基于Windows API的簡單聊天軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

元宇聰

摘 要：現(xiàn)實生活中大家都用QQ聊天，不管是多么龐大、復(fù)雜的聊天軟件，只要是在Windows操作系統(tǒng)上運行的程序，都必須調(diào)用最基本的Windows API進行通信。探討如何使用Windows最基本的應(yīng)用程序接口、使用C++編寫一個控制臺界面的簡單聊天軟件，實現(xiàn)自由地發(fā)送接收文本，并顯示在屏幕上。編寫完成之后測試在同一臺電腦的兩個不同進程之間進行通信。

關(guān)鍵詞：聊天軟件；C++；服務(wù)器

一、聊天軟件采用的主要技術(shù)

1.開發(fā)平臺C++

C++是在C語言的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種通用編程語言，應(yīng)用廣泛。C++支持多種編程范式，如面向?qū)ο缶幊?、泛型編程、面向過程編程、函數(shù)式編程等。最新正式標準C++14于2014年8月18日公布。正式名稱為ISO/IEC 14882：2014。其編程領(lǐng)域眾廣，常用于系統(tǒng)開發(fā)、引擎開發(fā)等應(yīng)用領(lǐng)域，是迄今為止最受人們受用的最強大編程語言之一。

標準模板庫（Standard Template Library）是惠普實驗室開發(fā)的一系列軟件的統(tǒng)稱，是類庫和函數(shù)的集合?，F(xiàn)在是C++的一部分，由C++標準委員會制定，并不斷維護更新。

2.視窗操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口

視窗操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（Windows Application Programming Interface）是微軟對于視窗操作系統(tǒng)中可用的核心應(yīng)用程序編程接口的名稱。它被設(shè)計為各種語言的程序調(diào)用，也是應(yīng)用軟件與視窗系統(tǒng)最直接的交互方式。

視窗套接字（Windows Socket）是網(wǎng)絡(luò)通信的基本構(gòu)件，是視窗操作系統(tǒng)下得到廣泛應(yīng)用、開放、支持多種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編程接口。20世紀90年代初，微軟和第三方廠商共同制訂了一套標準，即視窗套接字規(guī)范，簡稱WinSock。一個套接字就是一個通信標識，由一個短整數(shù)表示，實際上就是一個句柄，代表網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的一組數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包含了通信雙方的因特網(wǎng)協(xié)議地址和當前的連接狀態(tài)等信息。

視窗套接字使用客戶端/服務(wù)器模型。一個服務(wù)程序通常在一個眾所周知的地址監(jiān)聽對服務(wù)的請求，此時服務(wù)進程一直處于休眠狀態(tài)，直到一個客戶對這個服務(wù)的地址提出了連接請求。在這個時刻，服務(wù)程序被“驚醒”并且為客戶提供服務(wù)——對客戶的請求做出適當?shù)姆磻?yīng)。

二、聊天軟件的設(shè)計

1.軟件主要流程

這是一個控制臺程序，用一個循環(huán)讓用戶輸入內(nèi)容，程序?qū)τ脩糨斎氲膬?nèi)容進行判斷，之后繼續(xù)循環(huán)。

程序把“/”開頭的字符串都當作命令，然后對命令進行分析，根據(jù)不同的命令實現(xiàn)對程序的控制。有些命令包含多個參數(shù)，參數(shù)寫在命令后面，用空格隔開。如果用戶輸入不存在的命令則提示錯誤。

程序把非“/”開頭的字符串都當作聊天內(nèi)容，在建立連接之后會把輸入內(nèi)容發(fā)送給對方。

（1）服務(wù)器偵聽。用戶輸入“/偵聽”命令，參數(shù)1為偵聽的端口號，執(zhí)行之后程序開始偵聽。偵聽時會阻塞主線程的執(zhí)行然后等待客戶端的連接，一旦收到客戶端的連接請求，才繼續(xù)運行并建立連接。

（2）客戶端連接。用戶輸入“/連接”命令，參數(shù)1為服務(wù)器的地址，參數(shù)2為服務(wù)器偵聽的端口號，命令檢查無誤并執(zhí)行之后，開始嘗試與服務(wù)器連接。連接時會阻塞主線程的執(zhí)行然后等待服務(wù)器的回應(yīng)。當客戶端收到服務(wù)器的回應(yīng)時，建立連接。

（3）斷開連接。建立連接后，任意一端都可以隨時斷開連接。其中一端斷開連接時，另一端在接收數(shù)據(jù)時會偵測到并斷開連接。

2.發(fā)送接收數(shù)據(jù)的過程

建立連接后，服務(wù)器和客戶端同時是發(fā)送者和接收者，發(fā)送者向接收者發(fā)送文本，接收者收到內(nèi)容后在屏幕上顯示文本。

發(fā)送過程在主線程，接收過程在接收線程。發(fā)送和接收可以同時進行，互不干擾。

編輯 薛直艷