网络聊天程序的设计和实现报告.docx
《网络聊天程序的设计和实现报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络聊天程序的设计和实现报告.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
网络聊天程序的设计和实现报告
程序设计实践
设
计
报
告
课题名称：
网络聊天程序的设计和实现
学生姓名：
班 级:
班内序号:
17
学 号：
日 期:
201４.５．25
1）
课题概述
1.1课题目标和主要内容
主要内容和目标:
（1）按实验步骤使用VC＋+设计出程序，在此的基础上用VＣ++或其他工具设计出一个能实现两个人及以上人次聊天的网络程序。
（２）熟悉VisｕaｌC＋+的基本操作；掌握最基本的Cｌieｎt／Sｅrver（客户机／服务器）模式的网络编程技术，并在此基础上实现更为复杂的网络编程；基本了解基于对话框的wｉndｏws应用程序的编写过程;对于ＷiｎdowsＳｏｃｋeｔ编程建立初步概念。
使用的开发平台:
VＣ201３
采用的主要工具：
MFＣ应用程序
1.2系统的主要功能
功能表:
１．建立服务器：
程序运行后,可以输入IP地址和端口号后建立服务器，用于监听信息。
2．实现客户端功能：
程序运行后,可以输入IP地址和端口号，连入服务器，进入聊天室聊天。
3.聊天功能：
进入聊天室的客户可以给自己取昵称，然后进行多人聊天。
界面可以输入聊天内容、昵称，可以显示聊天信息。
2）系统设计
2.1系统总体框架
系统框架图：
系统在输入IP和端口之后,可以建立服务器。
再打开一个程序作为客户端,输入ＩP和端口，连接进入服务器聊天室可以进行多人聊天。
２.２系统详细设计
２.2.1 模块划分图及描述
a）服务器监听模块：
添加一个基于CSocket的CseｒｖｅrＳocｋet类，用于监听套接字。
其中CSockeｔ是ＣAsyncSｏckｅｔ类的派生类，它们都是从CＯbjecｔ类继承下来的。
CSocket类是更高层次的网络接口抽象。
在服务器端,需要先用指定端口创建套接字,然后调用Ｌisｔen（）函数对制定连接端口进行监听，再创建一个空的CSｏckｅｔ对象。
收到请求后，调用Accｅpt（）函数对客户端的连接请求进行接收。
具体过程中,需要先添加成员变量和初始化函数声明。
然后需要重载OnAcceｐt函数。
b）通信类模块
该部分主要用于创建客户端程序以及数据的传输,其实现方式原理如下：
i.客户端程序:
首先调用系统的Ｃｒｅａte（）函数,用缺省的端口创建套接字；然后需要使用函数Connect（）连接指定地址的服务器。
ii.数据传输:
该部分主要实现信息的传输、接受和处理。
首先创建与ＣSocket类的对象相连接的CSocketFilｅ类对象,再创建与CSocketFilｅ类的对象相连接的CAｒchivｅ类对象,用于储存将要发送的数据，再创建与CＳocｋetＦiｌe类的对象相连接的CＡrchive类对象,用于存储接收数据，最后只需要发送和接收数据。
具体实现方式为:
1.添加用于发送、接收和存储的成员变量以及初始化函数声明。
2.添加用于发送消息的SeｎdMeｓsage（）函数，添加关闭套接字的函数ＣloseＳockｅt（）。
3．添加函数sｔａtｉc int GetIｐAddress（）函数获取本地IＰ地址。
４．重载函数ＯnClｏse（），ＯnReｃeive（）,分别用于服务器处理关闭套接字以及接收数据。
c）信息模块：
为项目添加基于CＯｂｊｅct类的CMｅssｇ类，主要用于保存数据。
核心包括定义ＣＳtrｉnｇ类型的变量m＿strTeｘt,另外需要修改构造函数和Ｓｅrialize函数。
d）窗口界面模块:
首先创建一个基于对话框的项目,再设计对话框：
添加一个LｉstBox控件显示所有聊天内容，并为其关联Ｃlistbox类型的成员变量;添加一个EdｉｔBox控件输入发送聊天信息，并为其关联CＳｔriｎg类型成员变量;添加一个IP控件输入服务器地址，并为其关联IP控件类型成员变量；添加一个EditＢoｘ类型控件输入服务器端口，并为其关联UNIT类型的成员变量;添加一个EditBox类型控件输入用户昵称，并为其关联一个CSｔｒiｎg类型成员变量;对吼添加三个按钮分别表示“发送消息”、“建立服务”和“连接服务器”，设置好各自的ID。
在对窗口的处理中，需要实现以下几点:
1.为对话框类中添加实现处理连接和处理断开连接的函数PｒoｃessＡccerｔ（）和CloseＳeｓsｉonSｏcket（）.
2.实现对相关变量的初始化；
3.对三个按钮建立相关的消息函数，包括建立服务,连接和发送消息。
2．２.2类关系图及描述
本程序ＣＡbｏｕｔDlｇ类并没有太大变化,主要对其他类进行分析:
CClientSocket类成员表:
名称
属性
说明
ＣCｌiｅntSoｃket：
:
～ＣClｉｅntSｏckｅt
成员函数
析构函数
CＣｌｉenｔSocket：
:
CClｉentSoｃket
成员函数
构造函数
CＣlｉeｎtSoｃket:
:
CloseSoｃket
成员函数
关闭套接字
CCliｅntＳｏcket:
：
GｅtIpAdｄrｅss
成员函数
获取本地IP
CＣlieｎｔＳｏcｋｅt:
:
Iｎit
成员函数
初始化
ＣClｉentSoｃkeｔ:
:
ＯnClｏse
成员函数
关闭连接
CClientSoｃkｅt:
：
OnReceive
成员函数
接受数据
CCｌieｎｔSoｃkｅt:
:
ＳendMessage
成员函数
发送数据
ＣClientSocket:
:
ｍ_ａSeｓsｉｏnIｎ
成员变量
数据输入
CＣlienｔＳｏckｅt:
:
ｍ_aＳesｓiｏｎＯut
成员变量
数据接收
CClientＳoｃｋet:
:
m_bClose
成员变量
关闭连接的ＢOＯL型变量
ＣClientSoｃｋet:
:
m_bＩｎiｔ
成员变量
初始化变量
CＣliｅntＳocket：
：
ｍ_dlg
对象指针
用于进行操作的指针
CClｉentSockeｔ:
:
m＿ｓfSoｃketFiｌｅ
指针
用于储存的指针
Cｍesｓg类成员表：
名称
属性
说明
CMessg：
:
~ＣＭessg
成员函数
析构函数
CMessg：
:
CＭessg
成员函数
构造函数
CMessg:
:
Seriａlize
成员函数
控制数据输入和输出
CMeｓsg：
:
from
成员变量
用户昵称,显示数据来源
ＣMessｇ：
:
m＿strText
成员变量
输入聊天内容
CMeｓsg:
:
to
成员变量
用户昵称,显示数据对象
CSeｒｖerSｏｃｋet类成员表:
名称
属性
说明
CServerSocｋet:
:
～CServerSockｅt
成员函数
析构函数
CSeｒｖerSｏckeｔ：
:
CSｅｒvｅｒSocket
成员函数
构造函数
CServerSocｋet:
：
Init
成员函数
服务器初始化
CSerｖerSoｃket:
:
OnＡccept
成员函数
重载后用于接收连接
ＣSeｒverＳoｃkｅt:
:
m_ｄlｇ
对象指针
实现操作
ＣＳerverSockeｔ：
：
m_uＰoｒt
成员变量
端口号
CSimpleChatDlg类成员表:
名称
属性
说明
ＣSｉｍpｌｅChatDlg:
：
CｌｏｓeSesｓｉｏｎSocｋet
成员函数
处理断开连接
CSｉmpleChａｔＤlg：
:
CSimpleChａtＤlg
成员函数
构造函数
CＳｉmpleＣhａtDlg:
:
OnＢnClｉckedCoｎnect
成员函数
点击后连接服务器
CＳimplｅCｈaｔDlg:
：
OnBnClicｋedSenｄＭessａge
成员函数
点击后发送数据
CSimｐleCｈaｔDlｇ：
:
ＯnBnCｌｉckeｄＳｅtServer
成员函数
点击后建立服务器
CＳｉmｐlｅCｈatDlg:
:
OｎInitDiａlog
成员函数
初始化对话框
CSｉmpleChatDｌｇ:
：
ProcesｓＰeｎｄingAccept
成员函数
处理连接
CSｉmpleＣhatDlg:
:
m_bＣliｅnｔ
成员变量
BOOL类型记录连接
ＣSiｍｐｌeＣhａｔDｌg：
:
m_bIｎｉt
成员变量
ＢOＯＬ类型记录是否初始化
CSimplｅChatDlg:
:
ｍ_ｃlieｎｔsockeｔ
对象名
套接字对象
CSimplｅChａｔＤlg:
:
ｍ_conneｃtiｏnＬist
成员变量
连接者清单
CSｉmpleChatDｌｇ:
:
ｍ_name
成员变量
显示连接着昵称
ＣSimｐｌeChatＤlg:
:
m_pLiｓｔenSocket
成员变量
服务器套接字
ＣSiｍpleChａtＤlｇ:
:
m＿srvIＰ
成员变量
记录输入的IP地址
CSimpｌeＣhaｔＤｌｇ:
:
m＿srvＭｅssage
成员变量
显示聊天内容的控件变量
ＣＳｉmplｅChatDｌg:
:
m_ｓｔｒMessage
成员变量
输入信息的控件变量
２.２.３程序流程图及描述
整个聊天室工作状态如上图。
２．３关键算法分析
函数一：
Iniｔ（UINＴ port,CＳimpleＣhａtDｌｇ*dlg）/／初始化服务器函数
BＯＯLCＳerverＳocket:
:
Init（ＵIＮTpｏｒｔ,CＳiｍplｅCｈatＤlg* dlg）
{
ﻩm_uＰort=poｒt;
ﻩﻩm_dlｇ=dｌg;
ﻩif（Creａte（m_uPort）==FALSE）
ﻩ{
ﻩAfxMessageＢox（_T（"服务器创建错误!
＂））;
ﻩreｔｕrｎFALSＥ;
ﻩﻩ｝
ﻩｉｆ（thｉs－>Lｉsten（）==FＡLSE）
ﻩﻩ｛
ﻩﻩＡfxＭessaｇeBｏx（＿T（＂服务器监听失败!
"））;
ｒeｔｕｒnFAＬＳE;
ﻩﻩ}
ﻩﻩm_dlg->ｍ_sｒvMessagｅ.AdｄString（_T（"服务器建立成功！
"））;
ﻩﻩｒeturn ＴRUＥ;
}
函数二:
ＯnClosｅ（int nErrorCｏde）/／关闭连接
void ＣClｉｅntＳocｋet：
:
OnＣlose（inｔｎErrorCodｅ）
｛
ﻩ//TODO：
在此添加专用代码和／或调用基类
ﻩｍ_ｂＣlｏｓe＝true;
ﻩCloｓeSocket（）；
ﻩm_dlg－>CloseＳeｓｓionSocket（）;
ﻩCSocｋｅｔ：
:
ＯnＣlosｅ（nEｒroｒCｏde）;
｝
函数三:
CloseＳockeｔ（）//关闭套接字
ｖｏid CCｌientＳoｃｋeｔ:
:
ＣloｓeSocｋｅｔ（）
{
ﻩｉf（m_aＳessionIn）
｛
ﻩdeｌeｔｅm_aＳessionIn;
ﻩm_aＳessiｏｎＩn=NULL；
ﻩ}
if（ｍ＿aSessionＯut）
ﻩ{
ﻩdelｅｔeｍ_aSｅssｉonOｕt;
ﻩﻩｍ_aSｅssｉｏnOｕt＝NＵLL;
}
ｉf（m_ｓfＳocketFile）
{
dｅleｔeｍ_aSessioｎOｕt;
ｍ_ｓfSockeｔFile=ＮＵLL；
}
Cloｓe（）;
m_bIniｔ=ｆalse;
ｍ_bClose=tｒue;
}
函数四：
OnＲeｃeivｅ（intｎＥrroｒCodｅ）／／接收数据
voidCClientSocket:
：
OnReｃｅｉve（intnErrorCodｅ）
{
ﻩ//TODO：
在此添加专用代码和/或调用基类
do
ﻩ{
ﻩCMessg temｐ；
teｍｐ.Seriａｌize（*m_aSesｓionIn）；
ﻩﻩm_dlg->m_srvMesｓage．IｎsｅｒｔSｔriｎg（0,ｔemp．fｒoｍ+_Ｔ（＂说:
＂）＋temp．m＿ｓｔrＴexｔ）；
ﻩ/／m_dlg-＞m_ｎａｍelist.InsertSｔring（0, temｐ.frｏm）；
ﻩiｆ（！
m_ｄlg->m_bClienｔ）//服务器
ﻩ{
ﻩfoｒ（POSITＩON ｐos＝m_ｄlg->m_connecｔionＬist.GeｔHeadPosition（）;pos!
=NUＬL;）
ﻩﻩ{
ﻩﻩﻩＣＣlieｎtSockｅt*t＝ （CCｌientＳｏckｅt*）ｍ_dlg－>m_cｏnnｅctionLｉst.GetNext（pｏs）;
ﻩif（t->m_ｈSockｅt！
=tｈis-＞m_hSockｅt）
ﻩﻩt->ＳｅndＭｅssage（&temｐ）;
ﻩ}
ﻩ}
ﻩ}ｗhile（！
m＿ａSessionIn->IｓＢuffｅrEｍpty（））;ﻩ
m_ｄlｇ->UpdaｔeDａta（fａｌｓe）;
ﻩCSockｅt:
:
OnＲeceivｅ（nＥrrorCode）；
｝
函数五:
GeｔIpAddrｅss（ｃonst CStrｉnｇ&sHostＮaｍe,ＢYＴＥ &f0,BYTE&f1,BYTE&f2，BYＴＥ&f3）／/获取本地IP
int CCｌientＳｏckeｔ:
：
GｅｔＩpAddress（constCString＆sHosｔName,ＢYＴＥ＆f0，ＢYTE &ｆ1，BYTE&ｆ2，BＹTE&f3）
｛
sｔrucｔｈostent FAＲ *ｌpHoｓtEnt=gethｏsｔｂyname（（char*）＆sHｏｓtNamｅ）;
ﻩｉf（lｐHoｓｔEnｔ=＝ＮULL）／/错误
ﻩ{
f0=f1=f2＝f3=0;
ﻩﻩreturnGeｔＬastErｒoｒ（）;
}ﻩ
LＰSＴＲlpＡddr=lｐHostEnt->ｈ_addr_list［0]；
ｉｆ（ｌpAddr） /／获取ＩP
ﻩ{
ﻩｓｔructin_addr ｉnAddr；
ｍemmｏｖe（&inAｄｄr,lpAdｄr,4）;
f0=inAddr.S_uｎ．Ｓ_un_b.s_b1;
ﻩf1=inAdｄr．S_un.Ｓ_uｎ_ｂ．s_ｂ2；
ｆ2=ｉｎＡｄdｒ.Ｓ_ｕｎ.S_ｕn_b．s_b３;
ﻩf3＝inAｄｄr.Ｓ＿uｎ．Ｓ_un_ｂ.ｓ_ｂ４;
ﻩ}
ｒeturn０;
}
函数六：
OnBnＣlｉckeｄConnecｔ（）//连接服务器
voｉｄCSimｐleＣhatＤlｇ:
：
OnＢnＣｌickedＣｏnnect（）
｛
//ＴODＯ:
在此添加控件通知处理程序代码
if（!
m＿ｂIｎit）
｛
ﻩBYTEf0，f1,f２,f3;
ﻩm_srvＩP.GetAddｒess（f0,f1,ｆ2，f3）;
ﻩCＳｔrinｇｉｐ；
ﻩip.Formａｔ（_T（"%ｄ.%d．％d．%ｄ＂），f0，f１,f2，f3）;
ﻩm_bCｌient=true；
ﻩm_clientsoｃket.Ｃreate（）;
ﻩif（ｍ_ｃlientsocｋｅt．Connect（iｐ,ＧetDlgItemＩnt（ＩＤC_PＯRT）））
ﻩ{
ﻩﻩm_clientsoｃｋet．Ｉｎit（this）;
ﻩm_ｓrvMesｓａge.AddString（_T（"连接成功!
"））;
ﻩ//ｍ＿naｍelｉsｔ.ＩｎseｒｔＳtring（0, m_name）;
ﻩﻩｍ_bInit＝true;
ﻩﻩ}
elsｅ
ﻩ{
ﻩﻩﻩｍ＿cｌientsｏcｋｅt.Ｃlose（）;
ﻩﻩﻩAfxMessageＢoｘ（_T（"连接失败!
＂））；
ﻩ/／m_namelｉｓt.ＩnsｅrtString（０,m_naｍe）；
ﻩﻩm＿ｂIｎｉｔ=falsｅ;
ﻩ｝
ﻩ}
}
函数七：
OnBnCｌiｃkｅdＳendMｅsｓage（）／/点击发送消息
voidＣSimpleＣhaｔDlg:
：
ＯnBnClickeｄＳenｄMessaｇe（）
{
ﻩ/／TＯＤO:
在此添加控件通知处理程序代码
ﻩUｐdａtｅDａｔa（）；
ﻩiｆ（!
m＿bInit）
｛
ＡfxMeｓsageＢox（_Ｔ（"没有连接到服务器！
"））;
ﻩﻩreｔｕrn;
ﻩ}
ﻩＣＭessg ｍｓg;
ｍｓg．m＿stｒTeｘｔ＝ｍ_ｓtrMessaｇe;
ﻩｍsg.from= m_ｎame；
CStriｎｇout;
ﻩｉf（!
m_bCｌient）
ﻩ｛
ﻩout=msg.fｒom;
out+＝"说：
＂；
ﻩﻩout +=msg.m_ｓtrTexｔ；
ﻩm_srvMｅsｓage.IｎsｅrtＳtｒｉng（０, out）；
／／m_nａmeｌist.InsｅrtSｔrinｇ（0,msg.frｏm）;
POSITＩONpos;
ﻩﻩfor（pos=m_conｎectiｏnLiｓt．GetHｅaｄＰｏsiｔioｎ（）；pos！
=NULＬ;）
ﻩ{
ﻩＣClieｎtＳｏckeｔ＊t＝（ＣClieｎｔSｏｃket*）m＿conｎeｃｔｉｏnLｉst.GetNexｔ（ｐｏs）;
ﻩｔ－>SｅndMessａｇe（＆msg）；
ﻩﻩ｝
}
else
{
ﻩｏut=mｓg．ｆrｏm；
ﻩout＋=＂说:
＂;
out+＝ msg.m_ｓｔrText;
ﻩｍ_ｓrvMessaｇe.InseｒtStｒinｇ（０，out）;
ﻩ//m_nameｌiｓt.IｎｓerｔStriｎg（0,mｓg．frｏm）;
m_cｌiｅｎｔｓoｃket.SendMessage（&mｓg）;
ﻩ}
ﻩｍ_strMeｓsage=＿Ｔ（""）；
ﻩUpdateData（faｌse）;
}
函数八：
OnＢnＣlickｅdSeｔSｅrver（）//建立服务器
voｉdＣSimpleChatDlg:
：
OnBnＣlｉckeｄＳetＳeｒver（）
｛
ﻩ／／ TOＤO:
在此添加控件通知处理程序代码
if（!
m_ｂIniｔ）
ﻩ{
ﻩｍ＿bClient=ｆalｓe；
m_bInit=trｕe;
ﻩiｆ（m＿pLｉstｅnＳｏｃket.Ｉnｉt（ＧｅｔDｌgIｔemＩnｔ（IＤC_PＯRT）,thｉs）＝=FALＳE）
ﻩ｛
ﻩﻩm_bＩnit=false;
ﻩｒeturｎ;
ﻩ}
}
}
函数九:
ProｃessＰｅｎdingAcｃｅｐt（）／/处理链接
vｏid CSimpleCｈaｔDlｇ:
:
ProｃessPendingAccepｔ（）
｛
ﻩCClientSｏｃkｅt*pSｏcｋet=newCClientSoｃket（）；
if（m_ｐLiｓｔenＳｏckeｔ．Aｃcepｔ（*ｐＳoｃket））
ﻩ{
ﻩﻩCＭessgｍsｇ;
ﻩmsg.ｍ＿strＴeｘt=_T（"一个游客进入聊天室了"）;
ﻩｍ＿sｒvMessaｇe.ＩnseｒｔStrｉｎg（0,＿T（"一个游客进入聊天室了"））;
POSＩTIOＮpos;
ﻩfor（ｐos=m_connectiｏnＬist.GｅtHｅadPositｉｏn（）;pos!
=ＮULＬ;）
ﻩﻩ{
ﻩCCliｅntSｏcket * t＝（CClｉentＳocket*）m_ｃoｎnectiｏnList.GetNexｔ（poｓ）；
ﻩt-＞ＳendMessage（&ｍsg）;
ﻩ}
ﻩpSocket－>Iniｔ（thｉｓ）;
ﻩｍ_ｃoｎnectiｏnList.AddＴａil（pSocket）;
}
ﻩeｌｓｅ
dｅleｔepSｏcket;
}
3.程序运行结果分析
图一:
建立服务器
图二：
客户端连接
图三：
服务器端显示
图四:
自由聊天展示
4.总结
4．1课题的难点和关键点
难点:
1.对windows套接字的使用;
２.对各种类成员函数调用；
３．需要使用面向对象的编程,编写较为复杂。
关键点:
利用MFC提供的ＣＳockeｔ类来创建聊天工具,可以被动地接收网友聊天请求,还能主动提出聊天请求。
应将聊天室系统分为两部分：
服务器和客户端，需要先启动服务器，指定端口号,同时取一个网名，客户端则需要输入ＩP和端口号登录服务器，取一个网名与服务器连接，然后再简单聊天室中聊天。
4.2本课题的评价
套接字编程接口已经成为目前进行网络通信的实际标准,我们在使用套接字进行开发的过程中,可以不必过多考虑底层协议的具体实现,这对于我们来讲是优势。
套接字编程接口也有一定不足,比如:
函数众多，调用频繁,不利于基于面向对象的开发等。
4.3心得体会
通过实验加深对ＶＣ2013的了解和掌握,对该程序有了更深刻的认识。
学习了CＡｓyncSｏckeｔ和CＳｏcket类进行网络编程，能使我在今后的学习中开发出一片新的天地,丰富了我的知识,开拓了我的视野,有利于在今后的学习中举一反三,将MFC作为一项基本的工具,投入到学习生活之中,让我对自己的未来充满信心。
5.参考文献
[1]《VisuaｌC++.NＥT2005 中文版基础与实践教程》电子工业出版社
[2]《Viｓual C+＋.ＮET程序设计》 清华大学出版社
[3]《计算机网络——简单聊天程序的设计与实现》 某学校实验
升级会员 