基于Windows API的简单聊天软件的设计与实现

元宇聪

摘 要：现实生活中大家都用QQ聊天，不管是多么庞大、复杂的聊天软件，只要是在Windows操作系统上运行的程序，都必须调用最基本的Windows API进行通信。探讨如何使用Windows最基本的应用程序接口、使用C++编写一个控制台界面的简单聊天软件，实现自由地发送接收文本，并显示在屏幕上。编写完成之后测试在同一台电脑的两个不同进程之间进行通信。

关键词：聊天软件；C++；服务器

一、聊天软件采用的主要技术

1.开发平台C++

C++是在C语言的基础上开发的一种通用编程语言，应用广泛。C++支持多种编程范式，如面向对象编程、泛型编程、面向过程编程、函数式编程等。最新正式标准C++14于2014年8月18日公布。正式名称为ISO/IEC 14882：2014。其编程领域众广，常用于系统开发、引擎开发等应用领域，是迄今为止最受人们受用的最强大编程语言之一。

标准模板库（Standard Template Library）是惠普实验室开发的一系列软件的统称，是类库和函数的集合。现在是C++的一部分，由C++标准委员会制定，并不断维护更新。

2.视窗操作系统应用程序接口

视窗操作系统应用程序接口（Windows Application Programming Interface）是微软对于视窗操作系统中可用的核心应用程序编程接口的名称。它被设计为各种语言的程序调用，也是应用软件与视窗系统最直接的交互方式。

视窗套接字（Windows Socket）是网络通信的基本构件，是视窗操作系统下得到广泛应用、开放、支持多种协议的网络编程接口。20世纪90年代初，微软和第三方厂商共同制订了一套标准，即视窗套接字规范，简称WinSock。一个套接字就是一个通信标识，由一个短整数表示，实际上就是一个句柄，代表网络协议中的一组数据，该数据包含了通信双方的因特网协议地址和当前的连接状态等信息。

视窗套接字使用客户端/服务器模型。一个服务程序通常在一个众所周知的地址监听对服务的请求，此时服务进程一直处于休眠状态，直到一个客户对这个服务的地址提出了连接请求。在这个时刻，服务程序被“惊醒”并且为客户提供服务——对客户的请求做出适当的反应。

二、聊天软件的设计

1.软件主要流程

这是一个控制台程序，用一个循环让用户输入内容，程序对用户输入的内容进行判断，之后继续循环。

程序把“/”开头的字符串都当作命令，然后对命令进行分析，根据不同的命令实现对程序的控制。有些命令包含多个参数，参数写在命令后面，用空格隔开。如果用户输入不存在的命令则提示错误。

程序把非“/”开头的字符串都当作聊天内容，在建立连接之后会把输入内容发送给对方。

（1）服务器侦听。用户输入“/侦听”命令，参数1为侦听的端口号，执行之后程序开始侦听。侦听时会阻塞主线程的执行然后等待客户端的连接，一旦收到客户端的连接请求，才继续运行并建立连接。

（2）客户端连接。用户输入“/连接”命令，参数1为服务器的地址，参数2为服务器侦听的端口号，命令检查无误并执行之后，开始尝试与服务器连接。连接时会阻塞主线程的执行然后等待服务器的回应。当客户端收到服务器的回应时，建立连接。

（3）断开连接。建立连接后，任意一端都可以随时断开连接。其中一端断开连接时，另一端在接收数据时会侦测到并断开连接。

2.发送接收数据的过程

建立连接后，服务器和客户端同时是发送者和接收者，发送者向接收者发送文本，接收者收到内容后在屏幕上顯示文本。

发送过程在主线程，接收过程在接收线程。发送和接收可以同时进行，互不干扰。

编辑 薛直艳