_pCArcIn=newCArchive(m_pCSocSend-m_pCSocFile,CArchive:load);m_pCSocSend-m_pCArcOut=newCArchive(m_pCSocSend-m_pCSocFile,CArchive:store);m_lst_log.AddString(连接成功，可以开始传递消息咯！);m_btn_send.EnableWindow(TRUE);elsem_lst_log.AddString(连接不成功！);delete m_pCSocSend;/ 清除socket所占内存elsem_lst_log.AddString(初始化失败，请重新启动程序);delete m_pCSocSend;/ 清除socket所占内存elsem_lst_log.AddString(初始化失败，请重新启动程序);2.1、接收消息void CSocSend:OnReceive(int nErrorCode) / TODO: Add your specialized code here and/or call the base classCStringcsRecMsg;*m_pCArcIncsRecMsg;/ 获得服务器端传来的消息m_pDlgSocClt-m_lst_log.AddString(服务器端发来的消息如下：); / 在列表框中添加服务器端发来的消息 m