摘要:,,本研究旨在设计与实现一种跨网络的计算器应用,通过运用自定义协议实现不同网络环境下的数据传输与计算功能。该跨网络计算器可实现远程计算操作,用户在不同设备上通过网络连接即可进行数值运算。设计过程中,重点考虑自定义协议的构建,确保数据准确传输与高效处理。本研究将突破传统计算器的局限,为用户提供便捷、高效的计算服务。
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一、设计方案
日志模块 (Log.hpp)
日志模块提供了一个灵活多变的日志记录功能,允许将日志输出到控制台、单个文件或按日志级别分类的文件中,它定义了不同级别的日志(Info, Debug, Warning, Error, Fatal),并允许通过Enable方法切换日志输出方式,该模块还包含一个Log类,用于管理日志的打印和存储。
协议模块 (Protocol.hpp)
协议模块定义了请求和响应的数据格式,Request类封装了计算请求的数据,包括操作数和操作符,Response类封装了计算结果和错误代码,这两个类都提供了序列化和反序列化的方法,以便将数据转换为网络传输的格式,该模块确保了数据的正确传输和解析。
服务器模块 (ServerCal.hpp、Socket.hpp 和 TcpServer.hpp)
服务器模块由三个主要类组成:ServerCal、Socket和TcpServer,ServerCal类负责处理计算请求,执行实际的算术运算并返回结果和错误代码,Socket类封装了基本的socket操作,如连接、读取和写入,TcpServer类负责网络通信,监听指定端口,接受客户端连接,并使用回调函数处理接收到的数据,该模块为服务器端的网络通信和计算提供了强大的支持。
客户端模块 (ClientCal.cpp)
客户端模块提供了与服务器通信的能力,ClientCal类使用Socket类来向服务器发送计算请求,并接收响应,客户端程序首先检查命令行参数是否正确,然后创建一个套接字并连接到服务器,程序生成两个数字和一个操作符,创建一个请求对象,并将其序列化为字符串,程序将这个字符串编码为网络字节流,并通过套接字发送给服务器,接收到服务器的响应后,程序将其解码并反序列化为响应对象,然后打印出请求和响应的详细信息,这个过程将重复若干次,每次请求后程序会暂停一秒,程序关闭套接字并退出。
二、日志模块、makefile文件
Log.hpp
Log.hpp文件包含了日志模块的核心代码,它定义了一个Log类,用于管理日志的打印和存储,通过Enable方法,可以灵活地设置日志的输出方式,如控制台输出、文件输出等,还定义了一些常量,如日志级别和日志文件名等,该模块提供了一个简单易用的日志记录功能,方便开发者进行调试和监控。
makefile
Makefile是一个构建脚本,用于自动化编译和链接项目中的代码,它定义了编译过程中需要使用的编译器、编译选项和依赖关系等信息,通过Makefile,可以方便地构建项目并生成可执行文件,在本方案中,Makefile用于编译服务器和客户端的代码,并生成可执行文件。
三、协议模块(Protocol.hpp)
Protocol.hpp
Protocol.hpp文件定义了协议模块的核心代码,它包含了一些常量和函数,用于处理数据的序列化和反序列化,序列化函数将内容字符串包装成网络传输的格式,添加长度信息和协议分隔符,反序列化函数将接收到的网络数据解析为内容字符串,通过查找协议分隔符来提取数据,该模块确保了数据的正确传输和解析,提高了网络通信的效率和可靠性。
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