Ubuntu C++如何实现网络编程 - 问答

在Ubuntu上进行C++网络编程，你可以使用多种库和API。以下是一些常用的方法和步骤：

使用BSD套接字API： BSD套接字是Unix和类Unix系统（包括Linux）上用于网络通信的标准API。C++可以通过标准库中的<sys/socket.h>、<netinet/in.h>、<arpa/inet.h>等头文件来使用这些API。

下面是一个简单的TCP服务器和客户端的例子：

TCP服务器示例：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建socket文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置socket选项
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    // 绑定socket到地址
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接受连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 读取数据
    read(new_socket, buffer, 1024);
    std::cout << buffer << std::endl;

    // 发送响应
    send(new_socket, "Hello from server", 17, 0);
    std::cout << "Hello message sent\n";

    // 关闭socket
    close(new_socket);
    close(server_fd);

    return 0;
}

TCP客户端示例：

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main() {
    struct sockaddr_in serv_addr;
    int sock = 0;
    std::string message = "Hello from client";
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建socket文件描述符
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        std::cout << "\n Socket creation error \n";
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);

    // 将IPv4地址从文本转换为二进制形式
    if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        std::cout << "\nInvalid address/ Address not supported \n";
        return -1;
    }

    // 连接到服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        std::cout << "\nConnection Failed \n";
        return -1;
    }

    // 发送数据
    send(sock, message.c_str(), message.size(), 0);
    std::cout << "Message sent\n";

    // 读取响应
    read(sock, buffer, 1024);
    std::cout << "Server: " << buffer << std::endl;

    // 关闭socket
    close(sock);

    return 0;
}

使用高级网络库：除了BSD套接字，你还可以使用一些高级网络库来简化网络编程，例如Boost.Asio、libuv、POCO等。这些库提供了更简洁的接口和更多的功能。

使用Boost.Asio的例子： Boost.Asio是一个跨平台的C++库，用于异步I/O操作。以下是一个简单的TCP客户端示例：

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

using boost::asio::ip::tcp;

int main() {
    try {
        boost::asio::io_context io_context;

        tcp::resolver resolver(io_context);
        tcp::resolver::results_type endpoints = resolver.resolve("127.0.0.1", "8080");

        tcp::socket socket(io_context);
        boost::asio::connect(socket, endpoints);

        boost::asio::write(socket, boost::asio::buffer("Hello from client", 17));

        char reply[1024];
        boost::system::error_code error;

        size_t reply_length = socket.read_some(boost::asio::buffer(reply), error);
        if (error == boost::asio::error::eof)
            error = boost::asio::error::connection_reset;
        if (error) throw boost::system::system_error(error);

        std::cout << "Reply is: ";
        std::cout.write(reply, reply_length);
        std::cout << "\n";
    } catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << "\n";
    }

    return 0;
}

在开始编程之前，请确保你的Ubuntu系统已经安装了必要的编译工具和库。对于使用Boost.Asio的例子，你需要安装Boost库：

sudo apt-get update
sudo apt-get install libboost-all-dev

然后，你可以使用g++编译器来编译上述示例代码：

g++ -o server server.cpp
g++ -o client client.cpp

运行服务器程序后，再运行客户端程序，你应该能够看到它们之间的通信。

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