电子科大李老师Linux实验三.doc

电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名： 学 号： 指导教师：李林实验地点： 实验时间：Csdn全部资源下载地址：/detail/siieghqfn/9616285一、实验室名称：Linux环境高级编程实验室二、实验项目名称：基本TCP套接口通信库封装三、实验学时：8学时四、实验目的：需要说明为什么要进行本次实验五、实验内容：对基本TCP套接口通信机制进行封装。要求使用以下五种编程范式，封装通信库；并使用五种封装后通信库，实现echo服务器和客户端。l 传统C的结构化程序设计思想服务端代码，TCPServer.cpp：#include #include #include #include #include /定义一个函数指针类型typedef void (* PServerFunc)(int nConnectedSocket, int nListenSocket);/* 传统的结构化形式封装的TCP服务端 ServerFunction为需要回调的通信函数 nPort为需要绑定的端口号 nLengthOfQueueOfListen为监听队列长度，默认值100 strBoundIP为需要绑定的IP*/int StartTCPServer(PServerFunc ServerFunction, int nPort, int nLengthOfQueueOfListen = 100, const char *strBoundIP = NULL) /创建一个TCP套接字用于监听 int nListenSocket = :socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(-1 = nListenSocket) /创建失败就提示并返回 std:cout Create Socket failed! std:endl; return -1; /创建一个用来绑定的地址结构体 sockaddr_in ServerAddress; /先整个填充0，等于设置默认值 memset(&ServerAddress, 0, sizeof(sockaddr_in); /设置地址族为IPv4 ServerAddress.sin_family = AF_INET; if(NULL = strBoundIP) /没有传递要绑定的IP /设置默认绑定地址为任意本地地址 ServerAddress.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); else /将点分十进制的IP转换到二进制 if(:inet_pton(AF_INET, strBoundIP, &ServerAddress.sin_addr) != 1) std:cout Inet_pton failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /转换端口号为网络字节序并填充到地址结构 ServerAddress.sin_port = htons(nPort); /绑定IP和端口 if(:bind(nListenSocket, (sockaddr *)&ServerAddress, sizeof(sockaddr_in) = -1) std:cout Bind failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /开始监听连接请求 std:cout Server listening. std:endl; if(:listen(nListenSocket, nLengthOfQueueOfListen) = -1) std:cout Listen failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /创建一个用于接收客户端地址信息的结构体 sockaddr_in ClientAddress; socklen_t LengthOfClientAddress = sizeof(sockaddr_in); /接受一个连接请求，得到已连接的套接字nConnectedSocket int nConnectedSocket = :accept(nListenSocket, (sockaddr *)&ClientAddress, &LengthOfClientAddress); if(-1 = nConnectedSocket) /返回-1说明连接失败 std:cout Accept failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; ServerFunction(nConnectedSocket, nListenSocket); /回调用户传入的通信函数 :close(nConnectedSocket); /关闭连接套接字 :close(nListenSocket); /关闭监听套接字 return 0;/自定义的通信函数void MyServerFunc(int nConnectedSocket, int nListenSocket) :write(nConnectedSocket, Hello Worldn, 13);/主函数，程序入口，测试代码int main() /启动TCP服务端，传入自定义的通信函数的指针，以及要绑定的端口4000 StartTCPServer(MyServerFunc, 4000); return 0;客户端代码，TCPClient.cpp：#include #include #include #include #include #include /定义一个函数指针类型typedef void (* PClientFunc)(int nConnectedSocket);/* 传统的结构化形式封装的TCP客户端 ClientFunction为需要回调的通信函数 nServerPort为要连接的服务端端口号 strServerIP为要连接的服务端IP*/int StartTCPClient(PClientFunc ClientFunction, int nServerPort, const char *strServerIP) /创建一个TCP套接字用于发起连接 int nClientSocket = :socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(-1 = nClientSocket) /创建失败 std:cout Create Socket failed! std:endl; return -1; /创建一个用来连接服务端的地址结构体 sockaddr_in ServerAddress; /先整个填充0，等于设置默认值 memset(&ServerAddress, 0, sizeof(sockaddr_in); /设置地址族为IPv4 ServerAddress.sin_family = AF_INET; /将点分十进制的IP转换到二进制 if(:inet_pton(AF_INET, strServerIP, &ServerAddress.sin_addr) != 1) std:cout Inet_pton failed! std:endl; :close(nClientSocket); return -1; /转换端口号为网络字节序并填充到地址结构 ServerAddress.sin_port = htons(nServerPort); /连接到服务端 if(:connect(nClientSocket, (sockaddr*)&ServerAddress, sizeof(ServerAddress) = -1) std:cout Connect to server failed std:endl; :close(nClientSocket); return -1; ClientFunction(nClientSocket); /回调用户传入的通信函数 /最后关闭套接字 :close(nClientSocket); return 0;/自定义的通信函数void MyClientFunc(int nConnectedSocket) /定义一个缓冲区 char buf13; /读取服务端发送来的数据 :read(nConnectedSocket, buf, 13);/输出 std:cout buf std:endl;/主函数，程序入口，测试代码int main() /启动TCP客户端，传入自定义的通信函数的指针，以及服务端的端口和IP StartTCPClient(MyClientFunc, 4000, ); return 0;Makefile文件：TCP : TCPServer.cpp TCPClient.cppg+ -o TCPServer TCPServer.cpp -gg+ -o TCPClient TCPClient.cpp g编译：先启动服务端，进入监听状态另开一终端，启动客户端去连接，并获取服务端返回的消息l 面向对象的程序设计思想服务端代码，TCPServer.cpp#include #include #include #include #include #include /* 基于面向对象形式封装的TCP服务端类*/class CTCPServerpublic: /* 构造函数 nServerPort为需要绑定的端口号 nLengthOfQueueOfListen为监听队列长度，默认值100 strBoundIP为需要绑定的IP */ CTCPServer(int nServerPort, int nLengthOfQueueOfListen = 100, const char *strBoundIP = NULL) /把参数赋值给成员变量 m_nServerPort = nServerPort; m_nLengthOfQueueOfListen = nLengthOfQueueOfListen; if(NULL = strBoundIP) /没有传IP参数 m_strBoundIP = NULL; else /传了 /字符数组拷贝，复制IP到成员变量 int length = strlen(strBoundIP); m_strBoundIP = new charlength + 1; memcpy(m_strBoundIP, strBoundIP, length + 1); virtual CTCPServer() /析构函数 if(m_strBoundIP != NULL) /释放动态分配的内存 delete m_strBoundIP; /公有成员方法定义public: /启动服务端 int Start() /创建一个TCP套接字用于监听 int nListenSocket = :socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(-1 = nListenSocket) /创建失败就提示并返回 std:cout Create Socket failed! std:endl; return -1; /创建一个用来绑定的地址结构体 sockaddr_in ServerAddress; /先整个填充0，等于设置默认值 memset(&ServerAddress, 0, sizeof(sockaddr_in); /设置地址族为IPv4 ServerAddress.sin_family = AF_INET; if(NULL = m_strBoundIP) /没有传递要绑定的IP /设置默认绑定地址为任意本地地址 ServerAddress.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); else /将点分十进制的IP转换到二进制 if(:inet_pton(AF_INET, m_strBoundIP, &ServerAddress.sin_addr) != 1) std:cout Inet_pton failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /转换端口号为网络字节序并填充到地址结构 ServerAddress.sin_port = htons(m_nServerPort); /绑定IP和端口 if(:bind(nListenSocket, (sockaddr *)&ServerAddress, sizeof(sockaddr_in) = -1) std:cout Bind failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /开始监听连接请求 std:cout Server listening. std:endl; if(:listen(nListenSocket, m_nLengthOfQueueOfListen) = -1) std:cout Listen failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /创建一个用于接收客户端地址信息的结构体 sockaddr_in ClientAddress; socklen_t LengthOfClientAddress = sizeof(sockaddr_in); /接受一个连接请求，得到已连接的套接字nConnectedSocket int nConnectedSocket = :accept(nListenSocket, (sockaddr *)&ClientAddress, &LengthOfClientAddress); if(-1 = nConnectedSocket) std:cout Accept failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; ServerFunction(nConnectedSocket, nListenSocket); /调用通信函数 :close(nConnectedSocket); /关闭连接套接字 :close(nListenSocket); /关闭监听套接字 return 0; private: /虚函数，可以在子类覆盖的通信函数 virtual void ServerFunction(int nConnectedSocket, int nListenSocket) /私有成员变量private: int m_nServerPort; /端口 char* m_strBoundIP; /IP int m_nLengthOfQueueOfListen; /监听队列长度;/* 自定义一个继承自TCP封装类的测试类*/class CMyTCPServer : public CTCPServerpublic: CMyTCPServer(int nServerPort, int nLengthOfQueueOfListen = 100, const char *strBoundIP = NULL) : CTCPServer(nServerPort, nLengthOfQueueOfListen, strBoundIP) virtual CMyTCPServer() private: /覆盖通信函数，发送“Hello World” virtual void ServerFunction(int nConnectedSocket, int nListenSocket) :write(nConnectedSocket, Hello Worldn, 13); ;/主函数，程序入口，测试代码int main() /创建一个测试类对象 CMyTCPServer myserver(4000); /启动服务端 myserver.Start(); return 0;客户端代码，TCPClient.cpp#include #include #include #include #include #include #include /* 基于面向对象形式封装的TCP客户端类*/class CTCPClientpublic: /* 构造函数 nServerPort为要连接的服务端端口号 strServerIP为要连接的服务端IP */ CTCPClient(int nServerPort, const char *strServerIP) /把参数赋值给成员变量 m_nServerPort = nServerPort; /字符数组拷贝，复制IP到成员变量 int nlength = strlen(strServerIP); m_strServerIP = new char nlength + 1; strcpy(m_strServerIP, strServerIP); virtual CTCPClient() /析构函数 /释放动态分配的内存 delete m_strServerIP; /公有成员方法定义public: /启动客户端 int Start() /创建一个TCP套接字用于发起连接 int nClientSocket = :socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(-1 = nClientSocket) /创建失败 std:cout Create Socket failed! std:endl; return -1; /创建一个用来连接服务端的地址结构体 sockaddr_in ServerAddress; /先整个填充0，等于设置默认值 memset(&ServerAddress, 0, sizeof(sockaddr_in); /设置地址族为IPv4 ServerAddress.sin_family = AF_INET; /将点分十进制的IP转换到二进制 if(:inet_pton(AF_INET, m_strServerIP, &ServerAddress.sin_addr) != 1) std:cout Inet_pton failed! std:endl; :close(nClientSocket); return -1; /转换端口号为网络字节序并填充到地址结构 ServerAddress.sin_port = htons(m_nServerPort); /连接到服务端 if(:connect(nClientSocket, (sockaddr*)&ServerAddress, sizeof(ServerAddress) = -1) std:cout Connect to server failed std:endl; :close(nClientSocket); return -1; ClientFunction(nClientSocket); /调用通信函数 /最后关闭套接字 :close(nClientSocket); return 0; /虚函数，可以在子类覆盖的通信函数 virtual void ClientFunction(int nConnectedSocket) /私有成员变量private: int m_nServerPort; /要连接的服务端端口号 char *m_strServerIP; /要连接的服务端IP;/* 自定义一个继承自TCP封装类的测试类*/class CMyTCPClient : public CTCPClientpublic: CMyTCPClient(int nServerPort, const char *strServerIP) : CTCPClient(nServerPort, strServerIP) virtual CMyTCPClient() private: /覆盖通信函数 virtual void ClientFunction(int nConnectedSocket) /定义一个缓冲区 char buf13; /读取服务端发送来的数据 :read(nConnectedSocket, buf, 13); /输出 std:cout buf std:endl; ;/主函数，程序入口，测试代码int main() /创建一个测试类对象，参数为服务端的端口和IP CMyTCPClient client(4000, ); /启动客户端 client.Start(); return 0;Makefile文件：TCP : TCPServer.cpp TCPClient.cppg+ -o TCPServer TCPServer.cpp -gg+ -o TCPClient TCPClient.cpp g编译：先启动服务端，开始监听：另开一终端，启动客户端去连接，并获取服务端返回的消息l 基于接口的程序设计思想服务端代码，TCPServer.cpp#include #include #include #include #include #include /用于回调通信函数的服务端接口类class CTCPServerObserverpublic: CTCPServerObserver() virtual CTCPServerObserver() public: /虚函数，声明通信函数，在子类中实现它 virtual void ServerFunction(int nConnectedSocket, int nListenSocket) = 0;/* 基于面向对象形式封装的TCP服务端类*/class CTCPServerpublic: /* 构造函数 pObserver为被回调通信函数的对象 nServerPort为需要绑定的端口号 nLengthOfQueueOfListen为监听队列长度，默认值100 strBoundIP为需要绑定的IP */ CTCPServer(CTCPServerObserver *pObserver, int nServerPort, int nLengthOfQueueOfListen = 100, const char *strBoundIP = NULL) /把参数赋值给成员变量 m_pObserver = pObserver; m_nServerPort = nServerPort; m_nLengthOfQueueOfListen = nLengthOfQueueOfListen; if(NULL = strBoundIP) /没有传IP参数 m_strBoundIP = NULL; else /传了 /字符数组拷贝，复制IP到成员变量 int length = strlen(strBoundIP); m_strBoundIP = new charlength + 1; memcpy(m_strBoundIP, strBoundIP, length + 1); virtual CTCPServer() /析构函数 if(m_strBoundIP != NULL) /释放动态分配的内存 delete m_strBoundIP; /公有成员方法定义public: /启动服务端 int Start() /创建一个TCP套接字用于监听 int nListenSocket = :socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(-1 = nListenSocket) /创建失败就提示并返回 std:cout Create Socket failed! std:endl; return -1; /创建一个用来绑定的地址结构体 sockaddr_in ServerAddress; /先整个填充0，等于设置默认值 memset(&ServerAddress, 0, sizeof(sockaddr_in); /设置地址族为IPv4 ServerAddress.sin_family = AF_INET; if(NULL = m_strBoundIP) /没有传递要绑定的IP /设置默认绑定地址为任意本地地址 ServerAddress.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); else /将点分十进制的IP转换到二进制 if(:inet_pton(AF_INET, m_strBoundIP, &ServerAddress.sin_addr) != 1) std:cout Inet_pton failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /转换端口号为网络字节序并填充到地址结构 ServerAddress.sin_port = htons(m_nServerPort); /绑定IP和端口 if(:bind(nListenSocket, (sockaddr *)&ServerAddress, sizeof(sockaddr_in) = -1) std:cout Bind failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /开始监听连接请求 if(:listen(nListenSocket, m_nLengthOfQueueOfListen) = -1) std:cout Listen failed! std:endl; :close(nListenSocket); return -1; /创建一个用于接收客户端地址信息的结构体 sockaddr_in ClientAddress; socklen_t LengthOfClientAddress = sizeof(sockaddr_in); /接受一个连接请求，得到已连接的套接字nConnectedSocket int nConnectedSocket = :accept(nListenSocket, (sockaddr *)&ClientAddress, &LengthOfClientAddress); if(-1 = nConnectedSocket) std:cout Accept failed! ServerFunction(nConnectedSocket, nListenSocket); :close(nConnectedSocket); /关闭连接套接字 :close(nListenSocket); /关闭监听套接字 return 0; /私有成员变量private: int m_nServerPort;/端口 char* m_strBoundIP; /IP int m_nLengthOfQueueOfListen; /监听队列长度 CTCPServerObserver* m_pObserver; /被回调的接口对象;/* 自定义一个继承自CTCPServerObserver回调接口的测试类*/class CMyTCPServer : public CTCPServerObserverpublic: CMyTCPServer() virtual CMyTCPServer() private: /实现通信函数，发送“Hello World” virtual void ServerFunction(int nConnectedSocket, int nListenSocket) :write(nConnectedSocket, Hello Worldn, 13); ;/主函数，程序入口，测试代码int main() /创建一个测试类对象 CMyTCPServer myserver; /创建一个TCP服务对象，传入实现了接口的测试类对象 CTCPServer tcpserver(&myserver, 4000); /启动服务端 tcpserver.Start(); return 0;客户端代码，TCPClient.cpp#include #include #include #include #include #include #include /用于回调通信函数的客户端接口类class CTCPClientObserverpublic: CTCPClientObserver() virtual CTCPClientObserver() public: /虚函数，声明通信函数，在子类中实现它 virtual void ClientFunction(int nConnectedSocket) = 0;/* 基于面向对象形式封装的TCP客户端类*/class CTCPClientpublic: /* 构造函数 pObserver为被回调通信函数的对象 nServerPort为要连接的服务端端口号 strServerIP为要连接的服务端IP */ CTCPClient(CTCPClientObserver *pObserver, int nServerPort, const char *strServerIP) /把参数赋值给成员变量 m_