C++ 网络编程入门：TCP 协议下的简易计算器项目

2025-08-16 12:38:51 37 阅读

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网络编程入门：TCP 协议下的简易计算器项目

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前言：
文件组成
TCP服务端
- `TcpServer.hpp`
- - 代码说明：
- `TcpServer.cc`
- - 代码说明：
TCP客户端
- - 代码说明：
计算器
- - 代码说明：
  - - 1. **`ServerCal` 类**：
    - 2. **`Calculatate(Requset &req)` 函数**：
    - 3. **`Calculator(std::string &package)` 函数**：
请求和响应服务
- - 代码总结：
  - - 1. **`Encode` 和 `Decode`**：
    - 2. **`Requset` 类**：
    - 3. **`Response` 类**：
网络组件
- - 代码说明：
  - - 1. **`Socket()`**：
    - 2. **`Bind(uint16_t port)`**：
    - 3. **`Listen()`**：
    - 4. **`Accept(std::string *clientip, uint16_t *clientport)`**：
    - 5. **`Connect(const std::string &ip, const uint16_t &port)`**：
    - 6. **`Close()`**：
    - 7. **`GetFd()`**：
效果图
源码地址

前言：

根据前面的经验：网络套接字，序列化与反序列化，守护进程等等，写出一个小项目。

文件组成

.vscode/
    log.hpp                  // 记录日志的头文件，用于定义日志功能的类和函数。
    Makefile                 // 项目的构建文件，定义如何使用 make 编译、链接代码。
    Protocol.hpp             // 定义通信协议的头文件，包含数据格式、消息结构、序列化与反序列化规则等。
    ServerCal.hpp            // 服务器计算相关的头文件，包含服务器端任务计算、数据处理等的声明。
    Socket.hpp               // 定义套接字操作的头文件，包含与网络连接、数据传输等相关的类和函数。
    TcpClient/               // 存放与 TCP 客户端相关的文件夹
        TcpClient.cc         // TCP 客户端实现源文件，处理与服务器的连接、数据发送和接收。
        TcpClient.hpp        // TCP 客户端头文件，声明客户端与服务器进行交互的类和方法。
    TcpServer/               // 存放与 TCP 服务器相关的文件夹
        TcpServer.cc         // TCP 服务器实现源文件，处理客户端的连接、接收和处理数据。
        TcpServer.hpp        // TCP 服务器头文件，声明用于启动和管理服务器端的类和函数。

TCP服务端

`TcpServer.hpp`

#include 
#include "Socket.hpp"  // 引入套接字操作相关的类
#include "ServerCal.hpp"  // 引入服务器端计算相关的类

// 定义回调函数类型，接受一个字符串引用并返回一个字符串
using func_t = std::function<std::string(std::string& package)>;

// 定义 TcpServer 类
class TcpServer
{
public:
    // 构造函数，接受端口号和回调函数作为参数
    TcpServer(uint16_t port, func_t callback)
        : port_(port), callback_(callback)
    {}

    // 初始化函数，设置监听套接字
    void Init()
    {
        listensock_.Socket();        // 创建套接字
        listensock_.Bind(port_);     // 绑定端口
        listensock_.Listen();        // 开始监听
        lg(INFO, "Server Init");     // 输出日志，表示服务器已初始化
    }

    // 启动服务器函数，开始接收客户端连接
    void Start()
    {
        while (true)
        {
            std::string ip;
            uint16_t port;
            // 接受客户端连接，返回客户端的文件描述符
            int fd = listensock_.Accept(&ip, &port);
            lg(INFO, "Server Accept");  // 输出日志，表示有客户端连接

            // 创建子进程处理客户端请求
            if (fork() == 0)
            {
                lg(INFO, "fork success");  // 子进程成功创建
                listensock_.Close();  // 子进程关闭监听套接字

                std::string inbuffer_stream;  // 缓存接收的数据
                while (true)
                {
                    char buffer[1024];
                    // 从客户端读取数据
                    int n = read(fd, &buffer, sizeof(buffer));
                    if (n > 0)
                    {
                        lg(INFO, "read success");  // 输出日志，表示读取成功
                        buffer[n] = 0;  // 添加字符串结束符
                        
                        inbuffer_stream += buffer;  // 将读取的内容添加到缓冲区

                        while (true)
                        {
                            // 调用回调函数处理接收到的包，并返回响应信息
                            std::string info = callback_(inbuffer_stream);
                            if (info.empty()) break;  // 如果回调返回空字符串，退出循环

                            // 将处理后的数据写回客户端
                            write(fd, info.c_str(), info.size());
                        }
                    }
                    else if (n == 0) break;  // 如果读取到 0，表示客户端断开连接
                    else 
                        break;  // 读取失败，退出循环
                }

                exit(0);  // 子进程结束
            }
            // 关闭客户端连接的文件描述符，在父进程中继续等待下一个连接
            close(fd);
        }
    }

private:
    uint16_t port_;    // 服务器端口号
    Sock listensock_;  // 监听套接字对象
    func_t callback_;  // 回调函数，用于处理客户端发送的数据
};

代码说明：

构造函数 TcpServer(uint16_t port, func_t callback)：
- 初始化服务器的端口和回调函数。回调函数 callback_ 将在收到客户端请求时被调用，用于处理数据。
Init()：
- 该方法用于初始化服务器，创建套接字、绑定端口并开始监听客户端连接。
Start()：
- 该方法是服务器的主循环，用于接受客户端的连接请求。
- 每当有新的客户端连接时，服务器会通过 fork() 创建子进程来处理该客户端的请求。
- 在子进程中，读取客户端发送的数据，并通过回调函数处理数据。处理结果将通过套接字返回给客户端。
- 子进程处理完毕后会退出，而父进程继续等待新的客户端连接。
Sock listensock_：
- Sock 类的对象，用于处理底层套接字操作，包括创建、绑定、监听、接收连接等。
回调函数 func_t callback_：
- 回调函数类型，负责处理客户端发来的数据包，并返回处理后的结果。

`TcpServer.cc`

#include 
#include 
#include 
#include "log.hpp"      // 引入日志记录功能
#include "TcpServer.hpp" // 引入 TCP 服务器类
#include "Protocal.hpp"  // 引入协议相关类（用于数据格式、协议处理等）

// 测试请求函数的声明
void ResquestTest();
// 测试响应函数的声明
void ResponseTest();

// 用法说明函数，输出程序的使用方式
void Usage()
{
    std::cout << "

" << "[Usage]:prot" << "
" << std::endl;
}

// 主程序入口函数
int main(int argc, char* argv[])
{ 
    // 检查命令行参数的数量是否正确
    if(argc != 2)
    {
        // 如果参数数量不为2，则调用Usage函数输出使用方法
        Usage();
        return -1;  // 返回错误代码
    }

    // 输出服务器启动的日志
    lg(INFO, "Server start");
    
    ServerCal cal;  // 创建一个 ServerCal 对象，用于计算请求数据

    // 获取命令行参数中的端口号，并将其转换为整数
    std::string port_1 = argv[1];
    uint16_t port = std::stoi(port_1);  // 将字符串端口号转换为无符号短整型

    // 创建一个 TcpServer 对象，绑定回调函数
    // 使用 std::bind 绑定 ServerCal::Calculator 函数与 ServerCal 对象，作为回调函数
    TcpServer* tsur = new TcpServer(port, std::bind(&ServerCal::Calculator, &cal, std::placeholders::_1));
    
    // 初始化服务器
    tsur->Init();
    // 启动服务器
    tsur->Start();

    return 0;  // 程序执行成功，返回 0
}

代码说明：

头文件引入：
- #include "log.hpp"：用于记录日志，lg(INFO, "message") 可以在程序中输出日志信息。
- #include "TcpServer.hpp"：引入定义 TcpServer 类的头文件，用于创建 TCP 服务器。
- #include "Protocal.hpp"：引入协议相关的头文件，可能包含协议的定义和数据格式的处理方法。
Usage() 函数：
- 该函数在命令行参数不正确时，输出程序的使用方式，提示用户如何正确传递命令行参数。
main() 函数：
- 程序的入口点，首先检查命令行参数的数量。如果参数不正确，则调用 Usage() 输出帮助信息，并返回错误。
- 如果参数正确，程序继续执行：
  - 创建 ServerCal 对象 cal，该对象负责计算接收到的数据。
  - 通过 argv[1] 获取并转换端口号。
  - 创建 TcpServer 对象 tsur，并将 ServerCal::Calculator 函数作为回调函数绑定到 TcpServer 中。此回调函数会处理客户端请求的数据。
  - 调用 tsur->Init() 初始化服务器，tsur->Start() 启动服务器，开始监听和处理客户端连接。

TCP客户端

#include        // 引入标准输入输出流，用于控制台输出
#include        // 引入UNIX标准库，提供sleep函数和系统调用等功能
#include          // 引入时间相关的库，用于生成随机数种子
#include          // 引入字符串类
#include "log.hpp"        // 引入日志记录功能
#include "Socket.hpp"     // 引入套接字操作相关的类
#include "Protocal.hpp"   // 引入协议相关类（用于数据序列化、反序列化、编码、解码等）

// 用法说明函数，输出程序的使用方法
void Usage()
{
    std::cout << "

" << "[Usage]:port" << "
" << std::endl; 
}

// 主程序入口
int main(int argc, char* argv[])
{
    // 检查命令行参数的数量是否正确
    if(argc != 3)
    {
        Usage();  // 如果参数数量不为3，调用Usage函数输出使用方法
        return -1;  // 返回错误代码
    }

    srand(time(nullptr));  // 使用当前时间作为随机数生成的种子

    Sock sock;  // 创建一个套接字对象
    sock.Socket();  // 初始化套接字

    // 获取命令行参数中的IP地址和端口号
    std::string ip = argv[1];
    std::string port_1 = argv[2];

    std::cout << "port: " << port_1 << std::endl;  // 输出连接的端口号

    // 将端口号从字符串转换为无符号短整型
    uint16_t port = std::stoi(port_1);
    
    // 连接到服务器
    sock.Connect(ip, port);

    lg(INFO, "connect successful");  // 输出连接成功的日志信息

    std::string op = "+-*/%";  // 运算符集合
    int cnt = 1;  // 计算请求的次数

    // 持续进行请求
    while(true)
    {
        cnt++;

        // 创建一个请求对象，生成随机数据
        Requset req;
        req.x_ = rand() % 100 + 1;  // 随机生成1到100之间的整数作为x
        req.y_ = rand() % 100;      // 随机生成0到99之间的整数作为y
        req.op_ = op[rand() % op.size()];  // 随机从运算符集合中选择一个运算符
        
        std::string con;  // 序列化后的字符串
        std::string out_stream;  // 编码后的数据流

        // 序列化请求对象
        bool r = req.Serialize(&con);
        if(!r) lg(WARNING, "Serialize failure");  // 如果序列化失败，输出警告日志

        out_stream = Encode(con);  // 对序列化后的数据进行编码
        
        // 输出请求的详细信息
        std::cout << "============" << "  The  " << cnt << "  Request  " << "============" << std::endl;
        std::cout << "x: " << req.x_ << std::endl;
        std::cout << "op: " << req.op_ << std::endl;
        std::cout << "y: " << req.y_ << std::endl;

        // 发送请求数据给服务器
        write(sock.GetFd(), out_stream.c_str(), out_stream.size());
        
        // 从服务器接收响应数据
        std::string in_stream;
        char inbuffer[1024];
        int n = read(sock.GetFd(), &inbuffer, sizeof(inbuffer));
        
        if(n > 0)
        {
            inbuffer[n] = 0;  // 添加字符串结束符
        }

        in_stream += inbuffer;  // 将接收到的数据追加到输入流中

        std::string bon;  // 解码后的数据
        Response resp;  // 响应对象

        Decode(in_stream, &bon);  // 解码接收到的数据
        resp.Deserialize(bon);  // 反序列化响应数据

        resp.Print();  // 打印响应结果

        sleep(1);  // 每次请求之间暂停1秒钟

        std::cout << "========================================" << std::endl;  // 输出分隔线
    }
    return 0;  // 程序结束
}

代码说明：

Usage()：
- 用于输出程序的使用说明，提示用户需要传递端口号作为参数。
main()：
- 主程序入口，首先检查命令行参数是否正确。如果参数不正确，调用 Usage() 输出帮助信息。
- 使用 srand(time(nullptr)) 设置随机数种子，确保每次运行时生成不同的随机数。
- 创建一个 Sock 对象，初始化并连接到指定的 IP 地址和端口号。
- 在 while 循环中，程序持续进行请求：
  - 生成随机的请求数据，包括 x_、y_ 和运算符 op_。
  - 使用 Serialize() 方法将请求数据序列化，调用 Encode() 方法进行编码。
  - 发送请求数据到服务器。
  - 接收来自服务器的响应数据，使用 Decode() 进行解码，并使用 Deserialize() 方法将响应数据反序列化。
  - 最后，输出计算结果。
日志记录：
- 使用 lg(INFO, "message") 输出程序的日志信息，帮助调试和跟踪程序的状态。

计算器

#pragma once

#include 
#include "log.hpp"        // 引入日志功能，用于输出日志
#include "Protocal.hpp"   // 引入协议相关的类和功能

// 定义错误符号的枚举类型
enum err_symbol
{
    div_zero = 1,  // 除法为零错误
    mod_zero       // 取余为零错误
};

// 服务器计算类
class ServerCal
{
public:
    // 构造函数，初始化 ServerCal 对象
    ServerCal()
    {
    }

    // 计算函数，根据传入的请求计算结果
    Response Calculatate(Requset &req)
    {
        Response resp(0, 0);  // 创建一个默认响应对象，初始值为 0

        // 根据请求的运算符执行相应的数学运算
        switch (req.op_)
        {
        case '+':  // 加法
            resp.result_ = req.Getx() + req.Gety();
            break;
        case '-':  // 减法
            resp.result_ = req.Getx() - req.Gety();
            break;
        case '*':  // 乘法
            resp.result_ = req.Getx() * req.Gety();
            break;
        case '/':  // 除法
            if (req.Gety() == 0)  // 检查除数是否为零
            {
                resp.code_ = div_zero;  // 如果除数为零，设置错误代码为 `div_zero`
                break;
            }
            resp.result_ = req.Getx() / req.Gety();  // 执行除法运算
            break;
        case '%':  // 取余
            if (req.Gety() == 0)  // 检查除数是否为零
            {
                resp.code_ = mod_zero;  // 如果除数为零，设置错误代码为 `mod_zero`
                break;
            }
            resp.result_ = req.Getx() % req.Gety();  // 执行取余运算
            break;
        default:
            break;  // 如果运算符不匹配，直接退出
        }

        return resp;  // 返回计算结果
    }

    // 计算器函数，处理客户端发送的请求数据包
    std::string Calculator(std::string &package)
    {
        // 移除报头部分，解码数据包
        std::string context;
        bool rDecode = Decode(package, &context);  // 解码包头
        if(!rDecode) return "";  // 解码失败时返回空字符串

        // 反序列化请求数据
        Requset req;
        req.Deserialize(context);

        // 根据请求数据进行计算
        Response resp;
        resp = Calculatate(req);

        sleep(3);  // 模拟计算延时（可能用于测试）

        // 序列化计算结果并返回
        std::string in;
        bool r = resp.Serialize(&in);
        if(!r) return "";  // 如果序列化失败，返回空字符串

        // 编码处理后的结果
        context = "";
        context = Encode(in);  // 编码计算结果并准备返回

        return context;  // 返回最终的编码结果
    }

    // 析构函数，销毁 ServerCal 对象
    ~ServerCal()
    {
    }
};

代码说明：

1. `ServerCal` 类：

ServerCal 类包含了处理数学计算的逻辑，通过接收客户端发送的请求并计算结果，然后返回计算结果给客户端。

2. `Calculatate(Requset &req)` 函数：

该函数接收一个 Requset 对象，表示客户端发送的请求。
根据请求的操作符（op_），执行相应的数学运算（加、减、乘、除、取余）。如果请求中存在除数为零的情况（除法和取余），则返回相应的错误代码（div_zero 或 mod_zero）。
最终返回一个 Response 对象，包含计算结果。

3. `Calculator(std::string &package)` 函数：

该函数接收客户端发送的包含请求数据的字符串 package。
首先解码数据包头部，去除冗余信息并获取有效数据。
然后将解码后的数据反序列化为 Requset 对象。
使用 Calculatate() 方法进行实际的计算。
计算结果通过 Serialize() 序列化，之后进行编码。
返回最终的结果给客户端。

请求和响应服务

#pragma once

#include 
#include 
#include 
#include  // 引入JSON库，用于数据的序列化和反序列化
#include "log.hpp" // 引入日志功能

// 定义协议分隔符常量
const std::string space_sep = " ";  // 空格分隔符
const std::string protocal_sep = "
";  // 协议分隔符（换行符）

// 编码函数：将数据进行编码，格式为 "len/n x + y/n"
std::string Encode(std::string &context)
{
    std::string s = std::to_string(context.size());  // 获取数据长度并转换为字符串
    s += protocal_sep;  // 添加协议分隔符
    s += context;  // 添加实际数据内容
    s += protocal_sep;  // 添加协议分隔符

    return s;  // 返回编码后的数据
}

// 解码函数：将协议数据解码，移除头部长度并提取有效数据
bool Decode(std::string &package, std::string *context)
{
    auto pos = package.find(protocal_sep);  // 查找协议分隔符位置
    if (pos == std::string::npos)
        return false;  // 如果没有找到协议分隔符，返回解码失败

    std::string len_str = package.substr(0, pos);  // 获取数据长度部分
    std::size_t len = std::stoi(len_str);  // 将长度字符串转换为整数
    int total_len = len + len_str.size() + 2;  // 总长度 = 数据长度 + 协议头的长度（包括分隔符）
    
    if (package.size() < total_len)  // 检查数据包是否完整
        return false;

    *context = package.substr(pos + 1, len);  // 提取有效数据

    // 移除解码数据，剩余部分为下一个包的内容
    package.erase(0, total_len);  
    return true;  // 解码成功
}

// 请求类（Client Request）
class Requset
{
public:
    // 构造函数，初始化请求数据
    Requset(int data1, char op, int data2)
        : x_(data1), op_(op), y_(data2)
    {
    }

    Requset()  // 默认构造函数
    {
    }

    ~Requset()  // 析构函数
    {
    }

    void Print()  // 打印请求内容
    {
        std::cout << x_ << op_ << y_ << std::endl;
    }

    // 序列化函数：将请求数据（x, op, y）序列化为字符串
    bool Serialize(std::string *out)
    {
#ifdef Myself
        // 在Myself模式下：直接构建字符串格式 "x op y"
        std::string s = std::to_string(x_);
        s += space_sep;
        s += op_;
        s += space_sep;
        s += std::to_string(y_);

        *out = s;  // 返回序列化后的数据
        return true;
#else
        // 否则使用JSON格式序列化
        Json::Value root;
        root["x"] = x_;
        root["y"] = y_;
        root["op"] = op_;

        Json::FastWriter w;
        *out = w.write(root);  // 返回序列化后的JSON字符串
        return true;
#endif
    }

    // 反序列化函数：从字符串中提取数据（x, op, y）
    bool Deserialize(const std::string &in)
    {
#ifdef Myself
        // 在Myself模式下：解析有效载荷
        auto pos1 = in.find(space_sep);
        if (pos1 == std::string::npos)
            return false;  // 如果没有找到空格分隔符，返回失败

        std::string part_x = in.substr(0, pos1);  // 提取x部分
        auto pos2 = in.rfind(space_sep);

        std::string oper = in.substr(pos1 + 1, pos2);  // 提取操作符部分
        std::string part_y = in.substr(pos2 + 1);  // 提取y部分
        
        if (pos2 != pos1 + 2)  // 如果格式不正确，返回失败
            return false;

        op_ = in[pos1 + 1];  // 设置操作符
        x_ = std::stoi(part_x);  // 转换x为整数
        y_ = std::stoi(part_y);  // 转换y为整数

        return true;
#else
        // 否则使用JSON格式反序列化
        Json::Value root;
        Json::Reader r;
        r.parse(in, root);  // 解析JSON字符串

        x_ = root["x"].asInt();  // 提取x
        y_ = root["y"].asInt();  // 提取y
        op_ = root["op"].asString()[0];  // 提取操作符（假设只有一个字符）

        return true;
#endif
    }

    int Getx() { return x_; }  // 获取x值
    int Gety() { return y_; }  // 获取y值
    char Getop() { return op_; }  // 获取操作符

private:
    int x_;  // 操作数x
    char op_;  // 运算符
    int y_;  // 操作数y
};

// 响应类（Server Response）
class Response
{
public:
    Response(int ret, int code)
        : result_(ret), code_(code)
    {
    }

    Response() {}

    ~Response() {}

    // 序列化函数：将响应数据（result_, code_）序列化为字符串
    bool Serialize(std::string *out)
    {
#ifdef Myself
        // 在Myself模式下：构建字符串格式 "result code"
        std::string s = std::to_string(result_);
        s += space_sep;
        s += std::to_string(code_);
        *out = s;
        return true;
#else
        // 否则使用JSON格式序列化
        Json::Value root;
        root["result"] = result_;
        root["code"] = code_;

        Json::FastWriter w;
        *out = w.write(root);  // 返回序列化后的JSON字符串
        return true;
#endif
    }

    // 反序列化函数：从字符串中提取响应数据（result_, code_）
    bool Deserialize(const std::string &in)
    {
#ifdef Myself
        auto pos = in.find(space_sep);
        std::string res = in.substr(0, pos);
        std::string code = in.substr(pos + 1);

        if (pos != in.rfind(space_sep))  // 如果没有找到正确的分隔符，返回失败
            return false;

        result_ = std::stoi(res);  // 转换result_为整数
        code_ = std::stoi(code);   // 转换code_为整数
        return true;
#else
        // 否则使用JSON格式反序列化
        Json::Value root;
        Json::Reader r;
        r.parse(in, root);  // 解析JSON字符串

        result_ = root["result"].asInt();  // 提取result_
        code_ = root["code"].asInt();  // 提取code_

        return true;
#endif
    }

    void Print()  // 打印响应内容
    {
        std::cout << "result_: " << result_ << " code_: " << code_ << std::endl;
    }

private:
    int result_;  // 计算结果
    int code_;    // 错误代码（例如除数为零等错误）
};

代码总结：

1. `Encode` 和 `Decode`：

Encode：将字符串的大小和内容打包为带有协议头的格式，便于传输。
Decode：从带有协议头的包中提取有效数据，移除头部信息并返回有效部分。

2. `Requset` 类：

表示客户端的计算请求，包括 x_、op_、y_ 三个字段（操作数和运算符）。
Serialize 和 Deserialize 用于数据的序列化和反序列化。
提供 Getx、Gety 和 Getop 获取请求参数的函数。

3. `Response` 类：

表示服务器的响应，包括计算结果 result_ 和错误代码 code_。
Serialize 和 Deserialize 用于数据的序列化和反序列化。
提供 Print 方法输出响应内容。

网络组件

#pragma once

#include 
#include 
#include 
#include         // 用于处理字节操作
#include       // 引入系统数据类型
#include      // 引入套接字API
#include       // 引入IP地址相关函数
#include      // 引入IPv4协议结构和常量

#include "log.hpp"          // 引入日志记录功能

int backlog = 10;  // 定义监听队列的最大连接数

// 定义错误枚举，表示不同的错误类型
enum err
{
    Socketerr = 1,   // 套接字创建失败
    Bindeterr,       // 套接字绑定失败
    Listeneterr,     // 监听失败
    Accepteterr,     // 接受连接失败
};

// 套接字类，封装了套接字的创建、绑定、监听、连接和关闭等操作
class Sock
{
public:
    // 默认构造函数
    Sock()
    {}

    // 析构函数
    ~Sock()
    {}

    // 创建套接字
    void Socket()
    {
        sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  // 创建一个IPv4 TCP套接字
        if (sockfd_ < 0)  // 检查套接字是否创建成功
        {
            lg(FATAL, "Socket error: %d,%s", errno, strerror(errno));  // 输出日志并退出
            exit(Socketerr);  // 错误退出
        }
    }

    // 绑定套接字到指定端口
    void Bind(uint16_t port)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        bzero(&peer, len);  // 清空结构体

        peer.sin_port = htons(port);  // 设置端口（使用网络字节顺序）
        peer.sin_family = AF_INET;  // 设置地址族为IPv4
        peer.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  // 绑定到所有本地接口

        // 执行绑定操作
        if (bind(sockfd_, (struct sockaddr *)&(peer), len) < 0)
        {
            lg(FATAL, "Bind error: %d,%s", errno, strerror(errno));  // 输出日志并退出
            exit(Bindeterr);  // 错误退出
        }
    }

    // 开始监听连接请求
    void Listen()
    {
        if (listen(sockfd_, backlog) < 0)  // 监听套接字，最大连接数为 `backlog`
        {
            lg(FATAL, "Listen error: %d,%s", errno, strerror(errno));  // 输出日志并退出
            exit(Listeneterr);  // 错误退出
        }
    }

    // 接受客户端连接
    int Accept(std::string *clientip, uint16_t *clientport)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        bzero(&peer, len);  // 清空结构体

        // 等待并接受一个客户端的连接请求
        int newfd = accept(sockfd_, (struct sockaddr*)&(peer), &len);
        if (newfd < 0)
        {
            lg(FATAL, "Accept error: %d,%s", errno, strerror(errno));  // 输出日志并退出
            exit(Accepteterr);  // 错误退出
        }

        // 获取客户端的IP地址
        char ip[64];
        inet_ntop(AF_INET, &peer.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));
        *clientip = ip;  // 返回客户端IP
        *clientport = ntohs(peer.sin_port);  // 返回客户端端口号（使用主机字节序）

        return newfd;  // 返回新的文件描述符
    }

    // 连接到服务器
    bool Connect(const std::string &ip, const uint16_t &port)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        bzero(&peer, len);  // 清空结构体

        peer.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());  // 设置目标IP
        peer.sin_port = htons(port);  // 设置目标端口（使用网络字节顺序）
        peer.sin_family = AF_INET;  // 设置地址族为IPv4

        int n = connect(sockfd_, (struct sockaddr*)&(peer), len);  // 连接到服务器
        if (n < 0)
        {
            lg(WARNING, "Connect error: %d,%s", errno, strerror(errno));  // 输出日志并返回失败
            return false;
        }

        return true;  // 连接成功
    }

    // 关闭套接字
    void Close()
    {
        close(sockfd_);
    }

    // 获取套接字的文件描述符
    int GetFd()
    {
        return sockfd_;  // 返回套接字的文件描述符
    }

private:
    int sockfd_;  // 套接字的文件描述符
};

代码说明：

1. `Socket()`：

创建一个 IPv4 TCP 套接字，并检查是否成功创建。如果创建失败，输出日志并退出程序。

2. `Bind(uint16_t port)`：

将套接字绑定到指定的端口，并设置为监听来自所有网络接口的请求。如果绑定失败，输出日志并退出程序。

3. `Listen()`：

开始监听客户端连接，backlog 变量定义了最大等待连接队列。如果监听失败，输出日志并退出程序。

4. **`Accept(std::string clientip, uint16_t clientport)`**：

接受一个客户端的连接请求，并返回一个新的文件描述符，用于与客户端进行通信。还会返回客户端的 IP 地址和端口号。

5. `Connect(const std::string &ip, const uint16_t &port)`：

连接到指定的服务器 IP 和端口。如果连接失败，输出日志并返回 false；否则返回 true。

6. `Close()`：

关闭当前套接字，释放资源。

7. `GetFd()`：

返回套接字的文件描述符，这个文件描述符可用于读取或写入数据。

效果图

源码地址

本文地址：https://www.vps345.com/15842.html

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前言：

文件组成

TCP服务端

TcpServer.hpp

代码说明：

TcpServer.cc

代码说明：

TCP客户端

代码说明：

计算器

代码说明：

1. ServerCal 类：

2. Calculatate(Requset &req) 函数：

3. Calculator(std::string &package) 函数：

请求和响应服务

代码总结：

1. Encode 和 Decode：

2. Requset 类：

3. Response 类：

网络组件

代码说明：

1. Socket()：

2. Bind(uint16_t port)：

3. Listen()：

4. Accept(std::string *clientip, uint16_t *clientport)：

5. Connect(const std::string &ip, const uint16_t &port)：

6. Close()：

7. GetFd()：

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`TcpServer.cc`

1. `ServerCal` 类：

2. `Calculatate(Requset &req)` 函数：

3. `Calculator(std::string &package)` 函数：

1. `Encode` 和 `Decode`：

2. `Requset` 类：

3. `Response` 类：

1. `Socket()`：

2. `Bind(uint16_t port)`：

3. `Listen()`：

4. **`Accept(std::string clientip, uint16_t clientport)`**：

5. `Connect(const std::string &ip, const uint16_t &port)`：

6. `Close()`：

7. `GetFd()`：

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