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Web 编程简单示例

C++ Web 编程

什么是 CGI?

  • 公共网关接口(CGI),是一套标准,定义了信息是如何在 Web 服务器和客户端脚本之间进行交换的。

  • CGI 规范目前是由 NCSA 维护的,NCSA 定义 CGI 如下:

  • 公共网关接口(CGI),是一种用于外部网关程序与信息服务器(如 HTTP 服务器)对接的接口标准。

  • 目前的版本是 CGI/1.1,CGI/1.2 版本正在推进中。

Web 浏览

为了更好地了解 CGI 的概念,让我们点击一个超链接,浏览一个特定的网页或 URL,看看会发生什么。

  • 您的浏览器联系上 HTTP Web 服务器,并请求 URL,即文件名。

  • Web 服务器将解析 URL,并查找文件名。如果找到请求的文件,Web 服务器会把文件发送回浏览器,否则发送一条错误消息,表明您请求了一个错误的文件。

  • Web 浏览器从 Web 服务器获取响应,并根据接收到的响应来显示文件或错误消息。

然而,以这种方式搭建起来的 HTTP 服务器,不管何时请求目录中的某个文件,HTTP 服务器发送回来的不是该文件,而是以程序形式执行,并把执行产生的输出发送回浏览器显示出来。

公共网关接口(CGI),是使得应用程序(称为 CGI 程序或 CGI 脚本)能够与 Web 服务器以及客户端进行交互的标准协议。这些 CGI 程序可以用 Python、PERL、Shell、C 或 C++ 等进行编写。

CGI 架构图

下图演示了 CGI 的架构:

Web 服务器配置

在您进行 CGI 编程之前,请确保您的 Web 服务器支持 CGI,并已配置成可以处理 CGI 程序。所有由 HTTP 服务器执行的 CGI 程序,都必须在预配置的目录中。该目录称为 CGI 目录,按照惯例命名为 /var/www/cgi-bin。虽然 CGI 文件是 C++ 可执行文件,但是按照惯例它的扩展名是 .cgi

默认情况下,Apache Web 服务器会配置在 /var/www/cgi-bin 中运行 CGI 程序。如果您想指定其他目录来运行 CGI 脚本,您可以在 httpd.conf 文件中修改以下部分:

<Directory "/var/www/cgi-bin">
   AllowOverride None
   Options ExecCGI
   Order allow,deny
   Allow from all</Directory> <Directory "/var/www/cgi-bin">Options All</Directory>

在这里,我们假设已经配置好 Web 服务器并能成功运行,你可以运行任意的 CGI 程序,比如 Perl 或 Shell 等。

第一个 CGI 程序

请看下面的 C++ 程序:

实例

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main ()
{
    
   cout << "Content-type:text/html\r\n\r\n";
   cout << "<html>\n";
   cout << "<head>\n";
   cout << "<title>Hello World - 第一个 CGI 程序</title>\n";
   cout << "</head>\n";
   cout << "<body>\n";
   cout << "<h3>Hello World! 这是我的第一个 CGI 程序</h3>\n";
   cout << "</body>\n";
   cout << "</html>\n";
   
   return 0;
}

编译上面的代码,把可执行文件命名为 cplusplus.cgi,并把这个文件保存在 /var/www/cgi-bin 目录中。在运行 CGI 程序之前,请使用 chmod 755 cplusplus.cgi UNIX 命令来修改文件模式,确保文件可执行。访问可执行文件,您会看到下面的输出:

Hello World! 这是我的第一个 CGI 程序

上面的 C++ 程序是一个简单的程序,把它的输出写在 STDOUT 文件上,即显示在屏幕上。在这里,值得注意一点,第一行输出 Content-type:text/html\r\n\r\n。这一行发送回浏览器,并指定要显示在浏览器窗口上的内容类型。您必须理解 CGI 的基本概念,这样才能进一步使用 Python 编写更多复杂的 CGI 程序。C++ CGI 程序可以与任何其他外部的系统(如 RDBMS)进行交互。

HTTP 头信息

Content-type:text/html\r\n\r\n 是 HTTP 头信息的组成部分,它被发送到浏览器,以便更好地理解页面内容。HTTP 头信息的形式如下:

HTTP 字段名称: 字段内容 例如Content-type: text/html\r\n\r\n

还有一些其他的重要的 HTTP 头信息,这些在您的 CGI 编程中都会经常被用到。

头信息描述
Content-type:MIME 字符串,定义返回的文件格式。例如 Content-type:text/html。
Expires: Date信息变成无效的日期。浏览器使用它来判断一个页面何时需要刷新。一个有效的日期字符串的格式应为 01 Jan 1998 12:00:00 GMT。
Location: URL这个 URL 是指应该返回的 URL,而不是请求的 URL。你可以使用它来重定向一个请求到任意的文件。
Last-modified: Date资源的最后修改日期。
Content-length: N要返回的数据的长度,以字节为单位。浏览器使用这个值来表示一个文件的预计下载时间。
Set-Cookie: String通过 string 设置 cookie。

CGI 环境变量

所有的 CGI 程序都可以访问下列的环境变量。这些变量在编写 CGI 程序时扮演了非常重要的角色。

变量名描述
CONTENT_TYPE内容的数据类型。当客户端向服务器发送附加内容时使用。例如,文件上传等功能。
CONTENT_LENGTH查询的信息长度。只对 POST 请求可用。
HTTP_COOKIE以键 & 值对的形式返回设置的 cookies。
HTTP_USER_AGENT用户代理请求标头字段,递交用户发起请求的有关信息,包含了浏览器的名称、版本和其他平台性的附加信息。
PATH_INFOCGI 脚本的路径。
QUERY_STRING通过 GET 方法发送请求时的 URL 编码信息,包含 URL 中问号后面的参数。
REMOTE_ADDR发出请求的远程主机的 IP 地址。这在日志记录和认证时是非常有用的。
REMOTE_HOST发出请求的主机的完全限定名称。如果此信息不可用,则可以用 REMOTE_ADDR 来获取 IP 地址。
REQUEST_METHOD用于发出请求的方法。最常见的方法是 GET 和 POST。
SCRIPT_FILENAMECGI 脚本的完整路径。
SCRIPT_NAMECGI 脚本的名称。
SERVER_NAME服务器的主机名或 IP 地址。
SERVER_SOFTWARE服务器上运行的软件的名称和版本。

下面的 CGI 程序列出了所有的 CGI 变量。

实例

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <string>
using namespace std;
 
const string ENV[ 24 ] = {                 
        "COMSPEC", "DOCUMENT_ROOT", "GATEWAY_INTERFACE",   
        "HTTP_ACCEPT", "HTTP_ACCEPT_ENCODING",             
        "HTTP_ACCEPT_LANGUAGE", "HTTP_CONNECTION",         
        "HTTP_HOST", "HTTP_USER_AGENT", "PATH",            
        "QUERY_STRING", "REMOTE_ADDR", "REMOTE_PORT",      
        "REQUEST_METHOD", "REQUEST_URI", "SCRIPT_FILENAME",
        "SCRIPT_NAME", "SERVER_ADDR", "SERVER_ADMIN",      
        "SERVER_NAME","SERVER_PORT","SERVER_PROTOCOL",     
        "SERVER_SIGNATURE","SERVER_SOFTWARE" };   
 
int main ()
{
    
   cout << "Content-type:text/html\r\n\r\n";
   cout << "<html>\n";
   cout << "<head>\n";
   cout << "<title>CGI 环境变量</title>\n";
   cout << "</head>\n";
   cout << "<body>\n";
   cout << "<table border = \"0\" cellspacing = \"2\">";
 
   for ( int i = 0; i < 24; i++ )
   {
       cout << "<tr><td>" << ENV[ i ] << "</td><td>";
       // 尝试检索环境变量的值
       char *value = getenv( ENV[ i ].c_str() );  
       if ( value != 0 ){
         cout << value;                                 
       }else{
         cout << "环境变量不存在。";
       }
       cout << "</td></tr>\n";
   }
   cout << "</table><\n";
   cout << "</body>\n";
   cout << "</html>\n";
   
   return 0;
}

C++ CGI 库

在真实的实例中,您需要通过 CGI 程序执行许多操作。这里有一个专为 C++ 程序而编写的 CGI 库,我们可以从 ftp://ftp.gnu.org/gnu/cgicc/ 上下载这个 CGI 库,并按照下面的步骤安装库:

$tar xzf cgicc-X.X.X.tar.gz 
$cd cgicc-X.X.X/ $./configure --prefix=/usr 
$make
$make install

您可以点击 C++ CGI Lib Documentation,查看相关的库文档。

GET 和 POST 方法

您可能有遇到过这样的情况,当您需要从浏览器传递一些信息到 Web 服务器,最后再传到 CGI 程序。通常浏览器会使用两种方法把这个信息传到 Web 服务器,分别是 GET 和 POST 方法。

使用 GET 方法传递信息

GET 方法发送已编码的用户信息追加到页面请求中。页面和已编码信息通过 ? 字符分隔开,如下所示:

http://www.test.com/cgi-bin/cpp.cgi?key1=value1&key2=value2

GET 方法是默认的从浏览器向 Web 服务器传信息的方法,它会在浏览器的地址栏中生成一串很长的字符串。当您向服务器传密码或其他一些敏感信息时,不要使用 GET 方法。GET 方法有大小限制,在一个请求字符串中最多可以传 1024 个字符。

当使用 GET 方法时,是使用 QUERY_STRING http 头来传递信息,在 CGI 程序中可使用 QUERY_STRING 环境变量来访问。

您可以通过在 URL 后跟上简单连接的键值对,也可以通过使用 HTML <FORM> 标签的 GET 方法来传信息。

简单的 URL 实例:Get 方法

下面是一个简单的 URL,使用 GET 方法传递两个值给 hello_get.py 程序。

/cgi-bin/cpp_get.cgi?first_name=ZARA&last_name=ALI

下面的实例生成 cpp_get.cgi CGI 程序,用于处理 Web 浏览器给出的输入。通过使用 C++ CGI 库,可以很容易地访问传递的信息:

实例

#include <iostream>
#include <vector>  
#include <string>  
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h> 
 
#include <cgicc/CgiDefs.h> 
#include <cgicc/Cgicc.h> 
#include <cgicc/HTTPHTMLHeader.h> 
#include <cgicc/HTML es.h>  
 
using namespace std;
using namespace cgicc;
 
int main ()
{
   Cgicc formData;
   
   cout << "Content-type:text/html\r\n\r\n";
   cout << "<html>\n";
   cout << "<head>\n";
   cout << "<title>使用 GET 和 POST 方法</title>\n";
   cout << "</head>\n";
   cout << "<body>\n";
 
   form_iterator fi = formData.getElement("first_name");  
   if( !fi->isEmpty() && fi != (*formData).end()) {  
      cout << "名:" << **fi << endl;  
   }else{
      cout << "No text entered for first name" << endl;  
   }
   cout << "<br/>\n";
   fi = formData.getElement("last_name");  
   if( !fi->isEmpty() &&fi != (*formData).end()) {  
      cout << "姓:" << **fi << endl;  
   }else{
      cout << "No text entered for last name" << endl;  
   }
   cout << "<br/>\n";
 
   cout << "</body>\n";
   cout << "</html>\n";
   
   return 0;
}

现在,编译上面的程序,如下所示:

$g++ -o cpp_get.cgi cpp_get.cpp -lcgicc

生成 cpp_get.cgi,并把它放在 CGI 目录中,并尝试使用下面的链接进行访问:

/cgi-bin/cpp_get.cgi?first_name=ZARA&last_name=ALI

这会产生以下结果:

名:ZARA 
姓:ALI

简单的表单实例:GET 方法

下面是一个简单的实例,使用 HTML 表单和提交按钮传递两个值。我们将使用相同的 CGI 脚本 cpp_get.cgi 来处理输入。

<form action="/cgi-bin/cpp_get.cgi" method="get">
名:<input type="text" name="first_name">  <br />
 
姓:<input type="text" name="last_name" />
<input type="submit" value="提交" />
</form>

下面是上述表单的实际输出,请输入名和姓,然后点击提交按钮查看结果。

使用 POST 方法传递信息

一个更可靠的向 CGI 程序传递信息的方法是 POST 方法。这种方法打包信息的方式与 GET 方法相同,不同的是,它不是把信息以文本字符串形式放在 URL 中的 ? 之后进行传递,而是把它以单独的消息形式进行传递。该消息是以标准输入的形式传给 CGI 脚本的。

我们同样使用 cpp_get.cgi 程序来处理 POST 方法。让我们以同样的例子,通过使用 HTML 表单和提交按钮来传递两个值,只不过这次我们使用的不是 GET 方法,而是 POST 方法,如下所示:

<form action="/cgi-bin/cpp_get.cgi" method="post">
名:<input type="text" name="first_name"><br />
姓:<input type="text" name="last_name" />
 
<input type="submit" value="提交" />
</form>
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