C/C++ 开发一款多人聊天室

基于UDP协议实现

服务端代码:

// Test_Console.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <WinSock2.h>
#include <WS2tcpip.h>
#include <Windows.h>
#include <thread>
#include <cstdio>

using namespace std;

#pragma region 全局变量

SOCKET server;					// 服务端套接字
sockaddr_in sai_server;			// 服务端信息（ip、端口）

// 消息格式
struct umsg {
	int type;				// 协议(1：加入 2：退出 3：发消息)
	char name[64];			// 用户名字
	char text[512];			// 文本信息
};

// 客户端链表
typedef struct ucnode {
	sockaddr_in addr;		// 客户端的地址和端口号
	umsg msg;				// 客户端传来的消息
	ucnode* next;
} *ucnode_t;

#pragma endregion


#pragma region 依赖函数

// 链表插入数据
ucnode* insertNode(ucnode* head, sockaddr_in addr,umsg msg) {
	ucnode* newNode = new ucnode();
	newNode->addr = addr;
	newNode->msg = msg;
	ucnode* p = head;
	if (p == nullptr) {
		head = newNode;
	}
	else {
		while (p->next != nullptr) {
			p = p->next;
		}
		p->next = newNode;
	}
	return head;
}

// 链表删除数据
ucnode* deleteNode(ucnode* head, umsg msg) {
	ucnode* p = head;
	if (p == nullptr) {
		return head;
	}
	if (strcmp(p->msg.name, msg.name) == 0){
		head = p->next;
		delete p;
		return head;
	}
	while (p->next != nullptr && strcmp(p->next->msg.name, msg.name) != 0) {
		p = p->next;
	}
	if (p->next == nullptr) {
		return head;
	}
	ucnode* deleteNode = p->next;
	p->next = deleteNode->next;
	delete deleteNode;
	return head;
}

#pragma endregion

int main()
{
	cout << "我是服务端" << endl;

	// 初始化 WSA ，激活 socket
	WSADATA wsaData;
	if (WSAStartup(
		MAKEWORD(2, 2), 		// 规定 socket 版本为 2.2
		&wsaData				// 接收关于套接字的更多信息
		)) {
		cout << "WSAStartup failed : " << GetLastError() << endl;
	}

	// 初始化 socket、服务器信息
	server = socket(
		AF_INET, 		// IPV4
		SOCK_DGRAM,		// UDP
		0				// 不指定协议
		);
	sai_server.sin_addr.S_un.S_addr = 0;	// IP地址
	sai_server.sin_family = AF_INET;		// IPV4
	sai_server.sin_port = htons(8090);		// 传输协议端口

	// 本地地址关联套接字
	if (bind(
		server, 					// 要与本地地址绑定的套接字
		(sockaddr*)&sai_server, 	// 用来接收客户端消息的 sockaddr_in 结构体指针
		sizeof(sai_server)			
		)) {
		cout << "bind failed : " << GetLastError() << endl;
		WSACleanup();
	}

	// 初始化客户端链表
	ucnode* listHead = new ucnode();
	listHead->next = nullptr;
	ucnode* lp = listHead;

	// 监听消息
	while (1) {
		// 接收来自客户端的消息
		umsg msg;
		int len_client = sizeof(sockaddr);
		recvfrom(
			server, 					// 本地套接字
			(char*)&msg, 				// 存放接收到的消息
			sizeof(msg), 				
			0, 							// 不修改函数调用行为
			(sockaddr*)&sai_server, 	// 接收客户端的IP、端口
			&len_client					// 接收消息的长度，必须初始化，否则默认为0 收不到消息				
		);
		
		// sin_addr 转 char[]（char[] 转 sin_addr 使用 inet_top）
		char arr_ip[20];
		inet_ntop(AF_INET, &sai_server.sin_addr, arr_ip, 16);
		
		// 处理消息（1：用户登录，2：用户退出，3：普通会话）
		switch (msg.type) {
		case 1: 
			insertNode(listHead, sai_server, msg); 
			cout << "[" << arr_ip << ":" << ntohs(sai_server.sin_port) << "] " << msg.name << ":" << "---登录---" << endl;
			break;
		case 2:
			deleteNode(listHead, msg);
			cout << "[" << arr_ip << ":" << ntohs(sai_server.sin_port) << "] " << msg.name << ":" << "---退出---" << endl;
			break;
		case 3:
			cout << "[" << arr_ip << ":" << ntohs(sai_server.sin_port) << "] " << msg.name << ":" << msg.text << endl;
			// 更新 msg.text
			lp = listHead;
			while (lp) {
				if (strcmp(lp->msg.name, msg.name) == 0) {
					strncpy(lp->msg.text, msg.text, sizeof(msg.text));
					lp->msg.type = msg.type;
					break;
				}
				lp = lp->next;
			}
			// 向其他客户端广播（除自己之外）
			lp = listHead;
			while (lp) {
				if (strcmp(lp->msg.name,"") != 0 && strcmp(lp->msg.name, msg.name) != 0) {
					sendto(
						server, 					// 本地套接字
						(char*)&msg, 				// 消息结构体
						sizeof(msg), 				
						0, 							// 不修改函数调用行为
						(sockaddr*) & lp->addr, 	// 目标客户端地址
						sizeof(lp->addr)
					);
				}
				lp = lp->next;
			}
			break;
		}
	}

	// 禁用 socket
	WSACleanup();

	getchar();
    return 0;
}

客户端代码：

#include <iostream>
#include <WinSock2.h>
#include <WS2tcpip.h>
#include <Windows.h>
#include <thread>
#include <cstdio>
#include <string>

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

using namespace std;

#pragma region 全局变量

SOCKET client;					// 客户端套接字		
sockaddr_in sai_client;			// 存放客户端地址、端口
sockaddr_in sai_server;			// 存放服务端发送的消息

// 发送和接收的信息体
struct umsg {
	int type;					// 协议（1：登录，2：退出，3：发消息）
	char name[64];				// 用户名字
	char text[512];				// 文本
};

#pragma endregion

#pragma region 依赖函数

// 监听服务器消息
void recvMessage()
{
	while (1){
		umsg msg;
		int len_server = sizeof(sockaddr);
		int len = recvfrom(client, (char*)&msg,sizeof(msg),0,(sockaddr*)&sai_server,&len_server);
		
		cout << msg.name << ": " << msg.text << endl;
	}
}

#pragma endregion

int main()
{
	cout << "我是客户端" << endl;

	// 初始化 WSA ，激活 socket
	WSADATA wsaData;
	if (WSAStartup(
		MAKEWORD(2, 2), 	// 规定 socket 版本
		&wsaData			// 接收 socket 的更多信息
		)) {
		cout << "WSAStartup failed : " << GetLastError() << endl;
	}

	// 初始化 socket、客户端信息
	client = socket(
		AF_INET,		// IPV4
		SOCK_DGRAM,		// UDP
		0				// 不指定协议
		);
	sai_client.sin_family = AF_INET;									// IPV4
	inet_pton(AF_INET, "192.168.1.105", &sai_client.sin_addr);			// 服务器 IP地址
	sai_client.sin_port = htons(8090);									// 端口

	// 输入用户名
	string name;
	getline(cin, name);

	// 发送登录消息
	umsg msg;
	msg.type = 1;
	strncpy_s(msg.name, sizeof(msg.name), name.c_str(), 64);
	strncpy_s(msg.text, sizeof(msg.text), "", 512);
	sendto(
		client, 						// 本地套接字
		(char*)&msg, 					// 发送的消息
		sizeof(msg), 
		0, 								// 不修改函数调用行为
		(sockaddr*) & sai_client,		// 消息目标
		sizeof(sai_client)
	);

	// 接收服务器消息
	HANDLE h_recvMes = CreateThread(0, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)recvMessage, 0, 0, 0);
	if (!h_recvMes) { cout << "CreateThread failed :" << GetLastError() << endl; }
    
	// 发送消息
	while (1) {
		string content;
		getline(cin, content);
		
		// 如果是退出消息
		if (content == "quit") {
			msg.type = 2;
			sendto(client, (char*)&msg, sizeof msg, 0, (struct sockaddr*) & sai_client, sizeof(sai_client));
			closesocket(client);
			WSACleanup();
			return 0;
		}

		// 如果是会话消息
		msg.type = 3;
		strncpy_s(msg.text, sizeof(msg.text), content.c_str(), 512);
		sendto(
			client, 						// 本地套接字
			(char*)&msg, 					// 要发送的消息
			sizeof(msg), 
			0, 								// 不修改函数调用行为
			(sockaddr*) & sai_client, 		// 发送目标
			sizeof(sai_client)
		);
	}


    getchar();
    return 0;
}

基于TCP实现

服务端代码

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <WinSock2.h>
#include <WS2tcpip.h>
#include <Windows.h>
#include <thread>
#include <cstdio>

using namespace std;

#pragma region 全局变量

SOCKET server;				// 本地套接字
sockaddr_in sai_server;		// 存放服务器IP、端口

// 消息格式
struct umsg {
	int type;				// 协议（1：登录，2：退出，3：发消息）
	char name[64];			// 用户名字
	char text[512];			// 文本信息
};

// 客户端信息
struct clientInfo {
	SOCKET client;
	sockaddr_in saddr;
	umsg msg;
};

// 客户端链表
typedef struct ucnode {
	clientInfo cInfo;
	ucnode* next;
} *ucnode_t;

ucnode* listHead;		// 客户端链表头
ucnode* lp;				// 客户端链表指针

#pragma endregion

#pragma region 依赖函数

// 链表插入数据
ucnode* insertNode(ucnode* head,SOCKET client, sockaddr_in addr, umsg msg) {
	ucnode* newNode = new ucnode();
	newNode->cInfo.client = client;
	newNode->cInfo.saddr = addr; 
	newNode->cInfo.msg = msg;
	ucnode* p = head;
	if (p == nullptr) {
		head = newNode;
	}
	else {
		while (p->next != nullptr) {
			p = p->next;
		}
		p->next = newNode;
	}
	return head;
}

// 链表删除数据
ucnode* deleteNode(ucnode* head, SOCKET client) {
	ucnode* p = head;
	if (p == nullptr) {
		return head;
	}
	if (p->cInfo.client == client) {
		head = p->next;
		delete p;
		return head;
	}
	while (p->next != nullptr && p->next->cInfo.client != client) {
		p = p->next;
	}
	if (p->next == nullptr) {
		return head;
	}
	ucnode* deleteNode = p->next;
	p->next = deleteNode->next;
	delete deleteNode;
	return head;
}

// 接收客户端消息（某个）
void recvMessage(PVOID pParam) {
	clientInfo* cInfo = (clientInfo*)pParam;

	while (1) {
		// 接收来自客户端的消息
		umsg msg;
		int len_client = sizeof(sockaddr);
		int ret_recv = recv(
			cInfo->client,	// 本地套接字	
			(char*)&msg,	// 存放接收的消息
			sizeof(msg),	// 消息大小
			0				// 不修改函数调用行为
		); 
		if (ret_recv <= 0) { cout << msg.name << "断开连接: " << GetLastError() << endl; break; }
		cInfo->msg = msg;

		// sin_addr 转 char[]（char[] 转 sin_addr 使用 inet_top）
		char arr_ip[20];
		inet_ntop(AF_INET, &cInfo->saddr.sin_addr, arr_ip, 16);

		// 处理消息（1：登录，2：退出，3：会话）
		switch (cInfo->msg.type) {
		case 1:
			// 插入数据到链表
			insertNode(listHead,cInfo->client, cInfo->saddr,cInfo->msg);
			// 打印消息
			cout << "[" << arr_ip << ":" << ntohs(cInfo->saddr.sin_port) << "] " << msg.name << ":" << "---登录---" << endl;
			break;
		case 2:
			// 从链表删除数据
			deleteNode(listHead, /*cInfo->msg*/cInfo->client);
			// 打印消息
			cout << "[" << arr_ip << ":" << ntohs(cInfo->saddr.sin_port) << "] " << msg.name << ":" << "---退出---" << endl;
			break;
		case 3:
			// 打印消息
			cout << "[" << arr_ip << ":" << ntohs(cInfo->saddr.sin_port) << "] " << msg.name << ":" << cInfo->msg.text << endl;
			// 向其他客户端广播（除自己之外）
			lp = listHead;
			while (lp) {
				if (strcmp(lp->cInfo.msg.name, "") != 0 && strcmp(lp->cInfo.msg.name, cInfo->msg.name) != 0) {
					send(
						lp->cInfo.client,		// 本地套接字
						(char*)&cInfo->msg,		// 发送的消息
						sizeof(cInfo->msg),		// 消息大小
						0						// 不指定调用方式
					);
					int error_send = GetLastError();
					if (error_send != 0) { cout << "send failed:" << error_send << endl; }
				}
				lp = lp->next;
			}
			break;
		}
	}
}

#pragma endregion

int main()
{
	cout << "我是服务端" << endl;

	// 初始化 WSA ，激活 socket
	WSADATA wsaData;
	if (WSAStartup(
		MAKEWORD(2, 2), 		// 规定 socket 版本为 2.2
		&wsaData				// 接收关于套接字的更多信息
	)) {
		cout << "WSAStartup failed : " << GetLastError() << endl;
	}

	// 初始化 socket、服务器信息
	server = socket(
		AF_INET, 		// IPV4
		SOCK_STREAM,	// TCP
		0				// 不指定协议
	);
	sai_server.sin_addr.S_un.S_addr = 0;	// IP地址
	sai_server.sin_family = AF_INET;		// IPV4
	sai_server.sin_port = htons(8090);		// 传输协议端口

	// 本地地址关联套接字
	if (bind(
		server, 					// 要与本地地址绑定的套接字
		(sockaddr*)&sai_server, 	// 用来接收客户端消息的 sockaddr_in 结构体指针
		sizeof(sai_server)
	)) {
		cout << "bind failed : " << GetLastError() << endl;
		WSACleanup();
	}

	// 套接字进入监听状态
	listen(
		server,		// 本地套接字
		SOMAXCONN	// 挂起连接队列的最大长度，SOMAXCONN：最大合理值
	);

	// 初始化客户端链表
	listHead = new ucnode();
	listHead->next = nullptr;
	lp = listHead;
		
	// 接收消息
	while (1) {
		// 接收登录消息（首次连接是触发，之后发送消息不触发）
		clientInfo* cInfo = new clientInfo();
		int len_client = sizeof(sockaddr);
		cInfo->client = accept(server, (sockaddr*) &cInfo->saddr, &len_client);	
		if (GetLastError() != 0) { continue; }
		
		// 接收登录者的消息（每个客户端对应一个线程）
		HANDLE h_recvMes = CreateThread(0, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)recvMessage, cInfo, 0, 0);
		if (!h_recvMes) { cout << "CreateThread failed :" << GetLastError() << endl; }
	}

	// 禁用 socket
	WSACleanup();

	getchar();
    return 0;
}

客户端代码：

#include <iostream>
#include <WinSock2.h>
#include <WS2tcpip.h>
#include <Windows.h>
#include <thread>
#include <cstdio>
#include <string>

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

using namespace std;

#pragma region 全局变量

SOCKET client;					// 本地套接字
sockaddr_in sai_client;			// 存放客户端IP地址、端口

// 消息格式
struct umsg {
	int type;					// 协议（1：登录，2：退出，3：发消息）
	char name[64];				// 用户名字
	char text[512];				// 文本
};

#pragma endregion

#pragma region 依赖函数

// 监听服务器消息
void recvMessage()
{
	while (1){
		umsg msg;
		int ret_recv = recv(
			client, 		// 本地套接字
			(char*)&msg,	// 存放接收的消息
			sizeof(msg),	// 消息大小
			0				// 不指定调用方式
		);
		if (ret_recv <= 0) { cout << "recv failed: " << GetLastError() << endl; break; }
		
		// 打印消息
		cout << msg.name << ": " << msg.text << endl;
	}
}

#pragma endregion

int main()
{
	cout << "我是客户端" << endl;

	// 初始化 WSA ，激活 socket
	WSADATA wsaData;
	if (WSAStartup(
		MAKEWORD(2, 2), 	// 规定 socket 版本
		&wsaData			// 接收 socket 的更多信息
	)) {
		cout << "WSAStartup failed : " << GetLastError() << endl;
	}

	// 初始化 socket、客户端信息
	client = socket(
		AF_INET,		// IPV4
		SOCK_STREAM,	// TCP
		0				// 不指定协议
	);
	sai_client.sin_family = AF_INET;									// IPV4
	inet_pton(AF_INET, "192.168.1.100", &sai_client.sin_addr);			// 服务器 IP地址
	sai_client.sin_port = htons(8090);									// 端口

	// 连接服务器
	int ret_connect = connect(
		client, 					// 本地套接字
		(sockaddr*) &sai_client, 	// 目标
		sizeof(sai_client)
	);if (ret_connect != 0) { cout << "connect failed:" << GetLastError() << endl; }

	// 输入用户名
	umsg msg;
	msg.type = 1;
	string name;
	getline(cin, name);
	strncpy_s(msg.name, sizeof(msg.name), name.c_str(), 64);
	strncpy_s(msg.text, sizeof(msg.text), "", 512);

	// 发送登录消息
	send(
		client,			// 本地套接字
		(char*)&msg,	// 发送的消息
		sizeof(msg),	// 消息大小
		0				// 不指定调用方式
	); 
	int error_send = GetLastError();
	if (error_send != 0) { cout << "send failed:" << error_send << endl; }
	
	// 接收服务器消息
	HANDLE h_recvMes = CreateThread(0, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)recvMessage, 0, 0, 0);
	if (!h_recvMes) { cout << "CreateThread failed :" << GetLastError() << endl; }

	// 发送消息
	while (1) {
		string content;
		getline(cin, content);

		// 退出消息
		if (content == "quit") {
			msg.type = 2;
			send(
				client,			// 本地套接字
				(char*)&msg,	// 发送的消息
				sizeof(msg),	// 消息大小
				0				// 不指定调用方式
			);
			error_send = GetLastError();
			if (error_send != 0) { cout << "send failed:" << error_send << endl; }
			closesocket(client);
			WSACleanup();
			return 0;
		}
		
		// 会话消息
		msg.type = 3;
		strncpy_s(msg.text, sizeof(msg.text), content.c_str(), 512);
		send(
			client,			// 本体套接字
			(char*)&msg,	// 发送的消息
			sizeof(msg),	// 消息大小
			0				// 不指定调用方式
		);
		error_send = GetLastError();
		if (error_send != 0) { cout << "send failed:" << error_send << endl; }

	}

    getchar();
    return 0;
}