基于UDP协议的聊天工具的设计研究生课程论文

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1、 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

2、 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

3、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

4、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

5、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

6、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FAL

7、SE，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 a

8、ddrSock; /*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(

9、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

10、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

11、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=recvfro

12、m(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(hwn

13、d,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

14、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dwI

15、P。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。SetDl

16、gItemText(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

17、 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)prote

18、cted: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:

19、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 ClassW

20、izard 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

21、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:OnInitDia

22、log()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. T

23、he 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;HA

24、NDLE 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.DoM

25、odal();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)

26、; / 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()

27、 - 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_DGRA

28、M,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

29、)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;SOCKADDR_IN addrFrom;int len=sizeof(SOCKADDR);char rec

30、vBuf100;char tempBuf100;int retval;while(TRUE)retval=recvfrom(sock,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrFrom,&len);if(retval=SOCKET_ERROR)break;sprintf(tempBuf,%s说:%s,inet_ntoa(addrFrom.sin_addr),recvBuf);: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void CChatDlg:OnRe

31、cvData(WPARAM wParam,LPARAM lParam)CString str=(char*)lParam;CString strTemp;GetDlgItemText(IDC_EDIT_RECV,strTemp);str+=rn;str+=strTemp;SetDlgItemText(IDC_EDIT_RECV,str);/发送函数void CChatDlg:OnBtnSend() / TODO: Add your control notification handler code hereDWORD dwIP;(CIPAddressCtrl*)GetDlgItem(IDC_I

32、PADDRESS1)-GetAddress(dwIP);SOCKADDR_IN addrTo;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);sendto(m_socket,strSend,strSend.GetLength()+1,0,(SOCKADDR*)&addrTo,sizeof(SOCKADDR);SetDlgItemText(IDC_EDIT_SEND,); 20