计算机网络课程设计之网络聊天程序的设计与实现
前言计算机网络课程设计开始，要求用C/C++，而且有些题目还要有图形界面，因此决定用Qt写图形界面，同时决定用一个程序完成所有的实验设计。
白嫖容易，创作不易，本文原创，转载请注明！！！源码和可运行程序：链接：https://pan.baidu.com/s/1A9KctmpP2JJgyW2wLrehIg提取码：Lin2
计算机网络课程设计：计算机网络课程设计之网络聊天程序的设计与实现计算机网络课程设计之Tracert与Ping程序设计与实现计算机网络课程设计之基于IP多播的网络会议程序计算机网络课程设计之网络嗅探器的设计与实现计算机网络课程设计之电子邮件客户端程序设计与实现计算机网络课程设计之TELNET终端设计与实现计算机网络课程设计之网络代理服务器的设计与实现计算机网络课程设计之简单WebServer程序的设计与实现
Qt入门系列：Qt学习之C++基础Qt学习之Qt安装Qt学习之Qt基础入门(上)Qt学习之Qt基础入门(中)Qt学习之Qt基础入门(下)
创作不易，整个课程设计程序3000多行代码，所有实验都写在了一个程序中，时间有限，能力不足，转载望注明！！！本文链接个人博客：https://ronglin.fun/archives/264PDF链接：见博客网站CSDN:https://blog.csdn.net/RongLin02/article/details/122509928
实验题目网络聊天程序的设计与实现
实验目的了解Socket通信的原理，在此基础上编写一个聊天程序。
总体设计（含背景知识或基本原理与算法、或模块介绍、设计步骤等）本次设计客户端用了Qt，Qt的一个很鲜明的特色就是可以使用槽函数异步处理数据。服务器端用了Java，因为要用到多线程处理每一个客户端，同时用到了很多阻塞式方法，Java的库中对于多线程的处理十分方便，因此服务器用Java书写。
客户端在Qt中创建一个TCP连接十分简单参考博客：QT5实现简单的TCP通信首先使用QT的网络套接字需要.pro文件中加入一句：
QT+=network客户端的代码比服务器稍简单，总的来说，使用QT中的QTcpSocket类与服务器进行通信只需要以下5步：
创建QTcpSocket套接字对象QTcpSocket*socket=newQTcpSocket();使用这个对象连接服务器socket->connectToHost(IP,port);使用write函数向服务器发送数据intresult=socket->write(data);当socket接收缓冲区有新数据到来时，会发出readRead()信号，因此为该信号添加槽函数以读取数据QObject::connect(socket,&QTcpSocket::readyRead,this,&MainWindow::socket_Read_Data);voidMainWindow::socket_Read_Data(){QByteArraybuffer;//读取缓冲区数据buffer=socket->readAll();}断开与服务器的连接关于close()和disconnectFromHost()的区别，可以按F1看帮助socket->disconnectFromHost();//socket->close()服务器虽然服务器端用的是Java写的，但是还是提一下Qt中如何创建服务器
QtTCP服务器服务器除了使用到了QTcpSocket类，还需要用到QTcpSever类。即便如此，也只是比客户端复杂一点点，用到了6个步骤：
创建QTcpSever对象QTcpSocketserver=newQTcpServer();侦听一个端口，使得客户端可以使用这个端口访问服务器这里的第一个参数是QHostAddress，在Qt的assistant(帮助文档)有详细的说明server->listen(QHostAddress::Any,port);当服务器被客户端访问时，会发出newConnection()信号，因此为该信号添加槽函数，并用一个QTcpSocket对象接受客户端访问connect(server,&QTcpServer::newConnection,this,&MainWindow::server_New_Connect);voidMainWindow::server_New_Connect(){//获取客户端连接socket=server->nextPendingConnection();}使用socket的write函数向客户端发送数据intresult=socket->write(data);当socket接收缓冲区有新数据到来时，会发出readRead()信号，因此为该信号添加槽函数以读取数据QObject::connect(socket,&QTcpSocket::readyRead,this,&MainWindow::socket_Read_Data);voidMainWindow::socket_Read_Data(){QByteArraybuffer;//读取缓冲区数据buffer=socket->readAll();}取消侦听server->close();Qt异步处理数据用起来很方便，因为connect函数的存在，程序不用阻塞，可以等待槽函数的触发。
JavaTCP服务器接下来说明Java如何创建一个TCP服务器参考博客：TCP通信的Java实现
先创建一个ServerSocket类调用accept()方法获取连接，此方法阻塞式方法获取客户端的输入流，来读客户端数据获取客户端的输出流，来向客户端写数据关闭所有对象代码如下importjava.io.IOException;importjava.io.InputStream;importjava.io.OutputStream;importjava.net.ServerSocket;importjava.net.Socket;publicclassServer{publicstaticvoidmain(String[]args){//1.创建服务器ServerSocket对象try{ServerSocketserverSocket=newServerSocket(6666);//2.获取客户端请求对象SocketSocketsocket=serverSocket.accept();//3.获取字节输入流对象InputStreaminputStream=socket.getInputStream();//4.读取客户端数据byte[]bytes=newbyte[1024];intlen=inputStream.read(bytes);System.out.println(newString(bytes,0,len));//5.获取字节输出流对象OutputStreamoutputStream=socket.getOutputStream();//6.向客户端回写数据outputStream.write("IamOK.".getBytes());//7.释放资源socket.close();serverSocket.close();}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}}}详细设计（含主要的数据结构、程序流程图、关键代码等）
数据格式首先是数据的数据格式，这里我设置了一个Message类，格式如下：
TYPE:InformationFROM:11809TO:11810TIME:2022-01-0517:18:49CONTENT:test测试一共是5项数据：
TYPE，表示数据的类型，类型一共有3种，一个是Heartbeat，表示心跳，心跳类的数据包只有一个Type类型的数，其余都是0或者null，第二种是UserList，表示用户列表，当有客户端连入TCP服务器或者与其断开的时候，会广播发送一次UserList数据包，用来告诉所有客户端更新用户列表。最后一个是Information数据包，用来封装消息。FROM，在Information中表示数据的发送者TO，在Information中表示数据的接收者，TCP服务器通过此来把数据发送给相应的TCPClientTIME，时间，注意虽然发送者在发送的时候会填入一个时间到Information类数据包中，但是当数据到达服务器时，服务器会以本身的时间来更新这部分，以防客户端本身的时间错误CONTENT，表示内容，即正文部分。服务器如果要实现聊天室，首先要先设计一个服务器，服务器的设计主要是Java多线程实现下面简单说明一下设计过程
一共有3类线程：
第一类线程是在Main中的一个while(true)，主要是向服务器中所有连接的客户端发送心跳包，每500ms发送一个心跳包，如果发送失败则说明客户端已经断开，然后广播一个UserList类型的数据，来告诉客户端更新列表。第二类线程是TCPServer线程，该线程的主要作用就是用来处理阻塞的accept()方法，当连接成功一个客户端之后，将其添加到一个维护的ArrayList，然后再次while(true)阻塞accept()方法。第三类线程就是用来处理所有的客户端的数据，主要是处理阻塞的read()方法，用来监听客户端的输入。同时每一个客户端的标识是用他们本身的本地Port数据来标识。
客户端界面如上，当点击登录的时候，socket开始连接，ip地址为自行写死的"127.0.0.1"端口也是写死的"60001"，然后登录之后收到来自服务器的UserList类型的数据包，然后更新自己的在线用户栏目，复位就是清0一个计数变量，清空按钮是清空上下的textEdit控件，启动新进程是为了调试，主要是用来启动一个新的子进程，发送按钮的逻辑是先清空发送栏，然后调用write()方法，把数据打包成Message格式，然后发送给服务器。需要注意的是，要时刻注意判定是否在登录的状态下。
实验结果与分析下面展示一下过程可以看到连接成功，然后进行数据交换
可以看到数据发送成功，同时在服务器端也能获得数据当第二个客户端断开：当第二个断开的时候，可以在服务器端看到14760已经断开，同时第一个客户端可以看到14760已经断开了。
小结与心得体会因为本实验用的是Qt和Java已经封装好的TCP库，所以用起来很方便，因为以前已经有TCP服务开发经验所以本实验开发比较简单。个人觉得本次设计亮点在于设计Message类型和添加了心跳包。=w=