基于UDP协议的聊天工具的方案设计书最终版.docx
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基于UDP协议的聊天工具的方案设计书最终版
研究生课程论文
课程名称面向对象程序设计VC++
授课学期2012学年至2013学年
第1学期
学院电子工程学院
专业电子与通信工程
学号2012011597
姓名潘睿哲
任课教师黄守麟李廷会
交稿日期2013.4.10
成绩
阅读教师签名
日期
广西师范大学研究生学院制
基于UDP协议的聊天工具的设计
第1章需求分析
1.1功能需求
1 用户之间能够通过输入IP地址建立连接
2 用户能够输入所需发送的信息,并能够在界面上发看到输入的信息
3 用户之间可以相互通信
1.2应用平台需求
安装有VS2008的操作系统,能够正常运行EXE文件。
1.3界面的设计需求
本程序利用UDP协议来进行通信,因此可以简单地将发送端和接收端集成在同一个对话框界面上,并可以通过利用多线程技术以保证接受信息功能的顺畅。
1.4简单流程图
图1-1
第2章概要设计
2.1程序总体结构图
发送端接收端
创建套接字
输入消息
创建接收线程
显示消息
实现线程函数
发送消息
消息转换
接受消息
图2-1
2.2发送端流程
发送消息
显示消息
输入消息
创建套接字
图2-2
2.3接收端流程
消息转换
接受消息
实现线程函数
创建接收线程
图2-3
第3章详细设计
3.1界面设计
图3-1
说明:
界面由一个对话框,两个编辑框,一个按钮和一个IP地址编辑框组成。
其中接收数据栏中的编辑框可以显示发送的信息和接收到的信息,发送数据栏中编辑框则可以编辑发送信息,按回车键后即可发送信息。
IP地址栏中可以输入需要连接的主机的IP地址。
为了美观和方便,在添加按钮后,选中按钮控件的DEFAULT和VISIALBE属性,将其设定为不可见,并通过回车能够实现按钮功能。
3.2多线程
由于该聊天工具是将利用UDP协议实现聊天功能,并将发送端和接收端(某种意义上也可以算是服务器和客户端)集成在一起,为了将发送功能和接受功能同时实现,需要用到多线程技术。
因为在接收端接收数据时,如果数据没有来到,recvfrom函数会阻塞,从而导致程序暂停运行。
所以,将接收数据的操作放置在一个单独的线程中完成。
并给这个线程函数传递两个参数,一个是已创建的套接字,一个是对话框空间的句柄,这样,在该函数中,当接到数据后,可以将该数据传回给对话框,经过处理后显示在接受编辑框控件上。
传递的结构体的代码如下:
structRECVPARAM
{
SOCKETsock。
//已创建的套接字
HWNDhwnd。
//对话框句柄
}。
编写接受线程函数,并在一定情况下启动线程,具体代码请参阅附录。
3.3套接字
因为本程序使用的是UDP协议,并将接收端和发送端集成在一个面上,所以从理论上说,该界面即是服务器,又是客户端,而且基于UDP协议的聊天工具的套接字中并不需要监听和接受的步骤,彼此是点对点式的平等,也正是因此,所以可以将服务器和客户端集成在一起。
第四章测试结果
图4-1
第五章总结
这次课程设计对我来说是一个重大的挑战,因为从前没有学过C++,并对网络编程、套接字、多线程一无所知,所以遇到的困难很大。
不过好在老师的指导和自己通过网络,图书馆等途径的查询,终于搞明白了其中的大部分内容,这次课程设计对我的VC是一个检验,更加是是对我学习能力的一个检验。
在编写代码的过程中,所用到的技术基本上都能够从书上查到,并通过自己的揣摩能够编写,但是最后遇到了一个最大的问题,就是通过127.0.0.1的自网测试没有问题,但是在不同电脑相互通信的时候,往往套接字创建失败,这个问题一直困扰了我很长的时间,不管我怎么看代码都找不出其中的原因。
后来通过网络相关论坛的帮助,我才明白,原来Windows系统的防火墙对端口6000有限制,所以如果将套接字绑定在端口6000上,无法实现创建套接字,因此总是会不断地失败。
只需要改为其他的端口,即可在不同电脑之间的相互通信。
这算是我通过这次的课程设计所收获到的一个很大的知识点,也算是我的一个小礼物。
这次课程设计是我和我的同学一起完成的,我们通过相互的讨论和研究,终于完成了这个聊天程序,我们的合作很愉快,也非常感谢老师的帮助,希望我们在以后的学习中能够迎接新的挑战。
第六章关键源程序
AfxSocketInit()是一个BOOL型函数,作用是初始化套接字,成功返回非0,不成功返回0。
if(!
AfxSocketInit())//判断这个函数是否为0
{
AfxMessageBox("加载套接字库失败!
")。
//为0会有提示
returnFALSE。
//返回FALSE,关闭
}
else
{
AfxMessageBox("加载套接字库成功!
")。
}
InitSocket()函数用来初始化套接字,并和本地信息进行绑定。
BOOLCChatDlg:
:
InitSocket()
{
m_socket=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)。
/*用变量m_socket接收创建的套接字。
Socket()是1个创建套接字的函数,如果创建不成功,返回INVALID_SOCKET。
*/
if(m_socket==INVALID_SOCKET)/*如果创建套接字失败,则返回FALSE。
*/
{
MessageBox("创建套接字失败!
")。
returnFALSE。
}
SOCKADDR_INaddrSock。
/*定义SOCKADDR_IN类型结构体addrSock*/
//给结构体里的各个变量进行赋值。
addrSock.sin_family=AF_INET。
//用网际域
addrSock.sin_port=htons(5000)。
/*端口为5000,用htons函数转换成网络字节序*/
//获取主机IP地址,并赋值给结构体内变量。
addrSock.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY)。
//用bind函数将本地地址和建立的套接字进行绑定。
intretval。
retval=bind(m_socket,(SOCKADDR*)&addrSock,sizeof(SOCKADDR))。
//进行判断,如果绑定失败,关闭套接字,进行消息提示,返回FALSE。
if(SOCKET_ERROR==retval)
{
closesocket(m_socket)。
MessageBox("套接字与本地机地址绑定失败!
")。
returnFALSE。
}
else
{
MessageBox("套接字与本地机地址绑定成功!
")。
}
returnTRUE。
}
建立1个结构体RECVPARAM,并用指针pRecvParam指向它。
RECVPARAM*pRecvParam=newRECVPARAM。
/*用new给指针分配1个动态空间*/
pRecvParam->hwnd=m_hWnd。
//给结构体变量赋初值,传递对话框句柄
pRecvParam->sock=m_socket。
//传递套接字
用CreateThread创建一个新的线程,然后创建线程句柄hThread,用来接收CreateThread返回的句柄值。
HANDLEhThread=CreateThread(NULL,0,RecvProc,(LPVOID)pRecvParam,0,NULL)。
CloseHandle(hThread)。
/*关闭新线程的句柄,递减线程内核对象的使用计数。
*/
新线程执行函数RecvProc()
DWORDWINAPICChatDlg:
:
RecvProc(LPVOIDlpParameter)
{
//取出所传递的2个参数值,1个是套接字,1个是对话框句柄。
SOCKETsock=((RECVPARAM*)lpParameter)->sock。
HWNDhwnd=((RECVPARAM*)lpParameter)->hwnd。
SOCKADDR_INaddrFrom。
/*定义1个套接字地址结构变量,接收发送端的地址信息。
*/
intlen=sizeof(SOCKADDR)。
//接收返回地址结构体的长度。
charrecvBuf[100]。
//字符数组,用来接收到来的数据。
chartempBuf[100]。
//用来存放格式化后的数据。
intretval。
while(TRUE)//做一个循环,让它不断接收数据
{
retval=recvfrom(sock,recvBuf,100,0,//retval接收recvfrom的返回值
(SOCKADDR*)&addrFrom,&len)。
if(retval==SOCKET_ERROR)/*如果返回SOCKET_ERROR,调用break语句,终止循环。
*/
{
break。
}
//如果无错误,格式化recvBuf,将格式化后的数据放入tempBuf中。
sprintf(tempBuf,"%s说:
%s",inet_ntoa(addrFrom.sin_addr),
recvBuf)。
/*调用inet_ntoa,将发送端IP地址转换为点分十进制字符串*/
//将接收到的数据传递给对话框。
:
:
PostMessage(hwnd,WM_RECVDATA,0,(LPARAM)tempBuf)。
}
return0。
}
对接收到的消息进行处理,使得能够按照一定格式输出。
对于接收数据框来说,接收到的最新数据应该放到最顶端,以前的数据应该依次往下排列。
voidCChatDlg:
:
OnRecvData(WPARAMwParam,LPARAMlParam)
{
CStringstr=(char*)lParam。
//把lParam转换成字符型指针,然后赋给str。
CStringstrTemp。
//接收旧的数据。
GetDlgItemText(IDC_EDIT_RECV,strTemp)。
//从控件中得到文本。
str+="\r\n"。
//让新的数据加1个换行。
。
str+=strTemp。
//再下一行加入先前的数据。
SetDlgItemText(IDC_EDIT_RECV,str)。
//将数据放回接收的编辑框。
}
发送函数
voidCChatDlg:
:
OnBtnSend()
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
DWORDdwIP。
//定义DWORD类型变量,用来接收控件的IP地址。
((CIPAddressCtrl*)GetDlgItem(IDC_IPADDRESS1))->GetAddress(dwIP)。
//通过GetDlgItem,得到控件的CWnd指针,再转换类型,得到dwIP。
SOCKADDR_INaddrTo。
//定义地址结构体变量。
addrTo.sin_family=AF_INET。
addrTo.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(dwIP)。
addrTo.sin_port=htons(5000)。
CStringstrSend。
GetDlgItemText(IDC_EDIT_SEND,strSend)。
/*得到编辑框的文本,传递给strSend。
*/
sendto(m_socket,strSend,strSend.GetLength()+1,0,
(SOCKADDR*)&addrTo,sizeof(SOCKADDR))。
//发送数据。
SetDlgItemText(IDC_EDIT_SEND,"")。
/*发送完后将编辑文本框设置为空。
*/
}
附录
在ChatApp类中的IniInstance(void)函数中添加一段代码:
if(!
AfxSocketInit())
{
AfxMessageBox("加载套接字库失败!
")。
returnFALSE。
}
else
{
AfxMessageBox("加载套接字库成功!
")。
}
以下是ChatDlg.cpp中实现的代码:
//ChatDlg.cpp:
implementationfile
//
#include"stdafx.h"
#include"Chat.h"
#include"ChatDlg.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__。
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CAboutDlgdialogusedforAppAbout
classCAboutDlg:
publicCDialog
{
public:
CAboutDlg()。
//DialogData
//{{AFX_DATA(CAboutDlg)
enum{IDD=IDD_ABOUTBOX}。
//}}AFX_DATA
//ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides
//{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)
protected:
virtualvoidDoDataExchange(CDataExchange*pDX)。
//DDX/DDVsupport
//}}AFX_VIRTUAL
//Implementation
protected:
//{{AFX_MSG(CAboutDlg)
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP()
}。
CAboutDlg:
:
CAboutDlg():
CDialog(CAboutDlg:
:
IDD)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)
//}}AFX_DATA_INIT
}
voidCAboutDlg:
:
DoDataExchange(CDataExchange*pDX)
{
CDialog:
:
DoDataExchange(pDX)。
//{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg,CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)
//Nomessagehandlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CChatDlgdialog
CChatDlg:
:
CChatDlg(CWnd*pParent/*=NULL*/)
:
CDialog(CChatDlg:
:
IDD,pParent)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CChatDlg)
//NOTE:
theClassWizardwilladdmemberinitializationhere
//}}AFX_DATA_INIT
//NotethatLoadIcondoesnotrequireasubsequentDestroyIconinWin32
m_hIcon=AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME)。
}
voidCChatDlg:
:
DoDataExchange(CDataExchange*pDX)
{
CDialog:
:
DoDataExchange(pDX)。
//{{AFX_DATA_MAP(CChatDlg)
//NOTE:
theClassWizardwilladdDDXandDDVcallshere
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CChatDlg,CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CChatDlg)
ON_WM_SYSCOMMAND()
ON_WM_PAINT()
ON_WM_QUERYDRAGICON()
ON_BN_CLICKED(IDC_BTN_SEND,OnBtnSend)
//}}AFX_MSG_MAP
ON_MESSAGE(WM_RECVDATA,OnRecvData)
END_MESSAGE_MAP()
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CChatDlgmessagehandlers
BOOLCChatDlg:
:
OnInitDialog()
{
CDialog:
:
OnInitDialog()。
//Add"About..."menuitemtosystemmenu.
//IDM_ABOUTBOXmustbeinthesystemcommandrange.
ASSERT((IDM_ABOUTBOX&0xFFF0)==IDM_ABOUTBOX)。
ASSERT(IDM_ABOUTBOX<0xF000)。
CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu(FALSE)。
if(pSysMenu!
=NULL)
{
CStringstrAboutMenu。
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX)。
if(!
strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR)。
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu)。
}
}
//Settheiconforthisdialog.Theframeworkdoesthisautomatically
//whentheapplication'smainwindowisnotadialog
SetIcon(m_hIcon,TRUE)。
//Setbigicon
SetIcon(m_hIcon,FALSE)。
//Setsmallicon
//TODO:
Addextrainitializationhere
InitSocket()。
RECVPARAM*pRecvParam=newRECVPARAM。
pRecvParam->hwnd=m_hWnd。
pRecvParam->sock=m_socket。
HANDLEhThread=CreateThread(NULL,0,RecvProc,(LPVOID)pRecvParam,0,NULL)。
CloseHandle(hThread)。
this->SetWindowText("ChatWindow")。
returnTRUE。
//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
voidCChatDlg:
:
OnSysCommand(UINTnID,LPARAMlParam)
{
if((nID&0xFFF0)==IDM_ABOUTBOX)
{
CAboutDlgdlgAbout。
dlgAbout.DoModal()。
}
else
{
CDialog:
:
OnSysCommand(nID,lParam)。
}
}
//Ifyouaddaminimizebuttontoyourdialog,youwillneedthecodebelow
//todrawtheicon.ForMFCapplicationsusingthedocument/viewmodel,
//thisisautomaticallydoneforyoubytheframework.
voidCChatDlg:
:
OnPaint()
{
if(IsIconic())
{
CPaintDCdc(this)。
//devicecontextforpainting
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND,(WPARAM)dc.GetSafeHdc(),0)。
//Centericoninclientrectangle
intcxIcon=GetSystemMetrics(SM_CXICON)。
intcyIcon=GetSystemMetrics(SM_CYICON)。
CRectrect。
GetClientRect(&rect)。
intx=(rect.Width()-cxIcon+1)/2。
inty=(rect.Height()-cyIcon+1)/2。
//Drawtheicon
dc.DrawIcon(x,y,m_hIcon)。
}
else
{
CDialog:
:
OnPaint()。
}
}
//Thesystemcallsthistoobtainthecursortodisplaywhiletheuserdrags
//theminimizedwindow.
HCURSORCChatDlg:
:
OnQueryDragIcon()
{
return(HCURSOR)m_hIcon。
}
BOOLCChatDlg:
:
InitSocket()
{
m_socket=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)。
//创建套接字
if(m_socket==INVALID_SOCKET)
{
MessageBox("创建套接字失败!
")。
returnFALSE。
}
//初始化套接字
SOCK