聊天程序研发设计报告计算机网络

目录
【1】设计原理————————————————————————1 【2】功能描述————————————————————————4 【3】设计步骤————————————————————————6 【4】使用方法说明—————————————————————17 【5】实验结果及分析————————————————————20
设计原理
计算机网络技术发展至今已经大大超越了人们当初的预想，无论是人们日常的工作还是学习，我们都越来越多的依靠到互联网。

各种实时性的聊天娱乐软件也同时诞生，而且为我们的即时通讯带来了众多的方便，比如说大家所熟知的腾讯QQ、微软的MSN、移动的Fetion等，都是做的比较成功的实时聊天工具。

随着网络的日益普及，各种聊天工具也层出不穷，但当我们学习了《TCP/IP协议与网络编程》这门课程之后，我们便会觉得，其实要实现简单的网络通讯其实并不难。

接下来的课程设计就是针对一个简单的网络聊天程序，利用MFC为开发工具，实现基本的通讯功能。

此程序主要分为两部分：服务器端和客户端。

服务器端用于提供一个网络端口，等待客户端发出请求，登录到此服务端，然后进行网络通讯和消息的转发；客户端可通过服务器端的IP地址发送连接请求，然后登陆聊天室。

在服务器端的成员列表栏中会显示在线的所有人名单，有人退出聊天室，成员列表会自动除名。

服务器端同时也提供了成员之间的私聊功能，此时服务器端作为一个转发站，进行消息的转发。

整个程序的主体使用了CSocket 类的方法，实现了网络通讯聊天。

整个程序设计为两个部分：服务器(ChatRoomServer)和客户端(ChatRoom)
多人聊天的关键在于要将每个客户端发送过来的消息分发给所有其他客户端，为了解决这个问题，在服务器程序中建立一个套接口链表，用来保存所有与客户端建立了连接的服务端口。

下面描述了多人聊天的实现原理：
当客户端Client N向对应的服务端口N发送了消息Message，服务端口N将Message 复制给所有套接口列表(USERLIST)中的套接口缓冲区，然后向每个服务端口发送WRITE 消息，使每个服务端口将Message发送给对应的客户端。

这样，所有客户端就都获得了Message消息，实现了多人聊天功能。

BOOL CClientSocketList::Sends(char *buff,int n)
{CClientSocket *curr=Head;
while (curr)
{curr->Send(buff,n);
curr=curr->Next;}
return true;}
USERLIST表时多人聊天程序的核心，它是一个动态变化的链表，为空表示没有客户端
建立了连接，不为空时每个元素就代表有一个客户端与服务器建立了连接。

以下程序是私聊功能的实现：
BOOL CClientSocketList::OnlySend(char *buff,int n,int who)
{
CClientSocket *curr=Head;
while (curr && who>0)
{curr=curr->Next;
who--;}
curr->Send(buff,n);
return true;}
以下是此程序的效果截图：
服务器端的效果截图
用户“xiaoQ”的登录界面
用户“xiaoQQ”的登录界面
功能描述
多人会话。

此程序分为服务器端和客户端，当客户端要进入聊天室的时候，就
必须通过网络连接到服务端，以实现和其它客户端的通讯功能。

其中最简单的
一种通讯方式就是多人会话，运用多线程同时对多个用户的信息进行监听，服
务器通过转发消息，让所有人都可以得到消息，实现多人会话。

一对一会话。

此程序的服务器端除了能够提供多人会话的功能外，还提供了私
人聊天功能，可以实现一对一的聊天。

就是在消息转发的时候，私聊的消息只
发给私聊的对象，而其他人看不到此消息，但是此消息会通过服务器端转发，
然后再到达目的客户端。

个性化的昵称。

为了区别用户，此程序还允许用户可以自定义个性化的昵称。

在用户登录的时候，用户可以为自己设定一个昵称，以便在多人会话的时候作
为身份识别。

同时服务器端也会以此昵称作为客户端的登录身份，服务器管理
员，同样也显示在其他用户的在线列表栏中。

4、服务器登陆。

服务器端开启之后处于监听状态，多线程工作，接受每一个用户
的连接请求。

而客户端只需输入服务器端的IP地址即可，端口在服务器端自动
生成。

设计步骤：
本聊天程序实现工具为Visual C++ 6.0 MFC，主要利用其中用于网络编程的CSocket类实现网络通讯功能。

主要程序分为两部分：
1、服务器端，界面如下图所示：
主要代码如下所示：
（1）、CChatRoomServerDlg函数用来对服务器端进行初始化
void CChatRoomServerDlg::OnPaint()
{if (IsIconic())
{CPaintDC dc(this); // device context for painting
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);
int 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;
dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);}
else
{CDialog::OnPaint();}
}
HCURSOR CChatRoomServerDlg::OnQueryDragIcon()
{return (HCURSOR) m_hIcon;}
//开始服务器按钮
void CChatRoomServerDlg::OnButtonStart()
{m_IDC_BUTTON_START.EnableWindow(FALSE);//让开启按钮失效if (!ListenSocket.Create(6767))//绑定端口
{AfxMessageBox("绑定端口失败！");}
if (!ListenSocket.Listen())//服务器侦听
{AfxMessageBox("侦听失败！");}
AfxMessageBox("服务器开启成功！");
CString tTmep;
tTmep="系统消息：服务器已开启成功！";
m_ChatList.AddString(tTmep);
m_IDC_BUTTON_STOP.EnableWindow(TRUE);//恢复停止按钮} void CChatRoomServerDlg::OnButtonStop()
{m_IDC_BUTTON_STOP.EnableWindow(FALSE);
char s[30]="聊天服务器停止工作了！！";
SL.Sends(s,30);//广播聊天服务器停止消息
CClientSocket *p=SL.Head;
while (p)
{p->Close();
SL.Del(p);//释放链表中的套接字
p=SL.Head;}
ListenSocket.Close();
m_USER.ResetContent();//清楚服务器在线用户列表
m_IDC_BUTTON_START.EnableWindow(TRUE);}
void CChatRoomServerDlg::OnButtonSend()
{ int n;
char message[1000];
UpdateData(TRUE);
if (m_IDC_BUTTON_MESSAGE=="")
{MessageBox("请输入消息！！","提示",MB_OK);}
else
{m_IDC_BUTTON_MESSAGE="服务器端说："+m_IDC_BUTTON_MESSAGE;
n=m_IDC_BUTTON_MESSAGE.GetLength();
sprintf(message,"%s",m_IDC_BUTTON_MESSAGE.GetBuffer(n));
message[n]=0;
SL.Sends(message,1000);}
m_IDC_BUTTON_MESSAGE="";
UpdateData(FALSE);}
（2）、CClientSocket函数用于管理用户列表及会话
void CClientSocket::OnReceive(int nErrorCode)
{char buff[1000];
char all_user[2000];
char name[20];
int n;
int m;
n=this->Receive(buff,1000);
buff[n]=0;
char Flag[10];
for (int i=0;i<8;i++)
{Flag[i]=buff[i];}
Flag[8]=0;
CChatRoomServerApp *pApp=(CChatRoomServerApp*)AfxGetApp();
CChatRoomServerDlg *pDlg=(CChatRoomServerDlg*)pApp->m_pMainWnd;
if (strcmp(Flag,"NEW_USER")==0)
{CString sTemp;
for (i=9;buff[i]!=0;i++)
{buff[i-9]=buff[i];}
buff[i-9]=0;
sTemp.Format("%s",buff);
pDlg->m_USER.AddString(sTemp);
m=pDlg->m_USER.GetCount();
strcpy(all_user,"USERLIST");
for (i=0;i<m;i++)
{pDlg->m_USER.GetText(i,name);
strcat(all_user,name);
strcat(all_user,"|");}
strcat(buff,"进入聊天室");
List->Sends(all_user,strlen(all_user));}
else
{if (strcmp(Flag,"CLOSEUSE")==0)
{CString sTemp;
for (i=9;buff[i]!=0;i++)
{buff[i-9]=buff[i];}
buff[i-9]=0;
sTemp.Format("%s",buff);//离线用户昵称
m=pDlg->m_USER.GetCount();
for (i=0;i<m;i++)
{pDlg->m_USER.GetText(i,name);
if (strcmp(name,buff)==0)
{pDlg->m_USER.DeleteString(i);
}
//将新的在线用户昵称名单发给所有用户
m=pDlg->m_USER.GetCount();
strcpy(all_user,"USERLIST");
for (i=0;i<m;i++)
{pDlg->m_USER.GetText(i,name);
strcat(all_user,name);
strcat(all_user,"|");
strcat(buff,"离开聊天室！");
List->Sends(all_user,strlen(all_user));
List->Del(this);}
else if (strcmp(Flag,"PrivChat")==0)//私聊{CString sTemp;
for (i=9;buff[i]!='|';i++)
{buff[i-9]=buff[i];}
buff[i-9]=0;
sTemp.Format("%s",buff);
for (int k=i+1;buff[k]!=0;k++)
{buff[k-i-1]=buff[k];}
buff[k-i-1]=0;
m=pDlg->m_USER.GetCount();
for (i=0;i<m;i++)
{pDlg->m_USER.GetText(i,name);
if (strcmp(name,sTemp)==0)
{List->OnlySend(buff,strlen(buff),i);} }}
else
{List->Sends(buff,n);//将聊天信息群发给所有用户}
}
CString sTemp;
sTemp.Format("收到：%s",buff);
pDlg->m_ChatList.AddString(sTemp);
pDlg->m_ChatList.SetTopIndex(pDlg->m_ChatList.GetCount()-1);
CSocket::OnReceive(nErrorCode);}
（3）、一下代码用于设定用户的多人会话与一对一会话
BOOL CClientSocketList::Add(CClientSocket *add)
{CClientSocket *tmp=Head;
if (!Head)
{Head=add;
return false;}
while (tmp->Next)
{tmp=tmp->Next;}
tmp->Next=add;
return true;}
//从链表队列中删除Socket
BOOL CClientSocketList::Del(CClientSocket *d)
{CClientSocket *p1=Head;
CClientSocket *p2;
if (!Head)
{return false;}
if (Head==d)
{Head=p1->Next;
p1->Close();
delete p1;
return true;}
for (;p1->Next!=NULL;p1=p1->Next)
{if (p1->Next==d)
{p2=p1->Next;
p1->Next=p2->Next;
p2->Close();
delete p2;
return true;}}
return false;}
//向所有用户发送消息
BOOL CClientSocketList::Sends(char *buff,int n)
{CClientSocket *curr=Head;
while (curr)
{curr->Send(buff,n);
curr=curr->Next;}
return true;}
//仅仅向私聊用户who发送信息
BOOL CClientSocketList::OnlySend(char *buff,int n,int who) {CClientSocket *curr=Head;
while (curr && who>0)
{curr=curr->Next;
who--;}
curr->Send(buff,n);
return true;}
1、客户端，截图如下所示：
主要代码：
void CChatRoomDlg::OnConnectButton() //连接聊天室服务器{// TODO: Add your control notification handler code here UpdateData(TRUE);
char *nikename;
char *address;
int n;
if (!myServerSocket->Create())
{myServerSocket->Close();
AfxMessageBox("网络创建错误！！");
return;}
n=m_IDC_EDIT_ADDRESS.GetLength();
address=new char(n+1);
sprintf(address,"%s",m_IDC_EDIT_ADDRESS.GetBuffer(n));
address[n]=0;
n=m_IDC_EDIT_NIKENAME.GetLength();
nikename=new char(n+1);
sprintf(nikename,"%s",m_IDC_EDIT_NIKENAME.GetBuffer(n));
nikename[n]=0;
if (!myServerSocket->Connect(address,6767))
{myServerSocket->Close();
AfxMessageBox("网络连接错误，请检查服务器地址。

");
return; }
m_BNSend.EnableWindow(TRUE);
m_BNExit.EnableWindow(TRUE);
myServerSocket->NikeName=nikename;
//发送新用户昵称
char message2[20];
strcpy(message2,"NEW_USER|");
strcat(message2,myServerSocket->NikeName);
if (myServerSocket->Send(message2,20))//——————————连接聊天室服务器
{AfxMessageBox("连接成功！！");}
else
{AfxMessageBox("网络传输错误！！！");}}
void CChatRoomDlg::OnSendButton()
{// TODO: Add your control notification handler code here
int n;
char message[1000];
CString to_name;
UpdateData(TRUE);
if (m_IDC_EDIT_MESSAGE=="")
{MessageBox("请输入要发送的消息！","提示",MB_OK);}
else
{if (m_SL==TRUE)//私聊
{if (m_USER.GetCurSel()>=0)
{m_USER.GetText(m_USER.GetCurSel(),to_name);
m_IDC_EDIT_MESSAGE=myServerSocket->NikeName+"悄悄对"+to_name+"说:"+m_IDC_EDIT_MESSAGE;
m_ChatList.AddString(m_IDC_EDIT_MESSAGE);
m_IDC_EDIT_MESSAGE="PrivChat|"+to_name+"|"+m_IDC_EDIT_MESSAGE;
n=m_IDC_EDIT_MESSAGE.GetLength();
sprintf(message,"%s",m_IDC_EDIT_MESSAGE.GetBuffer(n));
message[n]=0;}
else
{AfxMessageBox("没有私聊对象！");
return;}}
else
{m_IDC_EDIT_MESSAGE=myServerSocket->NikeName+"对大家说："+m_IDC_EDIT_MESSAGE;
n=m_IDC_EDIT_MESSAGE.GetLength();
sprintf(message,"%s",m_IDC_EDIT_MESSAGE.GetBuffer(n));
message[n]=0;}
if (myServerSocket->Send(message,n+1))
{m_IDC_EDIT_MESSAGE="";
UpdateData(FALSE);}
else
{AfxMessageBox("网络传输错误！");}}}
void CChatRoomDlg::OnExitButton()
{// TODO: Add your control notification handler code here
char message2[20];
strcpy(message2,"CLOSEUSE|");
strcat(message2,myServerSocket->NikeName);
if (myServerSocket->Send(message2,20))//————————离开聊天室
{}
else
{AfxMessageBox("网络传输错误！");}
CDialog::OnOK();}
BOOL CChatRoomDlg::GetMessage()//显示聊天信息
{char buff[2000];
char name[20];
int count;
count=myServerSocket->Receive(buff,2000);
buff[count]=0;
char Flag[10];
for (int i=0;i<8;i++)
{Flag[i]=buff[i];}
Flag[8]=0;
if (strcmp(Flag,"USERLIST")==0)//新用户昵称列表
{m_USER.ResetContent();//清空列表
CString sTemp;
int j=8;
for (i=8;buff[i]!=0;i++)
{if (buff[i]=='|')//昵称分隔符号
{for (int m=0;j<i;j++,m++)
{name[m]=buff[j];}
name[m]='\0';
sTemp.Format("%s",name);//昵称
m_USER.AddString(sTemp);
j=i+1;}} }
else//聊天信息
{ m_ChatList.AddString(buff);}
return true;}
设计使用说明：
此聊天程序的实现主要通过两部分实现，一个是客户端，一个是服务器端。

服务器端可开启服务，等待用户登录，实现消息的中转发送；客户端可以通过服务器端的IP地址登陆到聊天室，从而接入聊天网络，实现局域互通。

接下来就介绍一下此程序的使用过程：
首先，服务器端应该开启监听服务，等待客户端的连接请求，并实时的给予响应。

此时服务器端口处于监听状态，可以接受来自任何一个客户端的连接请求。

于是开启客户端进行连接。

在客户端口里面，可选项有：用户昵称，服务器IP地址，在线用户列表，用户私聊选项，消息发送窗口，消息接收窗口。

用户可输入服务器端的IP地址进行连接请求，加入聊天室。

同时也可以为自己创建一个个性化的昵称，作为身份标识。

如下图所示，我们将登陆两个用户，同时实现群聊和私聊的功能。

下图是用户之间的私聊实现界面，注意在用户私聊时，首先要选择私聊的对象，然后再点击私聊按钮，才可以与用户之间进行私聊。

结果及分析：
此程序的功能达到了之前预想的可能，通过服务器端的消息转发，实现了多用户之间的群聊，和单个用户之间的私聊，完整了一个简单的网络聊天软件的功能。

通过此次的实验，也同时让我对于CSocket网络聊天类的使用有了更深入的了解，在关于网络编程的方面也有了新的认识。

虽然此程序的功能还比较的简单，而且某些方面还没能完善，但是，我相信我只是一个开始。

现在就软件自身还存在的问题罗列如下：
1、不能识别相同IP与相同昵称下的个人信息，在聊天过程中容易混乱；
2、成员列表在非正常退出时，服务器端得不到及时而有效地更新；
3、用户登录前必须先知道服务器端的IP，这样操作显然比较麻烦；
4、程序界面做的比较单一，缺少层次性的美感。

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