Русский

Основы C++

Объектно-ориентированное программирование на C++

C++ Продвинутый

Разработка веб-приложений на C++: Руководство для начинающих

Привет, начинающие веб-разработчики! Я рад начать этот захватывающий путь в мир веб-программирования на C++ вместе с вами. Как человек, который преподает компьютерные науки уже более десятилетия, я могу вам заверить, что хотя это может показаться пугающим в начале, с терпением и практикой вы вскоре сможете создавать динамические веб-приложения. Давайте начнем!

C++ Web Programming

Что такое CGI?

Перед тем как начать программировать, давайте разберемся, что такое CGI. CGI означает Common Gateway Interface (Общий шлюзовой интерфейс). Это своего рода переводчик между вашим веб-сервером и программами, генерирующими динамическое содержимое. Представьте себе CGI как дружелюбного посредника, который получает запросы от веб-пользователей, передает их в вашу программу на C++, а затем отправляет результаты обратно в браузеры пользователей.

Работа веб-браузера

Чтобы оценить CGI, нам нужно понять, как работает веб-браузинг. Когда вы вводите URL в браузер, происходит следующее:

  1. Ваш браузер отправляет запрос на веб-сервер.
  2. Веб-сервер обрабатывает этот запрос.
  3. Если это статическая страница, сервер отправляет ее напрямую.
  4. Если это динамическое содержимое, вступает в действие CGI.
  5. CGI запускает соответствующую программу (в нашем случае, программу на C++).
  6. Программа генерирует содержимое.
  7. CGI отправляет это содержимое обратно на сервер.
  8. Сервер доставляет содержимое в ваш браузер.

Диаграмма архитектуры CGI

Рассмотрим этот процесс на простой диаграмме:

[Браузер пользователя] <--> [Веб-сервер] <--> [CGI] <--> [Программа на C++]

Эта диаграмма показывает, как ваша программа на C++ взаимодействует с вебом через CGI.

Конфигурация веб-сервера

Перед тем как написать нашу первую программу CGI, нам нужно настроить наш веб-сервер. Большинство веб-серверов, таких как Apache или Nginx, имеют модули CGI. Вам нужно будет включить эти модули и настроить каталог для ваших скриптов CGI. Например, в Apache вы можете добавить это в вашу конфигурацию:

ScriptAlias /cgi-bin/ /var/www/cgi-bin/
<Directory "/var/www/cgi-bin">
AllowOverride None
Options +ExecCGI
Require all granted
</Directory>

Это сообщает Apache обрабатывать файлы в /var/www/cgi-bin/ как скрипты CGI.

Первая программа CGI

Теперь давайте напишем нашу первую программу CGI на C++. Начнем с простого примера "Hello, World!":

#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 - First CGI Program</title>\n";
cout << "</head>\n";
cout << "<body>\n";
cout << "<h2>Hello World! This is my first CGI program</h2>\n";
cout << "</body>\n";
cout << "</html>\n";
return 0;
}

Разберем это:

  1. Мы включаем библиотеку iostream для операций ввода/вывода.
  2. Строка Content-type критически важна - она сообщает браузеру, какое содержимое он должен ожидать.
  3. Затем мы выводим HTML-код, как мы бы это сделали в статическом HTML-файле.
  4. Символы \n обеспечивают правильные разрывы строк в выводе.

HTTP заголовок

В предыдущем примере вы видели эту строку:

cout << "Content-type:text/html\r\n\r\n";

Это HTTP заголовок. Он необходим для того, чтобы сообщить браузеру, как интерпретировать следующее содержимое. Есть множество типов заголовков, но пока мы сосредоточимся на заголовке Content-type.

Переменные окружения CGI

CGI предоставляет переменные окружения, которые дают вам информацию о запросе. Вот программа, которая отображает некоторые из них:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

int main() {
cout << "Content-type:text/html\r\n\r\n";
cout << "<html><body>";
cout << "SERVER_NAME: " << getenv("SERVER_NAME") << "<br>";
cout << "REQUEST_METHOD: " << getenv("REQUEST_METHOD") << "<br>";
cout << "QUERY_STRING: " << getenv("QUERY_STRING") << "<br>";
cout << "</body></html>";
return 0;
}

Эта программа использует getenv(), чтобы получить переменные окружения, установленные веб-сервером.

Библиотека CGI для C++

Чтобы упростить программирование CGI, мы можем использовать библиотеки, такие как cgicc. Вот как вы можете ее использовать:

#include <iostream>
#include <cgicc/Cgicc.h>
#include <cgicc/HTTPHTMLHeader.h>
#include <cgicc/HTMLClasses.h>

using namespace std;
using namespace cgicc;

int main() {
Cgicc cgi;
cout << HTTPHTMLHeader() << endl;
cout << HTMLDoctype(HTMLDoctype::eStrict) << endl;
cout << html() << head(title("My First CGI Program")) << endl;
cout << body() << h1("Hello, World!") << endl;
cout << body() << html();
return 0;
}

Эта библиотека предоставляет классы, которые упрощают генерацию HTML и обработку данных форм.

Методы GET и POST

Существует два основных метода для отправки данных на веб-сервер: GET и POST.

Метод GET

Метод GET отправляет данные как часть URL. Вот пример:

#include <iostream>
#include <cgicc/Cgicc.h>
#include <cgicc/HTTPHTMLHeader.h>
#include <cgicc/HTMLClasses.h>

using namespace std;
using namespace cgicc;

int main() {
Cgicc cgi;
cout << HTTPHTMLHeader() << endl;
cout << html() << body() << endl;

form_iterator name = cgi.getElement("name");
if(name != cgi.getElements().end()) {
cout << "Hello, " << **name << "!" << endl;
} else {
cout << "No name was submitted." << endl;
}

cout << body() << html();
return 0;
}

Эта программа ищет параметр "name" в URL (например, http://yourserver.com/cgi-bin/program?name=John) и приветствует пользователя.

Метод POST

Метод POST отправляет данные в теле HTTP запроса. Он более безопасен и может обрабатывать большие объемы данных. Вот пример:

#include <iostream>
#include <cgicc/Cgicc.h>
#include <cgicc/HTTPHTMLHeader.h>
#include <cgicc/HTMLClasses.h>

using namespace std;
using namespace cgicc;

int main() {
Cgicc cgi;
cout << HTTPHTMLHeader() << endl;
cout << html() << body() << endl;

form_iterator name = cgi.getElement("name");
if(name != cgi.getElements().end()) {
cout << "Hello, " << **name << "!" << endl;
} else {
cout << "No name was submitted." << endl;
}

cout << body() << html();
return 0;
}

Этот код похож на пример с методом GET, но предназначен для работы с запросами POST.

Обработка данных форм

Теперь рассмотрим, как обрабатывать различные типы данных форм:

Данные чекбокса

form_iterator checkbox = cgi.getElement("mycheckbox");
if(checkbox != cgi.getElements().end() && checkbox->getValue() == "on") {
cout << "Checkbox is checked!" << endl;
} else {
cout << "Checkbox is not checked." << endl;
}

Данные радио-кнопки

form_iterator radio = cgi.getElement("myradio");
if(radio != cgi.getElements().end()) {
cout << "Selected option: " << **radio << endl;
} else {
cout << "No option selected." << endl;
}

Данные текстовой области

form_iterator textarea = cgi.getElement("mytextarea");
if(textarea != cgi.getElements().end()) {
cout << "Text area content: " << **textarea << endl;
} else {
cout << "Text area is empty." << endl;
}

Данные выпадающего списка

form_iterator dropdown = cgi.getElement("mydropdown");
if(dropdown != cgi.getElements().end()) {
cout << "Selected option: " << **dropdown << endl;
} else {
cout << "No option selected." << endl;
}

Использование куки в CGI

Куки позволяют хранить небольшие части данных на устройстве клиента. Вот как вы можете установить и получить куки:

Установка куки

#include <cgicc/HTTPCookie.h>

// ... (другие включения и объявления пространств имен)

int main() {
Cgicc cgi;
HTTPCookie cookie("user", "John Doe");
cookie.setMaxAge(3600);  // Кука истекает через 1 час

cout << HTTPHTMLHeader().setCookie(cookie) << endl;
// ... остальной ваш HTML-вывод
}

Получение куки

const CgiEnvironment& env = cgi.getEnvironment();
const vector<HTTPCookie>& cookies = env.getCookieList();

for(vector<HTTPCookie>::const_iterator i = cookies.begin(); i != cookies.end(); ++i) {
if(i->getName() == "user") {
cout << "Welcome back, " << i->getValue() << "!" << endl;
break;
}
}

Пример загрузки файлов

Наконец, рассмотрим, как обрабатывать загрузку файлов:

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cgicc/Cgicc.h>
#include <cgicc/HTTPHTMLHeader.h>
#include <cgicc/HTMLClasses.h>

using namespace std;
using namespace cgicc;

int main() {
Cgicc cgi;
cout << HTTPHTMLHeader() << endl;
cout << html() << body() << endl;

const_file_iterator file = cgi.getFile("userfile");
if(file != cgi.getFiles().end()) {
ofstream out("/path/to/upload/directory/" + file->getFilename());
out << file->getData();
cout << "File " << file->getFilename() << " uploaded successfully." << endl;
} else {
cout << "No file was uploaded." << endl;
}

cout << body() << html();
return 0;
}

Эта программа сохраняет загруженный файл в указанном каталоге на сервере.

Итак, мы покрыли основы веб-программирования на C++ с использованием CGI. Помните, практика совершает совершенство. Попробуйте эти примеры, экспериментируйте с ними, и вскоре вы сможете создавать сложные веб-приложения с помощью C++. Удачи в программировании!

Метод Описание
GET Отправляет данные как часть URL
POST Отправляет данные в теле HTTP запроса
getElement() Получает данные формы из запросов GET или POST
setCookie() Устанавливает куку на устройстве клиента
getCookieList() Получает куки с устройства клиента
getFile() Обрабатывает загрузку файлов в CGI

Credits: Image by storyset

Предыдущий учебник:
C++ Multithreading