网络编程_基于TCP的简易聊天室_实验报告

1、下载可编辑网络编程课程设计说明书题目名称：基于 TCP/IP 的网络文字聊天程序设计专业：网络工程.专业 .整理 .下载可编辑班级：1201班学号：1220140105姓名：蒋星指导老师：利平完成日期：2014年12月13日.专业 .整理 .下载可编辑目录一、实验基本信息概要31. 题目要求 32. 题目容33. 开发环境 3二、流程图4三、系统简介51. 界面 52. 软件功能 53. 系统设计 94. 优点与缺点9四、系统详细设计111.ChatServer类 112.ChatClient类133.SocketException类155. 命令协议 156. 消息格式 16五、 系统测试1

2、61.服务器使用错误162.客户端使用错误173.启动服务器174.启动客户端175.关闭客户端176.启动服务器错误提示187. 公开聊天 188. 私聊 189. 错误的私聊1910. 更名2011. 帮助2012. 非法指令2013. 非法的指令参数2014. 连接服务器失败21六、心得体会21七、完整代码21Charserverd.cpp 服务器 main 函数文件 21ChatServer.h服务器类头文件22ChatServer.cpp服务器类 23ClientInfo.h客户信息类 33Charclientd.cpp客户端 main 函数 34ChatClient.h客户端头文件

3、34ChatClient.cpp客户端类 35InitSock.cpp初始化 WINSOCK类41.专业 .整理 .下载可编辑SockException.h异常类41八、 参考文献 42.专业 .整理 .下载可编辑一、实验基本信息概要1.题目要求1、开发平台Visual C+ 6.0。2 、对设计方法的要求使用 Visual C+ 6.0开发出在Windows 控制台或图形界面下运行的程序。3 、对设计容的要求 实现网络文字聊天程序的服务器端。 实现网络文字聊天程序的客户端。 主程序的结构和流程。 程序运行过程的截图。 网络文字聊天程序的实现原理。 网络文字聊天程序实现代码的分析。4 、对课程

4、设计说明书的要求 设计思路与开发过程。 对主要代码段要有较详细的注释。 对本次设计的评价、设计的收获与建议。5 、说明书为打印件2. 题目容容概要： 实现网络文字聊天程序的基本功能。3. 开发环境操作系统： Windows 7开发语言： C+集成开发环境：Microsoft Visual Studio 2010.专业 .整理 .下载可编辑二、流程图.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编

5、辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑三、系统简介1. 界面本软件使用DOS控制台界面，界面风格较为朴素。服务器：客户端：.专业 .整理 .下载可编辑2. 软件功能本软件实现了聊天室基本的功能，包括公开聊天，私聊，获取在线用户，更改昵称，获得帮助等。1）公开聊天在光标处直接输入消息后按回车即为发送公开聊天，如下图所示。.专业 .整理 .下载可编辑2）私聊使用命令 【 /m对方 UID 消息】即可发送私聊， 私聊只有对方可以看到，如下图所示：客户端 1，密聊 UID 为 132 的用户。发送后

6、.专业 .整理 .下载可编辑客户端 2，UID 为 132 的用户收到私聊消息。3）获取在线用户列表使用命令【 /list】即可获得在线用户列表，用户列表会议系统消息的方式返回，如下图所示。命令.专业 .整理 .下载可编辑发送后4）更改昵称使用命令【 /name 你的新昵称】即可立即更改昵称，成功修改后服务器会以系统消息的方式返回成功修改的提示。命令.专业 .整理 .下载可编辑命令发送后5）帮助信息使用命令【 /help 】即可查看服务器的欢迎信息，里面包含了该聊天室的使用帮助，如下图所示。命令.专业 .整理 .下载可编辑命令发送后3. 系统设计开发本软件时， 我使用了面向对象的思想，把服务器

7、和客户端封装成对应的类，类设计将会在下一节做详细介绍。 通行方面我在服务器接受客户端消息， 和客户端接受服务器消息时使用了 select 模型，发送信息我使用的是普通的 socket 原语。基本原理为服务器与客户端建立 TCP连接，然后服务器负责路由消息到各个客户端。4. 优点与缺点本软件对流程复杂的 SELECT模型进行了细致的拆分与抽象，做到了逻辑流程清晰，每个函数简洁易懂，层次分明。例如服务器启动函数：void ChatServer:Start().专业 .整理 .下载可编辑InitListenSocket();Bind();Listen();InitFDSocket();while (

8、true)DoSelect();trycharServer.Start();catch(SockException e)cout e.GetErrorInfo () endl;cout System Error Error Code: e.GetErrorCode () 0)for(int i = 0;i m_fdRead.fd_count; i+)DoFDRead(m_fdRead.fd_arrayi);.专业 .整理 .下载可编辑它也只完成一个简单的流程，调用select ，然后循环处理有读事件的socket 。void ChatServer:DoRead (SOCKET sRead)if

9、 (sRead = m_sListen)RecvNewConnect();elsem_sNowClient = sRead;RecvNewConnect();接下来的DoFDRead（）函数完成的事情也非常直接，如果有事件的socket是监听socket的话，那么就是接收到了一个新的连接，否则是接收到了新的小。从上面这个简单的例子中可以看到， 本软件最大的优点就是 精心设计的类和函数 。避免了使用 select 模型常见的反复嵌套的循环和判断，每个函数清晰明了。本系统还存在以下不足， 首先是没有对界面做更深入的优化， 只是做了最基本的调整， 让输入输出更加雅观，其次是底层原语的封装并没有考虑到

10、泛用性。四、系统详细设计这部分的文档在编码之前已经基本完成，由于时间较为仓促，部分容可能和实际有所出入。1. ChatServer类该类负责完成服务器所有操作。1） 类图2) 成员变量Map m_clients 聊天者的 SOCKET与昵称的映射 fd_set m_fdSocket 可用套接字集合fd_set m_fdRead有事件发生的套接字集合SOCKET m_sListen 监听 SocketSOCKET m_sNowClient 当前处理的客户套接字.专业 .整理 .下载可编辑int m_nPort监听端口3) 方法设计void Bind()void Listen()void Sele

11、ct()int Recv()SOCKET Accept()封装底层原语，并加入异常机制，使得外部调用简约明了。构造函数传入监听端口，初始化m_nPortStart()1）初始化监听套接字：void InitListenSocket()2）绑定套接字至本地机器：void Bind()3）进入监听模式（设置为非阻塞）：void Listen()4）初始化可用套接字集合void InitFDSocket()5）死循环，调用select方法DoSelect()6）结束DoSelect()1）令 m_fdRead = m_fdSocket2）调用 Select()3）循环处理Select的结果 DoFd

12、Read(Socket sRead)4）结束DoFdRead(int iReadIndex)1）判断是否为m_sListen2）是 m_sListen RecvNewConnect()3）否则令 m_sNowClient = m_fdReadiReadIndex，调用 RecvNewMessage()RecvNewConnect()1）判断是否达到套接字上线2）调用 Accept() ，接收连接sClient.专业 .整理 .下载可编辑3）添加 sCilent至 m_fdSocket4）添加套接字至m_clients AddClientToInfoMap(string name)AddClie

13、ntToInfoMap(string name)1）以 SOKCET为键， name为值加入MAPRecvNewMessage()1）调用 Recv 函数2）是否为命令IsCommand(string str)3）是，则DoCommand(string cmd)4）否，则DoMessage(string msg)5）结束IsCommand(string str)1）判断是否以/开头DoCommand(string cmd)1）判断指令，并解析命令与参数（argc, argv）2）调用指令处理函数3）假设只有SetName命令，那么则将对应的套接字的名称设置DoMessage(string ms

14、g)1）拼接消息与名字BuildMsg(string msg)2）在服务器上输出3）消息路由DispatchMessage(string msg)BuildMsg(string msg)1）从 m_clients中取出用户昵称2）拼接字符串，形成格式如下超人君 (127.0.0.1) 23:49:48说 :大家好 !即为：昵称（ IP 地址）时间说：消息正文3）返回DispatchMessage(string msg).专业 .整理 .下载可编辑1）构造迭代器2） 遍历 m_clients,若不是自身，则派送消息Send()2. ChatClient类该类负责处理客户端的所有操作。1） 类图2

15、） 字段设计SOCKET m_sClient客户端自身的socketSOCKET m_sServer服务器 socketstring m_name昵称sockaddr_in m_ServerAddr;服务器地址3） 方法设计构造函数根据端口号和服务器IP 初始化 m_serverConnect()void Select()int Recv()void Send()int Select()封装底层原语，加入异常处理，使得外部调用节约优雅void Start()1）初始化套接字InitClientSocket()2）连接服务器Connect()设置为非阻塞模式3）获取名字并发送至服务器InitNa

16、me()4）创建新线程并显示替他用户发言线程函数RecvMsgThread()5）循环 SendMsg()6）关闭客户端CloseClient()InitName()1）提示输入昵称.专业 .整理 .下载可编辑2）获取昵称3）合法性判断判断重复4）添加命令格式5）发送至服务器SendMsg()1）读取一行消息2）判断是否为命令IsCommand(string str)3）命令：处理命令DoCommand(string cmd)4）消息：处理消息DoMessage(string msg)DoMessage(string msg)1）发送消息Send()2）本地回显RecvMsgThread()1

17、） 初始化 fdSocket,将 m_sClient加入2）创建 fdRead3）死循环 , 将 m_sClient拷贝至 fdRead4）调用 Select5）循环，并输出收到的消息Recv()3. SocketException类该类负责记录SOKCET错误的代码以及错误信息。5. 命令协议命令格式为/ 命令参数 1 参数 21. 退出 : /exit2. 获取在线用户列表： /getuser.专业 .整理 .下载可编辑3. 私聊： /m UID 信息4. 清屏： /clear5. 帮助： /help处理方式IsCommand(string str)负责解析是否为命令判断首字母是否为斜杠/

18、str.at(0) = /ResoveCommand(stringcmd,int & argc,stringargv)若 是 命 令 将 命 令 解 析 为argc,argvDoCommand(string cmd)处理命令，调用具体的XXX命令处理函数DoCmdXXXX()。6. 消息格式1） 公共消息超人君 (127.0.0.1) UID:100说 :大家好 !四(127.0.0.1) UID:101说：你好！2） 私聊你悄悄地对ABC UID ： 100 说：你好CDF UID:101 悄悄地对你说：你好3） 服务器消息【系统消息】 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

19、XXX。4） 程序部提示.专业 .整理 .下载可编辑System Infoxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx五、系统测试1. 服务器使用错误2. 客户端使用错误3. 启动服务器.专业 .整理 .下载可编辑4. 启动客户端客户端出现欢迎信息以及昵称输入提示。服务器出现连接提示.专业 .整理 .下载可编辑5. 关闭客户端服务器出现断开连接提示6. 启动服务器错误提示给出错误提示信息和提示代码.专业 .整理 .下载可编辑7. 公开聊天所有客户端以及服务器都会显示。8. 私聊.专业 .整理 .下载可编辑只有私聊的二人才能看到聊天信息，其他用户和服务器无法看到。9. 错误的私聊私聊自己会

20、得到一个错误提示.专业 .整理 .下载可编辑私聊不存在的用户也会得到一个错误提示10. 更名.专业 .整理 .下载可编辑11. 帮助12. 非法指令非法指令会给出错误提示。.专业 .整理 .下载可编辑13. 非法的指令参数.专业 .整理 .下载可编辑14. 连接服务器失败六、心得体会这次实现我深入研究了 select 模型的使用，完成了一个简易的聊天室。这次试验也使我在编程技巧方面也有了很大的提高。七、完整代码Charserverd.cpp服务器 main 函数文件#include ChatServer.h#include SockException.h#include InitSock.h#

21、include using namespace std;.专业 .整理 .下载可编辑InitSock initSock;int main(int argc, char* argv)if (argc 2)cout Usage: argv0 Port endl;return 1;ChatServer charServer(atoi(argv1);trycharServer.Start();catch (SockException& e)cout e.GetErrorInfo() endl;cout System ErrorError Code: e.GetErrorCode() endl;Chat

22、Server.h服务器类头文件#ifndef CHAT_SERVER_H#define CHAT_SERVER_H#include #include #include #include ClientInfo.husing namespace std;class ChatServerpublic:void Start();void End();ChatServer(int nPort);ChatServer(void);private:void InitFDSocket();.专业 .整理 .下载可编辑void DoSelect();void DoFDRead(SOCKET sRead);voi

23、d RecvNewConnect();string IPAddrToString(sockaddr_in sin);void AddClientToInfoMap(ClientInfo info);void RecvNewMessage();bool IsCommand(string str);void DoCommand(string cmd);void ResoveCommand(string cmd, int& argc, string argv);void DoCmdName(int argc, string argv);void DoCmdGetUsers(int argc, str

24、ing argv);void DoMessage(string msg);void DoCmdPrivateMsg(int argc, string argv);string BuildMessage(string str, bool bIsPublic);string BuildSystemMsg(string str);void DispatchMessage(string msg);void CloseConnect();string IntToString(int nNum);/= 简单封装底层原语=void InitListenSocket();void Bind();void Li

25、sten() ;int Select();int Recv(char msgBuff);void Send(string msg, SOCKET client);SOCKET Accept(sockaddr_in& sin);/=private:map m_clients;fd_set m_fdSocket;fd_set m_fdRead;SOCKET m_sListen;SOCKET m_sNowClient;int m_nPort;.专业 .整理 .下载可编辑;#endif CHAT_SERVER_HChatServer.cpp服务器类#include #include #include

26、ChatServer.h#include SockException.h#pragma comment(lib, ws2_32.lib)using namespace std;#define MAX_BUFF_SIZE 500typedef map:iterator map_it;ChatServer:ChatServer(int nPort)this-m_nPort = nPort;void ChatServer:Start()InitListenSocket();Bind();Listen();InitFDSocket();while (true)DoSelect();void ChatServer:DoSelect()m_fdRead = m_fdSo