[网络协议]网络编程 -- 基于TCP的客户端/服务端计算器

?服务端从客户端获得多个数字和运算符信息，服务端受到数字后对其进行加减乘运算，然后把结果传回客户端。程序如下， 已注释。

• 服务端程序如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024
#define OPSZ 4
void error_handling(char *message);
int calculate(int opnum, int opnds[], char oprator);
int main(int argc, char *argv[])
{
    int serv_sock, clnt_sock; // 服务端套接字， 客户端套接字
    char opinfo[BUF_SIZE];  // 存放待算数数组
    int result, opnd_cnt, i; // 返回的运算结果， 待算数个数， 循环控制变量
    int recv_cnt, recv_len;  // 记录已读个数， 避免因无数据边界而漏读
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    socklen_t clnt_adr_sz;
    // 异常处理
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    // 调用 socket 函数创建套接字
    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (serv_sock == -1)
        error_handling("socket() error");

    // 地址信息初始化
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    // 调用 bind 函数分配地址信息：ip地址和端口号
    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
        error_handling("bind() error");

    // 调用 listen 函数将套接字转为 可接受连接状态
    if (listen(serv_sock, 5) == -1)
        error_handling("listen() error");
    clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);

    // 设置 5 次循环， 表示可以向 5 个客户端提供服务，之后关闭服务器套接字结束程序
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        opnd_cnt = 0; // 初始化待算个数为 0
        //调用 accept 函数受理连接请求。如果在没有连接请求的情况下调用该函数，则不会返回，直到有连接请求为止
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
        read(clnt_sock, &opnd_cnt, 1); //先接收待算数的个数

        // 根据待算数的个数来接收待算数
        recv_len = 0;
        while ((opnd_cnt * OPSZ + 1) > recv_len)
        {
            recv_cnt = read(clnt_sock, &opinfo[recv_len], BUF_SIZE - 1);
            recv_len += recv_cnt;
        }

        // 调用 calculate 函数计算结果
        result = calculate(opnd_cnt, (int *)opinfo, opinfo[recv_len - 1]);
        // 向客户端传输calculate函数返回的运算结果
        write(clnt_sock, (char *)&result, sizeof(result));
        close(clnt_sock);
    }
    close(serv_sock);
    return 0;
}
int calculate(int opnum, int opnds[], char op)
{
    int result = opnds[0], i;
    switch (op)
    {
    case '+':
        for (i = 1; i < opnum; i++)
            result += opnds[i];
        break;
    case '-':
        for (i = 1; i < opnum; i++)
            result -= opnds[i];
        break;
    case '*':
        for (i = 1; i < opnum; i++)
            result *= opnds[i];
        break;
    }
    return result;
}
void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

• 客户端程序如下

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024
#define RLT_SIZE 4 //字节大小数
#define OPSZ 4
void error_handling(char *message);

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sock;    // 套接字
    char opmsg[BUF_SIZE];
    int result, opnd_cnt, i;
    struct sockaddr_in serv_adr;
    // 异常处理
    if (argc != 3)
    {
        printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    //创建套接字，此时套接字并不马上分为服务端和客户端。如果紧接着调用 bind,listen 函数，将成为服务器套接字
    //如果调用 connect 函数，将成为客户端套接字
    //若前两个参数使用PF_INET 和 SOCK_STREAM，则可以省略第三个参数 IPPROTO_TCP
    sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock == -1)
        error_handling("socket() error");

    // 初始化地址信息
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    //调用 connect 函数向服务器发送连接请求
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
        error_handling("connect() error!");
    else
        puts("Connected...........");

    fputs("Operand count: ", stdout);
    scanf("%d", &opnd_cnt); // 先输入待算数的个数
    opmsg[0] = (char)opnd_cnt;

    // 根据输入的待算数个数，输入具体各个待算数
    for (i = 0; i < opnd_cnt; i++)
    {
        printf("Operand %d: ", i + 1);
        scanf("%d", (int *)&opmsg[i * OPSZ + 1]);
    }
    fgetc(stdin); // 把回车处理掉，避免回车被读进下面的运算符信息里
    fputs("Operator: ", stdout);
    // 输入运算符信息
    scanf("%c", &opmsg[opnd_cnt * OPSZ + 1]);
    // 调用 write 函数将 opmsg 数组中的运算相关信息传输给服务端
    // 因为 TCP 中不存在数据边界，如何处理漏读在服务端解决（通过预先提供的待算数个数信息）
    write(sock, opmsg, opnd_cnt * OPSZ + 2);
    // 保存服务端传输的运算结果，result 为 4 字节，所以 1 次 read 即可接收，无需考虑数据边界
    read(sock, &result, RLT_SIZE);

    printf("Operation result: %d \n", result);
    close(sock);
    return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

• 运行结果

[root@yetao100 ch05]# gcc -g -std=c99 op_server.c -o op_server

[root@yetao100 ch05]# ./op_server 9190

[root@yetao100 ch05]# gcc -g -std=c99 op_client.c -o op_client

[root@yetao100 ch05]# ./op_client 127.0.0.1 9190
Connected...........
Operand count: 10
Operand 1: 1
Operand 2: 2?
Operand 3: 3
Operand 4: 4
Operand 5: 5
Operand 6: 6
Operand 7: 7
Operand 8: 8
Operand 9: 9
Operand 10: 10
Operator: +
Operation result: 55

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