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： 1 7

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Windows Socket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：

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BOOL CServerSocket::Init(UINT port, CSimpleChatDlg* dlg)

{

m_uPort=port;

m_dlg=dlg;

if(Create(m_uPort)==FALSE)

{

AfxMessageBox(_T("服务器创建错误!"));

return FALSE;

}

if(this->Listen()==FALSE)

{

AfxMessageBox(_T("服务器监听失败!"));

return FALSE;

}

m_dlg->m_srvMessage.AddString(_T("服务器建立成功!"));

return TRUE;

}

函数二：OnClose(int nErrorCode)//关闭连接

void CClientSocket::OnClose(int nErrorCode)

{

// TODO: 在此添加专用代码和/或调用基类

m_bClose=true;

CloseSocket();

m_dlg->CloseSessionSocket();

CSocket::OnClose(nErrorCode);

}

函数三：CloseSocket()//关闭套接字

void CClientSocket::CloseSocket()

{

if(m_aSessionIn)

{

delete m_aSessionIn;

m_aSessionIn=NULL;

}

if(m_aSessionOut)

{

delete m_aSessionOut;

m_aSessionOut=NULL;

}

if(m_sfSocketFile)

{

delete m_aSessionOut;

m_sfSocketFile=NULL;

}

Close();

m_bInit=false;

m_bClose=true;

}

函数四：OnReceive(int nErrorCode)//接收数据

void CClientSocket::OnReceive(int nErrorCode)

{

// TODO: 在此添加专用代码和/或调用基类

do

{

CMessg temp;

temp.Serialize(*m_aSessionIn);

m_dlg->m_srvMessage.InsertString(0,temp.from+_T("说：")+temp.m_strText);

//m_dlg->m_namelist.InsertString(0, temp.from);

if(!m_dlg->m_bClient)//服务器

{

for(POSITION

pos=m_dlg->m_connectionList.GetHeadPosition();pos!=NULL;)

{

CClientSocket * t = (CClientSocket*)m_dlg->m_connectionList.GetNext(pos);

if(t->m_hSocket!=this->m_hSocket)

t->SendMessage(&temp);

}

}

}while (!m_aSessionIn->IsBufferEmpty());

m_dlg->UpdateData(false);

CSocket::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(const CString &sHostName,BYTE &f0,BYTE &f1,BYTE &f2,BYTE &f3)

{

struct hostent FAR * lpHostEnt=gethostbyname((char*)&sHostName);

if(lpHostEnt==NULL) //错误

{

f0=f1=f2=f3=0;

return GetLastError();

}

LPSTR lpAddr=lpHostEnt->h_addr_list[0];

if(lpAddr) //获取IP

{

struct in_addr inAddr;

memmove(&inAddr,lpAddr,4);

f0=inAddr.S_un.S_un_b.s_b1;

f1=inAddr.S_un.S_un_b.s_b2;

f2=inAddr.S_un.S_un_b.s_b3;

f3=inAddr.S_un.S_un_b.s_b4;

}

return 0;

}

函数六：OnBnClickedConnect()//连接服务器

void CSimpleChatDlg::OnBnClickedConnect()

{

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

if(!m_bInit)

{

BYTE f0,f1,f2,f3;

m_srvIP.GetAddress(f0,f1,f2,f3);

CString ip;

ip.Format(_T("%d.%d.%d.%d"),f0,f1,f2,f3);

m_bClient=true;

m_clientsocket.Create();

if(m_clientsocket.Connect(ip,GetDlgItemInt(IDC_PORT))) {

m_clientsocket.Init(this);

m_srvMessage.AddString(_T("连接成功！"));

//m_namelist.InsertString(0, m_name);

m_bInit=true;

}

else

{

m_clientsocket.Close();

AfxMessageBox(_T("连接失败！"));

//m_namelist.InsertString(0, m_name);

m_bInit=false;

}

}

}

函数七：OnBnClickedSendMessage()//点击发送消息

void CSimpleChatDlg::OnBnClickedSendMessage()

{

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

UpdateData();

if(!m_bInit)

{

AfxMessageBox(_T("没有连接到服务器！"));

return;

}

CMessg msg;

msg.m_strText=m_strMessage;

msg.from = m_name;

CString out;

if(!m_bClient)

{

out = msg.from;

out += "说：";

out += msg.m_strText;

m_srvMessage.InsertString(0, out);

//m_namelist.InsertString(0, msg.from);

POSITION pos;

for(pos=m_connectionList.GetHeadPosition();pos!=NULL;)

{

CClientSocket * t= (CClientSocket *)m_connectionList.GetNext(pos);

t->SendMessage(&msg);

}

}

else

{

out = msg.from;

out += "说：";

out += msg.m_strText;

m_srvMessage.InsertString(0, out);

//m_namelist.InsertString(0, msg.from);

m_clientsocket.SendMessage(&msg);

}

m_strMessage=_T("");

UpdateData(false);

}

函数八：OnBnClickedSetServer()//建立服务器

void CSimpleChatDlg::OnBnClickedSetServer()

{

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

if(!m_bInit)

{

m_bClient=false;

m_bInit=true;

if(m_pListenSocket.Init(GetDlgItemInt(IDC_PORT),this)==FALSE)

{

m_bInit=false;

return;

}

}

}

函数九：ProcessPendingAccept()//处理链接

void CSimpleChatDlg::ProcessPendingAccept()

{

CClientSocket* pSocket = new CClientSocket();

if (m_pListenSocket.Accept(*pSocket))

{

CMessg msg;

msg.m_strText=_T("一个游客进入聊天室了");

m_srvMessage.InsertString(0, _T("一个游客进入聊天室了"));

POSITION pos;

for(pos=m_connectionList.GetHeadPosition();pos!=NULL;)

{

CClientSocket * t= (CClientSocket *)m_connectionList.GetNext(pos);

t->SendMessage(&msg);

}

pSocket->Init(this);

m_connectionList.AddTail(pSocket);

}

else

delete pSocket;

}

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VC 2013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]《Visual C++.NET 2005 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