C++ Web 编程
什么是 CGI?
通用网关接口 (CGI) 是一组标准,用于定义 Web 服务器和自定义脚本之间信息交换的方式。
CGI 规范目前由 NCSA 维护,NCSA 对 CGI 的定义如下:
通用网关接口 (CGI) 是外部网关程序与信息服务器(例如 HTTP 服务器)交互的标准。
当前版本为 CGI/1.1,CGI/1.2 正在开发中。
Web 浏览
为了理解 CGI 的概念,让我们看看当我们点击超链接浏览特定网页或 URL 时会发生什么。
您的浏览器会联系 HTTP Web 服务器并请求 URL,即文件名。
Web 服务器会解析 URL 并查找文件名。如果找到请求的文件,则 Web 服务器会将该文件返回给浏览器,否则会发送一条错误消息,提示您请求了错误的文件。
Web 浏览器接收来自 Web 服务器的响应,并根据响应显示接收到的文件或错误消息。
但是,可以这样设置 HTTP 服务器:每当请求某个目录中的文件时,该文件不会被返回;而是作为程序执行,并将程序生成的输出返回给浏览器进行显示。
通用网关接口 (CGI) 是一种标准协议,用于使应用程序(称为 CGI 程序或 CGI 脚本)能够与 Web 服务器和客户端交互。这些 CGI 程序可以用 Python、PERL、Shell、C 或 C++ 等语言编写。
CGI 架构图
以下简单程序展示了 CGI 的简单架构 -

Web 服务器配置
在进行 CGI 编程之前,请确保您的 Web 服务器支持 CGI,并且已配置为可以处理 CGI 程序。所有由 HTTP 服务器执行的 CGI 程序都保存在一个预先配置的目录中。该目录称为 CGI 目录,按照惯例,其名称为 /var/www/cgi-bin。尽管 CGI 文件的扩展名是 .cgi,但它们是 C++ 可执行文件。
默认情况下,Apache Web 服务器配置为在 /var/www/cgi-bin 中运行 CGI 程序。如果您想指定任何其他目录来运行您的 CGI 脚本,您可以修改 httpd.conf 文件中的以下部分 -
<Directory "/var/www/cgi-bin"> AllowOverride None Options ExecCGI Order allow,deny Allow from all </Directory> <Directory "/var/www/cgi-bin"> Options All </Directory>
这里,我假设您已成功启动并运行 Web 服务器,并且能够运行任何其他 CGI 程序,例如 Perl 或 Shell 等。
第一个 CGI 程序
考虑以下 C++ 程序内容 -
#include <iostream> using namespace std; int main () { cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>Hello World - First CGI Program</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; cout << "<h2>Hello World! This is my first CGI program</h2>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
编译上述代码并将可执行文件命名为 cplusplus.cgi。该文件位于 /var/www/cgi-bin 目录中,内容如下。运行 CGI 程序之前,请确保已使用 UNIX 命令 chmod 755 cplusplus.cgi 更改文件模式,使文件变为可执行文件。
我的第一个 CGI 程序
上述 C++ 程序是一个简单的程序,它将输出写入 STDOUT 文件(即屏幕)。它有一个重要的额外功能,即在第一行打印 Content-type:text/html 。此行内容将返回浏览器,并指定要在浏览器屏幕上显示的内容类型。现在您一定已经理解了 CGI 的基本概念,可以使用 Python 编写许多复杂的 CGI 程序。 C++ CGI 程序可以与任何其他外部系统(例如 RDBMS)交互以交换信息。
HTTP 标头
Content-type:text/html 行是 HTTP 标头的一部分,它会发送给浏览器以理解其内容。所有 HTTP 标头均采用以下格式:
HTTP Field Name: Field Content For Example Content-type: text/html
还有一些其他重要的 HTTP 标头,您在 CGI 编程中会经常用到它们。
Sr.No | 标头和说明 |
---|---|
1 | Content-type: 定义返回文件格式的 MIME 字符串。例如,Content-type:text/html。 |
2 | Expires: Date 信息失效的日期。浏览器应使用此日期来决定何时需要刷新页面。有效的日期字符串应采用以下格式:1998 年 1 月 1 日 12:00:00 GMT。 |
3 | Location: URL 应返回的 URL,而不是请求的 URL。您可以使用此字段将请求重定向到任何文件。 |
4 | Last-modified: Date 资源的上次修改日期。 |
5 | Content-length: N 返回数据的长度(以字节为单位)。浏览器使用此值来报告文件的预计下载时间。 |
6 | Set-Cookie: String 设置通过字符串传递的 Cookie。 |
CGI 环境变量
所有 CGI 程序都可以访问以下环境变量。这些变量在编写任何 CGI 程序时都发挥着重要作用。
Sr.No | 变量名称 &说明 |
---|---|
1 | CONTENT_TYPE 内容的数据类型,客户端向服务器发送附加内容时使用。例如文件上传等。 |
2 | CONTENT_LENGTH 仅适用于 POST 请求的查询信息长度。 |
3 | HTTP_COOKIE 以 key & 的形式返回设置的 cookie。值对。 |
4 | HTTP_USER_AGENT User-Agent 请求标头字段包含有关发起请求的用户代理的信息。它是 Web 浏览器的名称。 |
5 | PATH_INFO CGI 脚本的路径。 |
6 | QUERY_STRING 通过 GET 方法请求发送的 URL 编码信息。 |
7 | REMOTE_ADDR 发出请求的远程主机的 IP 地址。这对于日志记录或身份验证非常有用。 |
8 | REMOTE_HOST 发出请求的主机的完全限定名称。如果此信息不可用,则可以使用 REMOTE_ADDR 获取红外地址。 |
9 | REQUEST_METHOD 发出请求的方法。最常用的方法是 GET 和 POST。 |
10 | SCRIPT_FILENAME CGI 脚本的完整路径。 |
11 | SCRIPT_NAME CGI 脚本的名称。 |
12 | SERVER_NAME 服务器的主机名或 IP 地址。 |
13 | SERVER_SOFTWARE 服务器正在运行的软件的名称和版本。 |
这是一个小型 CGI 程序,用于列出所有 CGI 变量。
#include <iostream> #include <stdlib.h> 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 "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>CGI Environment Variables</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; 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 << "Environment variable does not exist."; } cout << "</td></tr>"; } cout << "</table><"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
C++ CGI 库
为了举例说明,您需要通过 CGI 程序执行许多操作。有一个专为 C++ 程序编写的 CGI 库,您可以从 ftp://ftp.gnu.org/gnu/cgicc/ 下载,并按照以下步骤安装该库 -
$tar xzf cgicc-X.X.X.tar.gz $cd cgicc-X.X.X/ $./configure --prefix=/usr $make $make install
您可以查看C++ CGI 库文档中的相关文档。
GET 和 POST 方法
您一定遇到过很多需要将信息从浏览器传递到 Web 服务器,并最终传递到 CGI 程序的情况。浏览器最常使用两种方法将这些信息传递给 Web 服务器。这些方法是 GET 方法和 POST 方法。
使用 GET 方法传递信息
GET 方法将编码后的用户信息附加到页面请求中。页面和编码后的信息由 ? 分隔。字符如下:-
http://www.test.com/cgi-bin/cpp.cgi?key1=value1&key2=value2
GET 方法是将信息从浏览器传递到 Web 服务器的默认方法,它会生成一个长字符串,该字符串显示在浏览器的 Location: 框中。如果您需要将密码或其他敏感信息传递给服务器,切勿使用 GET 方法。GET 方法有大小限制,一个请求字符串最多可以传递 1024 个字符。
使用 GET 方法时,信息通过 QUERY_STRING http 标头传递,并可通过 QUERY_STRING 环境变量在 CGI 程序中访问。
您可以通过简单地将键值对与任何 URL 连接起来来传递信息,也可以使用 HTML <FORM>标签使用 GET 方法传递信息。
简单 URL 示例:Get 方法
这是一个简单的 URL,它将使用 GET 方法向 hello_get.py 程序传递两个值。
/cgi-bin/cpp_get.cgi?first_name=ZARA&last_name=ALI以下程序用于生成 cpp_get.cgi CGI 程序,以处理 Web 浏览器提供的输入。我们将使用 C++ CGI 库,它可以非常轻松地访问传递的信息 -
#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/HTMLClasses.h> using namespace std; using namespace cgicc; int main () { Cgicc formData; cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>Using GET and POST Methods</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; form_iterator fi = formData.getElement("first_name"); if( !fi->isEmpty() && fi != (*formData).end()) { cout << "First name: " << **fi << endl; } else { cout << "No text entered for first name" << endl; } cout << "<br/>"; fi = formData.getElement("last_name"); if( !fi->isEmpty() &&fi != (*formData).end()) { cout << "Last name: " << **fi << endl; } else { cout << "No text entered for last name" << endl; } cout << "<br/>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
现在,按如下方式编译上述程序 -
$g++ -o cpp_get.cgi cpp_get.cpp -lcgicc
生成 cpp_get.cgi 并将其放在您的 CGI 目录中,然后尝试使用以下链接访问 -
/cgi-bin/cpp_get.cgi?first_name=ZARA&last_name=ALI这将生成以下结果 -
First name: ZARA Last name: ALI
简单表单示例:GET 方法
这是一个使用 HTML 表单和提交按钮传递两个值的简单示例。我们将使用相同的 CGI 脚本 cpp_get.cgi 来处理此输入。
<form action = "/cgi-bin/cpp_get.cgi" method = "get"> First Name: <input type = "text" name = "first_name"> <br /> Last Name: <input type = "text" name = "last_name" /> <input type = "submit" value = "Submit" /> </form>
这是上述表单的实际输出。输入名字和姓氏,然后点击提交按钮即可查看结果。
使用 POST 方法传递信息
通常,向 CGI 程序传递信息更可靠的方法是使用 POST 方法。该方法以与 GET 方法完全相同的方式打包信息,但它不是将信息作为 URL 中"?"后的文本字符串发送,而是将其作为单独的消息发送。此消息以标准输入的形式进入 CGI 脚本。
同样的 cpp_get.cgi 程序也可以处理 POST 方法。我们以上述相同示例为例,该示例使用 HTML 表单和提交按钮传递两个值,但这次使用 POST 方法,如下所示:
<form action = "/cgi-bin/cpp_get.cgi" method = "post"> First Name: <input type = "text" name = "first_name"><br /> Last Name: <input type = "text" name = "last_name" /> <input type = "submit" value = "Submit" /> </form>
以下是上述表单的实际输出。输入名字和姓氏,然后点击提交按钮即可查看结果。
将复选框数据传递给 CGI 程序
当需要选择多个选项时,使用复选框。
以下是包含两个复选框的表单的 HTML 代码示例 -
<form action = "/cgi-bin/cpp_checkbox.cgi" method = "POST" target = "_blank"> <input type = "checkbox" name = "maths" value = "on" /> Maths <input type = "checkbox" name = "physics" value = "on" /> Physics <input type = "submit" value = "Select Subject" /> </form>
此代码的结果如下形式 -
下面是 C++ 程序,它将生成 cpp_checkbox.cgi 脚本来处理 Web 浏览器通过复选框按钮给出的输入。
#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/HTMLClasses.h> using namespace std; using namespace cgicc; int main () { Cgicc formData; bool maths_flag, physics_flag; cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>Checkbox Data to CGI</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; maths_flag = formData.queryCheckbox("maths"); if( maths_flag ) { cout << "Maths Flag: ON " << endl; } else { cout << "Maths Flag: OFF " << endl; } cout << "<br/>"; physics_flag = formData.queryCheckbox("physics"); if( physics_flag ) { cout << "Physics Flag: ON " << endl; } else { cout << "Physics Flag: OFF " << endl; } cout << "<br/>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
将单选按钮数据传递给 CGI 程序
当只需选择一个选项时,使用单选按钮。
以下是包含两个单选按钮的表单的 HTML 代码示例 -
<form action = "/cgi-bin/cpp_radiobutton.cgi" method = "post" target = "_blank"> <input type = "radio" name = "subject" value = "maths" checked = "checked"/> Maths <input type = "radio" name = "subject" value = "physics" /> Physics <input type = "submit" value = "Select Subject" /> </form>
此代码的结果如下形式 -
下面是 C++ 程序,它将生成 cpp_radiobutton.cgi 脚本来处理 Web 浏览器通过单选按钮给出的输入。
#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/HTMLClasses.h> using namespace std; using namespace cgicc; int main () { Cgicc formData; cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>Radio Button Data to CGI</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; form_iterator fi = formData.getElement("subject"); if( !fi->isEmpty() && fi != (*formData).end()) { cout << "Radio box selected: " << **fi << endl; } cout << "<br/>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
将文本区域数据传递给 CGI 程序
当需要将多行文本传递给 CGI 程序时,使用 TEXTAREA 元素。
以下是包含 TEXTAREA 框的表单 HTML 代码示例 -
<form action = "/cgi-bin/cpp_textarea.cgi" method = "post" target = "_blank"> <textarea name = "textcontent" cols = "40" rows = "4"> Type your text here... </textarea> <input type = "submit" value = "Submit" /> </form>
此代码的结果如下形式 -
下面是 C++ 程序,它将生成 cpp_textarea.cgi 脚本来处理 Web 浏览器通过文本区域给出的输入。
#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/HTMLClasses.h> using namespace std; using namespace cgicc; int main () { Cgicc formData; cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>Text Area Data to CGI</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; form_iterator fi = formData.getElement("textcontent"); if( !fi->isEmpty() && fi != (*formData).end()) { cout << "Text Content: " << **fi << endl; } else { cout << "No text entered" << endl; } cout << "<br/>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
将下拉框数据传递给 CGI 程序
当我们有多个选项但只能选择一个或两个时,就会使用下拉框。
以下是包含一个下拉框的表单的 HTML 代码示例 -
<form action = "/cgi-bin/cpp_dropdown.cgi" method = "post" target = "_blank"> <select name = "dropdown"> <option value = "Maths" selected>Maths</option> <option value = "Physics">Physics</option> </select> <input type = "submit" value = "Submit"/> </form>
此代码的结果如下形式 -
下面是 C++ 程序,它将生成 cpp_dropdown.cgi 脚本来处理 Web 浏览器通过下拉框给出的输入。
#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/HTMLClasses.h> using namespace std; using namespace cgicc; int main () { Cgicc formData; cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>Drop Down Box Data to CGI</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; form_iterator fi = formData.getElement("dropdown"); if( !fi->isEmpty() && fi != (*formData).end()) { cout << "Value Selected: " << **fi << endl; } cout << "<br/>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
在 CGI 中使用 Cookie
HTTP 协议是一种无状态协议。但对于商业网站来说,它需要在不同页面之间维护会话信息。例如,一个用户在完成多个页面后注册就结束了。但如何在所有网页上维护用户的会话信息呢?
在许多情况下,使用 Cookie 是记住和跟踪偏好、购买记录、佣金以及其他改善访客体验或网站统计信息所需的信息的最有效方法。
工作原理
您的服务器会以 Cookie 的形式向访问者的浏览器发送一些数据。浏览器可能会接受 Cookie。如果接受,它会以纯文本记录的形式存储在访问者的硬盘上。现在,当访问者访问您网站上的另一个页面时,就可以检索该 Cookie 了。一旦检索到,您的服务器就会知道/记住存储的内容。
Cookie 是由 5 个可变长度字段组成的纯文本数据记录 -
Expires - 这表示 Cookie 的过期日期。如果此字段为空,则 Cookie 将在访问者退出浏览器时过期。
Domain - 这表示您网站的域名。
Path - 这表示设置 Cookie 的目录或网页的路径。如果您想从任何目录或页面检索 Cookie,则可以为空。
Secure - 如果此字段包含"secure"一词,则只能使用安全的服务器检索 Cookie。如果此字段为空,则不存在此限制。
Name = Value − Cookie 以键值对的形式设置和检索。
设置 Cookie
向浏览器发送 Cookie 非常简单。这些 Cookie 会随 HTTP 标头一起发送到 Content-type 字段之前。假设您想将 UserID 和 Password 设置为 Cookie。那么 Cookie 设置步骤如下
#include <iostream> using namespace std; int main () { cout << "Set-Cookie:UserID = XYZ;"; cout << "Set-Cookie:Password = XYZ123;"; cout << "Set-Cookie:Domain = www.tutorialspoint.com;"; cout << "Set-Cookie:Path = /perl;"; cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>Cookies in CGI</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; cout << "Setting cookies" << endl; cout << "<br/>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
从这个例子中,您一定已经了解了如何设置 Cookie。我们使用 Set-Cookie HTTP 标头来设置 Cookie。
在这里,您可以选择设置 Cookie 属性,例如 Expires、Domain 和 Path。值得注意的是,cookie 是在发送魔法行 "Content-type:text/html 之前设置的。
编译上述程序生成 setcookies.cgi 文件,并尝试使用以下链接设置 cookie。它将在您的计算机上设置四个 cookie -
检索 Cookie
检索所有已设置的 cookie 非常简单。Cookie 存储在 CGI 环境变量 HTTP_COOKIE 中,其格式如下。
key1 = value1; key2 = value2; key3 = value3....
以下是如何检索 Cookie 的示例。
#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/HTMLClasses.h> using namespace std; using namespace cgicc; int main () { Cgicc cgi; const_cookie_iterator cci; cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>Cookies in CGI</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; cout << "<table border = \"0\" cellspacing = \"2\">"; // get environment variables const CgiEnvironment& env = cgi.getEnvironment(); for( cci = env.getCookieList().begin(); cci != env.getCookieList().end(); ++cci ) { cout << "<tr><td>" << cci->getName() << "</td><td>"; cout << cci->getValue(); cout << "</td></tr>"; } cout << "</table><"; cout << "<br/>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
现在,编译上述程序生成 getcookies.cgi 文件,并尝试获取计算机上所有可用 Cookie 的列表 -
这将生成上一节中设置的所有四个 Cookie 以及计算机上设置的所有其他 Cookie 的列表 -
UserID XYZ Password XYZ123 Domain www.tutorialspoint.com Path /perl
文件上传示例
要上传文件,HTML 表单必须将 enctype 属性设置为 multipart/form-data。带有文件类型的输入标签将创建一个"浏览"按钮。
<html> <body> <form enctype = "multipart/form-data" action = "/cgi-bin/cpp_uploadfile.cgi" method = "post"> <p>File: <input type = "file" name = "userfile" /></p> <p><input type = "submit" value = "Upload" /></p> </form> </body> </html>
此代码的结果如下形式 -
注意 − 以上示例已被禁用,以阻止人们在我们的服务器上上传文件。但您可以在您的服务器上尝试上述代码。
以下是用于处理文件上传的脚本 cpp_uploadfile.cpp −
#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/HTMLClasses.h> using namespace std; using namespace cgicc; int main () { Cgicc cgi; cout << "Content-type:text/html "; cout << "<html>"; cout << "<head>"; cout << "<title>File Upload in CGI</title>"; cout << "</head>"; cout << "<body>"; // get list of files to be uploaded const_file_iterator file = cgi.getFile("userfile"); if(file != cgi.getFiles().end()) { // send data type at cout. cout << HTTPContentHeader(file->getDataType()); // write content at cout. file->writeToStream(cout); } cout << "<File uploaded successfully>"; cout << "</body>"; cout << "</html>"; return 0; }
以上示例是在 cout 流中写入内容,但您可以打开文件流并将上传文件的内容保存到所需位置的文件中。
希望您喜欢本教程。如果喜欢,请向我们发送您的反馈。