基于UDP协议的聊天工具的设计_研究生课程论文.doc

研究生课程论文课程名称 面向对象程序设计vc+ 学院 电子工程学院 专 业 电子与通信工程 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 简单流程图建立连接聊天（发送、接受信息）结 束图1-1第2章 概要设计2.1 程序总体结构图 发送端 接收端创建套接字创建套接字 输入消息bind绑定创建接收线程 显示消息实现线程函数 发送消息 消息转换 接受消息 图2-12.2 发送端流程 发送消息 显示消息 输入消息创建套接字 图2-22.3 接收端流程 bind绑定创建套接字 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：struct recvparam socket sock ; /已创建的套接字 hwnd hwnd; /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0afxmessagebox(加载套接字库失败！); /为0会有提示return false;/返回false，关闭elseafxmessagebox(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。bool cchatdlg: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！);return false;sockaddr_in addrsock; /*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。int retval;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！);return false;else messagebox(套接字与本地机地址绑定成功！);return true;建立1个结构体recvparam，并用指针precvparam指向它。recvparam *precvparam=new recvparam;/*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。handle hthread=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()dword winapi cchatdlg:recvproc(lpvoid lpparameter)/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。socket sock=(recvparam*)lpparameter)-sock;hwnd hwnd=(recvparam*)lpparameter)-hwnd;sockaddr_in addrfrom;/*定义1个套接字地址结构变量，接收发送端的地址信息。*/int len=sizeof(sockaddr); /接收返回地址结构体的长度。char recvbuf100; /字符数组，用来接收到来的数据。char tempbuf100;/用来存放格式化后的数据。int retval;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); return 0;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。void cchatdlg:onrecvdata(wparam wparam,lparam lparam)cstring str=(char*)lparam; /把lparam转换成字符型指针，然后赋给str。cstring strtemp; /接收旧的数据。getdlgitemtext(idc_edit_recv,strtemp);/从控件中得到文本。str+=rn; /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void cchatdlg:onbtnsend() / todo: add your control notification handler code heredword dwip;/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_in addrto; /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);cstring strsend;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！);return false;elseafxmessagebox(加载套接字库成功！); 以下是chatdlg.cpp中实现的代码：/ chatdlg.cpp : implementation file/#include stdafx.h#include chat.h#include chatdlg.h#ifdef _debug#define new debug_new#undef this_filestatic char this_file = _file_;#endif/ caboutdlg dialog used for app aboutclass caboutdlg : public cdialogpublic:caboutdlg();/ dialog data/afx_data(caboutdlg)enum idd = idd_aboutbox ;/afx_data/ classwizard generated virtual function overrides/afx_virtual(caboutdlg)protected:virtual void dodataexchange(cdataexchange* pdx); / ddx/ddv support/afx_virtual/ implementationprotected:/afx_msg(caboutdlg)/afx_msgdeclare_message_map();caboutdlg:caboutdlg() : cdialog(caboutdlg:idd)/afx_data_init(caboutdlg)/afx_data_initvoid caboutdlg:dodataexchange(cdataexchange* pdx)cdialog:dodataexchange(pdx);/afx_data_map(caboutdlg)/afx_data_mapbegin_message_map(caboutdlg, cdialog)/afx_msg_map(caboutdlg)/ no message handlers/afx_msg_mapend_message_map()/ cchatdlg dialogcchatdlg:cchatdlg(cwnd* pparent /*=null*/): cdialog(cchatdlg:idd, pparent)/afx_data_init(cchatdlg)/ note: the classwizard will add member initialization here/afx_data_init/ note that loadicon does not require a subsequent destroyicon in win32m_hicon = afxgetapp()-loadicon(idr_mainframe);void cchatdlg:dodataexchange(cdataexchange* pdx)cdialog:dodataexchange(pdx);/afx_data_map(cchatdlg)/ note: the classwizard will add ddx and ddv calls here/afx_data_mapbegin_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_mapon_message(wm_recvdata,onrecvdata)end_message_map()/ cchatdlg message handlersbool cchatdlg:oninitdialog()cdialog:oninitdialog();/ add about. menu item to system menu./ idm_aboutbox must be in the system command range.assert(idm_aboutbox & 0xfff0) = idm_aboutbox);assert(idm_aboutbox appendmenu(mf_separator);psysmenu-appendmenu(mf_string, idm_aboutbox, straboutmenu);/ set the icon for this dialog. the framework does this automatically/ when the applications main window is not a dialogseticon(m_hicon, true);/ set big iconseticon(m_hicon, false);/ set small icon/ todo: add extra initialization hereinitsocket();recvparam *precvparam=new recvparam;precvparam-hwnd=m_hwnd;precvparam-sock=m_socket;handle hthread=createthread(null,0,recvproc,(lpvoid)precvparam,0,null);closehandle(hthread);this-setwindowtext(chatwindow);return true; / return true unless you set the focus to a controlvoid cchatdlg:onsyscommand(uint nid, lparam lparam)if (nid & 0xfff0) = idm_aboutbox)caboutdlg dlgabout;dlgabout.domodal();elsecdialog:onsyscommand(nid, lparam);/ if you add a minimize button to your dialog, you will need the code below/ to draw the icon. for mfc applications using the document/view model,/ this is automatically done for you by the framework.void cchatdlg:onpaint() if (isiconic()cpaintdc dc(this); / device context for paintingsendmessage(wm_iconerasebkgnd, (wparam) dc.getsafehdc(), 0);/ center icon in client rectangleint cxicon = getsystemmetrics(sm_cxicon);int cyicon = getsystemmetrics(sm_cyicon);crect rect;getclientrect(&rect);int x = (rect.width() - cxicon + 1) / 2;int y = (rect.height() - cyicon + 1) / 2;/ draw the icondc.drawicon(x, y, m_hicon);elsecdialog:onpaint();/ the system calls this to obtain the cursor to display while the user drags/ the minimized window.hcursor cchatdlg:onquerydragicon()return (hcursor) m_hicon;bool cchatdlg: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！);return false; /初始化套接字sockaddr_in addrsock;addrsock.sin_family=af_inet;addrsock.sin_port=htons(5000);addrsock.sin_addr.s_un.s_addr=htonl(inaddr_any);int retval;retval=bind(m_socket,(sockaddr*)&addrsock,sizeof(sockaddr);if(socket_error=retval)closesocket(m_socket);messagebox(套接字与本地机地址绑定失败！);return false;else messagebox(套接字与本地机地址绑定成功！);return true;/接收线程函数dword winapi cchatdlg:recvproc(lpvoid lpparameter)socket sock=(recvparam*)lpparameter)-sock;hwnd hwnd=(recvparam*)lpparameter)-hwnd;sockad