完整word版网络编程基于TCP的简易聊天室实验报告Word格式.docx
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集成开发环境：
MicrosoftVisualStudio2010
二、流程图
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：
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。
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
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
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。
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：
voidChatServer:
:
Start（）
{
InitListenSocket（）;
Bind（）;
Listen（）;
InitFDSocket（）;
while（true）
{
DoSelect（）;
}
}
try
charServer.Start（）;
catch（SockExceptione）
cout<
<
e.GetErrorInfo（）<
endl;
"
[SystemError]ErrorCode:
"
<
e.GetErrorCode（）<
它其实就完成了一个简单的流程，初始化socket，绑定，监听，初始化fd_socket集合，死循环调用select。
通过合理的封装底层原语和加入异常处理（异常交给顶层处理），使得代码专注于业务流程而不是繁杂的异常判断语句，在看下面这个函数DoSelect（）。
DoSelect（）
m_fdRead=m_fdSocket;
intnRet=Select（）;
if（nRet>
0）
for（inti=0;
i<
m_fdRead.fd_count;
i++）
DoFDRead（m_fdRead.fd_array[i]）;
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。
DoRead（SOCKETsRead）
if（sRead==m_sListen）
RecvNewConnect（）;
else
m_sNowClient=sRead;
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，部分内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<
SOCKET,string>
m_clients聊天者的SOCKET与昵称的映射
fd_setm_fdSocket可用套接字集合
fd_setm_fdRead有事件发生的套接字集合
SOCKETm_sListen监听Socket
SOCKETm_sNowClient当前处理的客户套接字
intm_nPort监听端口
3）方法设计
voidBind（）
voidListen（）
voidSelect（）
intRecv（）
SOCKETAccept（）
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_nPort
Start（）
1）初始化监听套接字：
voidInitListenSocket（）
2）绑定套接字至本地机器：
3）进入监听模式（设置为非阻塞）：
4）初始化可用套接字集合voidInitFDSocket（）
5）死循环，调用select方法DoSelect（）
6）结束
DoSelect（）
1）令m_fdRead=m_fdSocket
2）调用Select（）
3）循环处理Select的结果DoFdRead（SocketsRead）
4）结束
DoFdRead（intiReadIndex）
1）判断是否为m_sListen
2）是m_sListenRecvNewConnect（）
3）否则令m_sNowClient=m_fdRead[iReadIndex]，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
3）添加sCilent至m_fdSocket
4）添加套接字至m_clientsAddClientToInfoMap（stringname）
AddClientToInfoMap（stringname）
1）以SOKCET为键，name为值加入MAP
RecvNewMessage（）
1）调用Recv函数
2）是否为命令IsCommand（stringstr）
3）是，则DoCommand（stringcmd）
4）否，则DoMessage（stringmsg）
5）结束
IsCommand（stringstr）
1）判断是否以"
/"
开头
DoCommand（stringcmd）
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（stringmsg）
1）拼接消息与名字BuildMsg（stringmsg）
2）在服务器上输出
3）消息路由DispatchMessage（stringmsg）
BuildMsg（stringmsg）
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（stringmsg）
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。
2）字段设计
SOCKETm_sClient客户端自身的socket
SOCKETm_sServer服务器socket
stringm_name昵称
sockaddr_inm_ServerAddr;
服务器地址
根据端口号和服务器IP初始化m_server
Connect（）
voidSend（）
intSelect（）
封装底层原语，加入异常处理，使得外部调用节约优雅
voidStart（）
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InitName（）
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
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（stringstr）
3）命令：
处理命令DoCommand（stringcmd）
4）消息：
处理消息DoMessage（stringmsg）
1）发送消息Send（）
2）本地回显
RecvMsgThread（）
1）初始化fdSocket,将m_sClient加入
2）创建fdRead
3）死循环,将m_sClient拷贝至fdRead
4）调用Select
5）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2
1.退出:
/exit
2.获取在线用户列表：
/getuser
3.私聊：
/mUID信息
4.清屏：
/clear
5.帮助：
/help
处理方式
IsCommand（stringstr）负责解析是否为命令
判断首字母是否为斜杠"
str.at（0）=='
/'
ResoveCommand（stringcmd,int&
argc,stringargv[]）若是命令将命令解析为argc,argv
DoCommand（stringcmd）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!
李四（127.0.0.1）UID:
101说：
你好！
！
你悄悄地对ABCUID：
100说：
你好
CDFUID:
101悄悄地对你说：
3）服务器消息
【系统消息】XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。
4）程序内部提示
[SystemInfo]xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
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
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
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
7.公开聊天
所有客户端以及服务器都会显示。
8.私聊
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
私聊自己会得到一个错误提示
私聊不存在的用户也会得到一个错误提示
10.更名
11.帮助
12.非法指令
非法指令会给出错误提示。
13.非法的指令参数
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"
SockException.h"
InitSock.h"
#include<
iostream>
usingnamespacestd;
InitSockinitSock;
intmain（intargc,char*argv[]）
if（argc<
2）
cout<
Usage:
argv[0]<
Port"
return1;
ChatServercharServer（atoi（argv[1]））;
try
charServer.Start（）;
catch（SockException&
e）
e.GetErrorInfo（）<
[SystemError]ErrorCode:
e.GetErrorCode（）<
ChatServer.h服务器类头文件
#ifndefCHAT_SERVER_H
#defineCHAT_SERVER_H
WinSock2.h>
string>
map>
ClientInfo.h"
classChatServer
public:
voidStart（）;
voidEnd（）;
ChatServer（intnPort）;
~ChatServer（void）;
private:
voidInitFDSocket（）;
voidDoSelect（）;
voidDoFDRead（SOCKETsRead）;
voidRecvNewConnect（）;
stringIPAddrToString（sockaddr_insin）;
voidAddClientToInfoMap（ClientInfoinfo）;
voidRecvNewMessage（）;
boolIsCommand（stringstr）;
voidDoCommand（stringcmd）;
voidResoveCommand（stringcmd,int&
argc,stringargv[]）;
voidDoCmdName（intargc,stringargv[]）;
voidDoCmdGetUsers（intargc,stringargv[]）;
voidDoMessage（stringmsg）;
voidDoCmdPrivateMsg（intargc,stringargv[]）;
stringBuildMessage（stringstr,boolbIsPublic）;
stringBuildSystemMsg（stringstr）;
voidDispatchMessage（stringmsg）;
voidCloseConnect（）;
stringIntToString（intnNum）;
//============简单封装底层原语=============
voidInitListenSocket（）;
voidBind（）;
voidListen（）;
intSelect（）;
intRecv（charmsgBuff[]）;
voidSend（stringmsg,SOCKETclient）;
SOCKETAccept（sockaddr_in&
sin）;
//==========================================
map<
SOCKET,ClientInfo>
m_clients;
fd_setm_fdSocket;
fd_setm_fdRead;
SOCKETm_sListen;
SOCKETm_sNowClient;
intm_nPort;
};
#endifCHAT_SERVER_H
ChatServer.cpp服务器类
#pragmacomment（lib,"
ws2_32.lib"
）
#defineMAX_BUFF_SIZE500
typedefmap<
iteratormap_it;
ChatServer:
ChatServer（intnPort）
this->
m_nPort=nPort;
DoSelect（）;
if（nRet>
for（inti=0;
i<
{
DoFDRead（m_fdRead.fd_array[i]）;
}
DoFDRead（SOCKETsRead）
RecvNewConnect（）;
else
m_sNowClient=sRead;
RecvNewMessage（）;
if（m_fdSocket.fd_count>
=FD_SETSIZE）
[SystemInfo]接受连接达到上限，拒绝连接"
return;
sockaddr_inclientAddr;
m_sNowClient=Accept（clientAddr）;
ClientInfoclientInfo（clientAddr）;
[SystemInfo]接受来自"
clientInfo.GetIp（）<
的连接"
FD_SET（m_sNowClient,&
m_fdSocket）;
AddClientToInfoMap（clientInfo）;
stringChatServer:
IPAddrToString（sockaddr_insin）
stringstr=inet_ntoa（sin.sin_addr）;
str.append（"
）;
charszFormat[20];
str.append（ltoa（ntohs（sin.sin_port）,szFormat,10））;
returnstr;
AddClientToInfoMap（ClientInfoinfo）
m_clients[m_sNowClient]=info;
charmsgBuff[MAX_BUFF_SIZE];
intnRet=Recv（msgBuff）;
stringmsg（msgBuff）;
if（nRet<
=0）return;
if（IsCommand（msg））
DoCommand（msg）;
DoMessage（msg）;
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