15.6 Java与CGI的沟通

Java程序可向一个服务器发出一个CGI请求，这与HTML表单页没什么两样。而且和HTML页一样，这个请求既可以设为GET（下载），亦可设为POST（上传）。除此以外，Java程序还可拦截CGI程序的输出，所以不必依赖程序来格式化一个新页，也不必在出错的时候强迫用户从一个页回转到另一个页。事实上，程序的外观可以做得跟以前的版本别无二致。

代码也要简单一些，毕竟用CGI也不是很难就能写出来（前提是真正地理解它）。所以在这一节里，我们准备办个CGI编程速成班。为解决常规问题，将用C++创建一些CGI工具，以便我们编写一个能解决所有问题的CGI程序。这样做的好处是移植能力特别强——即将看到的例子能在支持CGI的任何系统上运行，而且不存在防火墙的问题。

这个例子也阐示了如何在程序片（Applet）和CGI程序之间建立连接，以便将其方便地改编到自己的项目中。

15.6.1 CGI数据的编码

在这个版本中，我们将收集名字和电子函件地址，并用下述形式将其保存到文件中：

  1. First Last <email@domain.com>;

这对任何E-mail程序来说都是一种非常方便的格式。由于只需收集两个字段，而且CGI为字段中的编码采用了一种特殊的格式，所以这里没有简便的方法。如果自己动手编制一个原始的HTML页，并加入下述代码行，即可正确地理解这一点：

  1. <Form method="GET" ACTION="/cgi-bin/Listmgr2.exe">
  2. <P>Name: <INPUT TYPE = "text" NAME = "name"
  3. VALUE = "" size = "40"></p>
  4. <P>Email Address: <INPUT TYPE = "text"
  5. NAME = "email" VALUE = "" size = "40"></p>
  6. <p><input type = "submit" name = "submit" > </p>
  7. </Form>

上述代码创建了两个数据输入字段（区），名为name和email。另外还有一个submit（提交）按钮，用于收集数据，并将其发给CGI程序。Listmgr2.exe是驻留在特殊程序目录中的一个可执行文件。在我们的Web服务器上，该目录一般都叫作cgi-bin（注释③）。如果在那个目录里找不到该程序，结果就无法出现。填好这个表单，然后按下提交按钮，即可在浏览器的URL地址窗口里看到象下面这样的内容：

  1. http://www.myhome.com/cgi-bin/Listmgr2.exe?name=First+Last&email=email@domain.com&submit=Submit

③：在Windows32平台下，可利用与Microsoft Office 97或其他产品配套提供的Microsoft Personal Web Server（微软个人Web服务器）进行测试。这是进行试验的最好方法，因为不必正式连入网络，可在本地环境中完成测试（速度也非常快）。如果使用的是不同的平台，或者没有Office 97或者FrontPage 98那样的产品，可到网上找一个免费的Web服务器供自己测试。

当然，上述URL实际显示时是不会拆行的。从中可稍微看出如何对数据编码并传给CGI。至少有一件事情能够肯定——空格是不允许的（因为它通常用于分隔命令行参数）。所有必需的空格都用“+”号替代，每个字段都包含了字段名（具体由HTML页决定），后面跟随一个=号以及正式的字段数据，最后用一个&结束。

到这时，大家也许会对+，=以及&的使用产生疑惑。假如必须在字段里使用这些字符，那么该如何声明呢？例如，我们可能使用“John & MarshaSmith”这个名字，其中的&代表“And”。事实上，它会编码成下面这个样子：

  1. John+%26+Marsha+Smith

也就是说，特殊字符会转换成一个%，并在后面跟上它的十六进制ASCII编码。

幸运的是，Java有一个工具来帮助我们进行这种编码。这是URLEncoder类的一个静态方法，名为encode()。可用下述程序来试验这个方法：

  1. //: EncodeDemo.java
  2. // Demonstration of URLEncoder.encode()
  3. import java.net.*;
  5. public class EncodeDemo {
  6.   public static void main(String[] args) {
  7.     String s = "";
  8.     for(int i = 0; i < args.length; i++)
  9.       s += args[i] + " ";
  10.     s = URLEncoder.encode(s.trim());
  11.     System.out.println(s);
  12.   }
  13. } ///:~

该程序将获取一些命令行参数，把它们合并成一个由多个词构成的字符串，各词之间用空格分隔（最后一个空格用String.trim()剔除了）。随后对它们进行编码，并打印出来。

为调用一个CGI程序，程序片要做的全部事情就是从自己的字段或其他地方收集数据，将所有数据都编码成正确的URL样式，然后汇编到单独一个字符串里。每个字段名后面都加上一个=符号，紧跟正式数据，再紧跟一个&。为构建完整的CGI命令，我们将这个字符串置于CGI程序的URL以及一个?后。这是调用所有CGI程序的标准方法。大家马上就会看到，用一个程序片能够很轻松地完成所有这些编码与合并。

15.6.2 程序片

程序片实际要比NameSender.java简单一些。这部分是由于很容易即可发出一个GET请求。此外，也不必等候回复信息。现在有两个字段，而非一个，但大家会发现许多程序片都是熟悉的，请比较NameSender.java。

  1. //: NameSender2.java
  2. // An applet that sends an email address
  3. // via a CGI GET, using Java 1.02.
  4. import java.awt.*;
  5. import java.applet.*;
  6. import java.net.*;
  7. import java.io.*;
  9. public class NameSender2 extends Applet {
  10.   final String CGIProgram = "Listmgr2.exe";
  11.   Button send = new Button(
  12.     "Add email address to mailing list");
  13.   TextField name = new TextField(
  14.     "type your name here", 40),
  15.     email = new TextField(
  16.     "type your email address here", 40);
  17.   String str = new String();
  18.   Label l = new Label(), l2 = new Label();
  19.   int vcount = 0;
  20.   public void init() {
  21.     setLayout(new BorderLayout());
  22.     Panel p = new Panel();
  23.     p.setLayout(new GridLayout(3, 1));
  24.     p.add(name);
  25.     p.add(email);
  26.     p.add(send);
  27.     add("North", p);
  28.     Panel labels = new Panel();
  29.     labels.setLayout(new GridLayout(2, 1));
  30.     labels.add(l);
  31.     labels.add(l2);
  32.     add("Center", labels);
  33.     l.setText("Ready to send email address");
  34.   }
  35.   public boolean action (Event evt, Object arg) {
  36.     if(evt.target.equals(send)) {
  37.       l2.setText("");
  38.       // Check for errors in data:
  39.       if(name.getText().trim()
  40.          .indexOf(' ') == -1) {
  41.         l.setText(
  42.           "Please give first and last name");
  43.         l2.setText("");
  44.         return true;
  45.       }
  46.       str = email.getText().trim();
  47.       if(str.indexOf(' ') != -1) {
  48.         l.setText(
  49.           "Spaces not allowed in email name");
  50.         l2.setText("");
  51.         return true;
  52.       }
  53.       if(str.indexOf(',') != -1) {
  54.         l.setText(
  55.           "Commas not allowed in email name");
  56.         return true;
  57.       }
  58.       if(str.indexOf('@') == -1) {
  59.         l.setText("Email name must include '@'");
  60.         l2.setText("");
  61.         return true;
  62.       }
  63.       if(str.indexOf('@') == 0) {
  64.         l.setText(
  65.           "Name must preceed '@' in email name");
  66.         l2.setText("");
  67.         return true;
  68.       }
  69.       String end =
  70.         str.substring(str.indexOf('@'));
  71.       if(end.indexOf('.') == -1) {
  72.         l.setText("Portion after '@' must " +
  73.           "have an extension, such as '.com'");
  74.         l2.setText("");
  75.         return true;
  76.       }
  77.       // Build and encode the email data:
  78.       String emailData =
  79.         "name=" + URLEncoder.encode(
  80.           name.getText().trim()) +
  81.         "&email=" + URLEncoder.encode(
  82.           email.getText().trim().toLowerCase()) +
  83.         "&submit=Submit";
  84.       // Send the name using CGI's GET process:
  85.       try {
  86.         l.setText("Sending...");
  87.         URL u = new URL(
  88.           getDocumentBase(), "cgi-bin/" +
  89.           CGIProgram + "?" + emailData);
  90.         l.setText("Sent: " + email.getText());
  91.         send.setLabel("Re-send");
  92.         l2.setText(
  93.           "Waiting for reply " + ++vcount);
  94.         DataInputStream server =
  95.           new DataInputStream(u.openStream());
  96.         String line;
  97.         while((line = server.readLine()) != null)
  98.           l2.setText(line);
  99.       } catch(MalformedURLException e) {
  100.         l.setText("Bad URl");
  101.       } catch(IOException e) {
  102.         l.setText("IO Exception");
  103.       }
  104.     }
  105.     else return super.action(evt, arg);
  106.     return true;
  107.   }
  108. } ///:~

CGI程序（不久即可看到）的名字是Listmgr2.exe。许多Web服务器都在Unix机器上运行（Linux也越来越受到青睐）。根据传统，它们一般不为自己的可执行程序采用.exe扩展名。但在Unix操作系统中，可以把自己的程序称呼为自己希望的任何东西。若使用的是.exe扩展名，程序毋需任何修改即可通过Unix和Win32的运行测试。

和往常一样，程序片设置了自己的用户界面（这次是两个输入字段，不是一个）。唯一显著的区别是在action()方法内产生的。该方法的作用是对按钮按下事件进行控制。名字检查过以后，大家会发现下述代码行：

  1.       String emailData =
  2.         "name=" + URLEncoder.encode(
  3.           name.getText().trim()) +
  4.         "&email=" + URLEncoder.encode(
  5.           email.getText().trim().toLowerCase()) +
  6.         "&submit=Submit";
  7.       // Send the name using CGI's GET process:
  8.       try {
  9.         l.setText("Sending...");
  10.         URL u = new URL(
  11.           getDocumentBase(), "cgi-bin/" +
  12.           CGIProgram + "?" + emailData);
  13.         l.setText("Sent: " + email.getText());
  14.         send.setLabel("Re-send");
  15.         l2.setText(
  16.           "Waiting for reply " + ++vcount);
  17.         DataInputStream server =
  18.           new DataInputStream(u.openStream());
  19.         String line;
  20.         while((line = server.readLine()) != null)
  21.           l2.setText(line);
  22.         // ...

name和email数据都是它们对应的文字框里提取出来，而且两端多余的空格都用trim()剔去了。为了进入列表，email名字被强制换成小写形式，以便能够准确地对比（防止基于大小写形式的错误判断）。来自每个字段的数据都编码为URL形式，随后采用与HTML页中一样的方式汇编GET字符串（这样一来，我们可将Java程序片与现有的任何CGI程序结合使用，以满足常规的HTML GET请求）。

到这时，一些Java的魔力已经开始发挥作用了：如果想同任何URL连接，只需创建一个URL对象，并将地址传递给构造器即可。构造器会负责建立同服务器的连接（对Web服务器来说，所有连接行动都是根据作为URL使用的字符串来判断的）。就目前这种情况来说，URL指向的是当前Web站点的cgi-bin目录（当前Web站点的基础地址是用getDocumentBase()设定的）。一旦Web服务器在URL中看到了一个cgi-bin，会接着希望在它后面跟随了cgi-bin目录内的某个程序的名字，那是我们要运行的目标程序。程序名后面是一个问号以及CGI程序会在QUERY_STRING环境变量中查找的一个参数字符串（马上就要学到）。

我们发出任何形式的请求后，一般都会得到一个回应的HTML页。但若使用Java的URL对象，我们可以拦截自CGI程序传回的任何东西，只需从URL对象里取得一个InputStream（输入数据流）即可。这是用URL对象的openStream()方法实现，它要封装到一个DataInputStream里。随后就可以读取数据行，若readLine()返回一个null（空值），就表明CGI程序已结束了它的输出。 我们即将看到的CGI程序返回的仅仅是一行，它是用于标志成功与否（以及失败的具体原因）的一个字符串。这一行会被捕获并置放第二个Label字段里，使用户看到具体发生了什么事情。

(1) 从程序片里显示一个Web页

程序亦可将CGI程序的结果作为一个Web页显示出来，就象它们在普通HTML模式中运行那样。可用下述代码做到这一点：

  1. getAppletContext().showDocument(u);

其中，u代表URL对象。这是将我们重新定向于另一个Web页的一个简单例子。那个页凑巧是一个CGI程序的输出，但可以非常方便地进入一个原始的HTML页，所以可以构建这个程序片，令其产生一个由密码保护的网关，通过它进入自己Web站点的特殊部分：

  1. //: ShowHTML.java
  2. import java.awt.*;
  3. import java.applet.*;
  4. import java.net.*;
  5. import java.io.*;
  7. public class ShowHTML extends Applet {
  8.   static final String CGIProgram = "MyCGIProgram";
  9.   Button send = new Button("Go");
  10.   Label l = new Label();
  11.   public void init() {
  12.     add(send);
  13.     add(l);
  14.   }
  15.   public boolean action (Event evt, Object arg) {
  16.     if(evt.target.equals(send)) {
  17.       try {
  18.         // This could be an HTML page instead of
  19.         // a CGI program. Notice that this CGI
  20.         // program doesn't use arguments, but
  21.         // you can add them in the usual way.
  22.         URL u = new URL(
  23.           getDocumentBase(),
  24.           "cgi-bin/" + CGIProgram);
  25.         // Display the output of the URL using
  26.         // the Web browser, as an ordinary page:
  27.         getAppletContext().showDocument(u);
  28.       } catch(Exception e) {
  29.         l.setText(e.toString());
  30.       }
  31.     }
  32.     else return super.action(evt, arg);
  33.     return true;
  34.   }
  35. } ///:~

URL类的最大的特点就是有效地保护了我们的安全。可以同一个Web服务器建立连接，毋需知道幕后的任何东西。

15.6.3 用C++写的CGI程序

经过前面的学习，大家应该能够根据例子用ANSI C为自己的服务器写出CGI程序。之所以选用ANSI C，是因为它几乎随处可见，是最流行的C语言标准。当然，现在的C++也非常流行了，特别是采用GNU C++编译器（g++）形式的那一些（注释④）。可从网上许多地方免费下载g++，而且可选用几乎所有平台的版本（通常与Linux那样的操作系统配套提供，且已预先安装好）。正如大家即将看到的那样，从CGI程序可获得面向对象程序设计的许多好处。

④：GNU的全称是“Gnu’s Not Unix”。这最早是由“自由软件基金会”（FSF）负责开发的一个项目，致力于用一个免费的版本取代原有的Unix操作系统。现在的Linux似乎正在做前人没有做到的事情。但GNU工具在Linux的开发中扮演了至关重要的角色。事实上，Linux的整套软件包附带了数量非常多的GNU组件。

为避免第一次就提出过多的新概念，这个程序并未打算成为一个“纯”C++程序；有些代码是用普通C写成的——尽管还可选用C++的一些替用形式。但这并不是个突出的问题，因为该程序用C++制作最大的好处就是能够创建类。在解析CGI信息的时候，由于我们最关心的是字段的“名称／值”对，所以要用一个类（Pair）来代表单个名称／值对；另一个类（CGI_vector）则将CGI字符串自动解析到它会容纳的Pair对象里（作为一个vector），这样即可在有空的时候把每个Pair（对）都取出来。

这个程序同时也非常有趣，因为它演示了C++与Java相比的许多优缺点。大家会看到一些相似的东西；比如class关键字。访问控制使用的是完全相同的关键字public和private，但用法却有所不同。它们控制的是一个块，而非单个方法或字段（也就是说，如果指定private:，后续的每个定义都具有private属性，直到我们再指定public:为止）。另外在创建一个类的时候，所有定义都自动默认为private。

在这儿使用C++的一个原因是要利用C++“标准模板库”（STL）提供的便利。至少，STL包含了一个vector类。这是一个C++模板，可在编译期间进行配置，令其只容纳一种特定类型的对象（这里是Pair对象）。和Java的Vector不同，如果我们试图将除Pair对象之外的任何东西置入vector，C++的vector模板都会造成一个编译期错误；而Java的Vector能够照单全收。而且从vector里取出什么东西的时候，它会自动成为一个Pair对象，毋需进行转换处理。所以检查在编译期进行，这使程序显得更为“健壮”。此外，程序的运行速度也可以加快，因为没有必要进行运行期间的转换。vector也会重载operator[]，所以可以利用非常方便的语法来提取Pair对象。vector模板将在CGI_vector创建时使用；在那时，大家就可以体会到如此简短的一个定义居然蕴藏有那么巨大的能量。

若提到缺点，就一定不要忘记Pair在下列代码中定义时的复杂程度。与我们在Java代码中看到的相比，Pair的方法定义要多得多。这是由于C++的程序员必须提前知道如何用副本构造器控制复制过程，而且要用重载的operator=完成赋值。正如第12章解释的那样，我们有时也要在Java中考虑同样的事情。但在C++中，几乎一刻都不能放松对这些问题的关注。

这个项目首先创建一个可以重复使用的部分，由C++头文件中的Pair和CGI_vector构成。从技术角度看，确实不应把这些东西都塞到一个头文件里。但就目前的例子来说，这样做不会造成任何方面的损害，而且更具有Java风格，所以大家阅读理解代码时要显得轻松一些：

  1. //: CGITools.h
  2. // Automatically extracts and decodes data
  3. // from CGI GETs and POSTs. Tested with GNU C++
  4. // (available for most server machines).
  5. #include <string.h>
  6. #include <vector> // STL vector
  7. using namespace std;
  9. // A class to hold a single name-value pair from
  10. // a CGI query. CGI_vector holds Pair objects and
  11. // returns them from its operator[].
  12. class Pair {
  13.   char* nm;
  14.   char* val;
  15. public:
  16.   Pair() { nm = val = 0; }
  17.   Pair(char* name, char* value) {
  18.     // Creates new memory:
  19.     nm = decodeURLString(name);
  20.     val = decodeURLString(value);
  21.   }
  22.   const char* name() const { return nm; }
  23.   const char* value() const { return val; }
  24.   // Test for "emptiness"
  25.   bool empty() const {
  26.     return (nm == 0) || (val == 0);
  27.   }
  28.   // Automatic type conversion for boolean test:
  29.   operator bool() const {
  30.     return (nm != 0) && (val != 0);
  31.   }
  32.   // The following constructors & destructor are
  33.   // necessary for bookkeeping in C++.
  34.   // Copy-constructor:
  35.   Pair(const Pair& p) {
  36.     if(p.nm == 0 || p.val == 0) {
  37.       nm = val = 0;
  38.     } else {
  39.       // Create storage & copy rhs values:
  40.       nm = new char[strlen(p.nm) + 1];
  41.       strcpy(nm, p.nm);
  42.       val = new char[strlen(p.val) + 1];
  43.       strcpy(val, p.val);
  44.     }
  45.   }
  46.   // Assignment operator:
  47.   Pair& operator=(const Pair& p) {
  48.     // Clean up old lvalues:
  49.     delete nm;
  50.     delete val;
  51.     if(p.nm == 0 || p.val == 0) {
  52.       nm = val = 0;
  53.     } else {
  54.       // Create storage & copy rhs values:
  55.       nm = new char[strlen(p.nm) + 1];
  56.       strcpy(nm, p.nm);
  57.       val = new char[strlen(p.val) + 1];
  58.       strcpy(val, p.val);
  59.     }
  60.     return *this;
  61.   }
  62.   ~Pair() { // Destructor
  63.     delete nm; // 0 value OK
  64.     delete val;
  65.   }
  66.   // If you use this method outide this class,
  67.   // you're responsible for calling 'delete' on
  68.   // the pointer that's returned:
  69.   static char*
  70.   decodeURLString(const char* URLstr) {
  71.     int len = strlen(URLstr);
  72.     char* result = new char[len + 1];
  73.     memset(result, len + 1, 0);
  74.     for(int i = 0, j = 0; i <= len; i++, j++) {
  75.       if(URLstr[i] == '+')
  76.         result[j] = ' ';
  77.       else if(URLstr[i] == '%') {
  78.         result[j] =
  79.           translateHex(URLstr[i + 1]) * 16 +
  80.           translateHex(URLstr[i + 2]);
  81.         i += 2; // Move past hex code
  82.       } else // An ordinary character
  83.         result[j] = URLstr[i];
  84.     }
  85.     return result;
  86.   }
  87.   // Translate a single hex character; used by
  88.   // decodeURLString():
  89.   static char translateHex(char hex) {
  90.     if(hex >= 'A')
  91.       return (hex & 0xdf) - 'A' + 10;
  92.     else
  93.       return hex - '0';
  94.   }
  95. };
  97. // Parses any CGI query and turns it
  98. // into an STL vector of Pair objects:
  99. class CGI_vector : public vector<Pair> {
  100.   char* qry;
  101.   const char* start; // Save starting position
  102.   // Prevent assignment and copy-construction:
  103.   void operator=(CGI_vector&);
  104.   CGI_vector(CGI_vector&);
  105. public:
  106.   // const fields must be initialized in the C++
  107.   // "Constructor initializer list":
  108.   CGI_vector(char* query) :
  109.       start(new char[strlen(query) + 1]) {
  110.     qry = (char*)start; // Cast to non-const
  111.     strcpy(qry, query);
  112.     Pair p;
  113.     while((p = nextPair()) != 0)
  114.       push_back(p);
  115.   }
  116.   // Destructor:
  117.   ~CGI_vector() { delete start; }
  118. private:
  119.   // Produces name-value pairs from the query
  120.   // string. Returns an empty Pair when there's
  121.   // no more query string left:
  122.   Pair nextPair() {
  123.     char* name = qry;
  124.     if(name == 0 || *name == '\0')
  125.       return Pair(); // End, return null Pair
  126.     char* value = strchr(name, '=');
  127.     if(value == 0)
  128.       return Pair(); // Error, return null Pair
  129.     // Null-terminate name, move value to start
  130.     // of its set of characters:
  131.     *value = '\0';
  132.     value++;
  133.     // Look for end of value, marked by '&':
  134.     qry = strchr(value, '&');
  135.     if(qry == 0) qry = ""; // Last pair found
  136.     else {
  137.       *qry = '\0'; // Terminate value string
  138.       qry++; // Move to next pair
  139.     }
  140.     return Pair(name, value);
  141.   }
  142. }; ///:~

在#include语句后，可看到有一行是：

  1. using namespace std;

C++中的“命名空间”（Namespace）解决了由Java的package负责的一个问题：将库名隐藏起来。std命名空间引用的是标准C++库，而vector就在这个库中，所以这一行是必需的。

Pair类表面看异常简单，只是容纳了两个（private）字符指针而已——一个用于名字，另一个用于值。默认构造器将这两个指针简单地设为零。这是由于在C++中，对象的内存不会自动置零。第二个构造器调用方法decodeURLString()，在新分配的堆内存中生成一个解码过后的字符串。这个内存区域必须由对象负责管理及清除，这与“析构器”中见到的相同。name()和value()方法为相关的字段产生只读指针。利用empty()方法，我们查询Pair对象它的某个字段是否为空；返回的结果是一个bool——C++内建的基本布尔数据类型。operator bool()使用的是C++“运算符重载”的一种特殊形式。它允许我们控制自动类型转换。如果有一个名为p的Pair对象，而且在一个本来希望是布尔结果的表达式中使用，比如if(p){//...，那么编译器能辨别出它有一个Pair，而且需要的是个布尔值，所以自动调用operator bool()，进行必要的转换。

接下来的三个方法属于常规编码，在C++中创建类时必须用到它们。根据C++类采用的所谓“经典形式”，我们必须定义必要的“原始”构造器，以及一个副本构造器和赋值运算符——operator=（以及析构器，用于清除内存）。之所以要作这样的定义，是由于编译器会“默默”地调用它们。在对象传入、传出一个函数的时候，需要调用副本构造器；而在分配对象时，需要调用赋值运算符。只有真正掌握了副本构造器和赋值运算符的工作原理，才能在C++里写出真正“健壮”的类，但这需要需要一个比较艰苦的过程（注释⑤）。

⑤：我的《Thinking in C++》（Prentice-Hall,1995）用了一整章的地方来讨论这个主题。若需更多的帮助，请务必看看那一章。

只要将一个对象按值传入或传出函数，就会自动调用副本构造器Pair(const Pair&)。也就是说，对于准备为其制作一个完整副本的那个对象，我们不准备在函数框架中传递它的地址。这并不是Java提供的一个选项，由于我们只能传递引用，所以在Java里没有所谓的副本构造器（如果想制作一个本地副本，可以“克隆”那个对象——使用clone()，参见第12章）。类似地，如果在Java里分配一个引用，它会简单地复制。但C++中的赋值意味着整个对象都会复制。在副本构造器中，我们创建新的存储空间，并复制原始数据。但对于赋值运算符，我们必须在分配新存储空间之前释放老存储空间。我们要见到的也许是C++类最复杂的一种情况，但那正是Java的支持者们论证Java比C++简单得多的有力证据。在Java中，我们可以自由传递引用，善后工作则由垃圾收集器负责，所以可以轻松许多。

但事情并没有完。Pair类为nm和val使用的是char*，最复杂的情况主要是围绕指针展开的。如果用较时髦的C++ string类来代替 char* ，事情就要变得简单得多（当然，并不是所有编译器都提供了对string的支持）。那么，Pair的第一部分看起来就象下面这样：

  1. class Pair {
  2.   string nm;
  3.   string val;
  4. public:
  5.   Pair() { }
  6.   Pair(char* name, char* value) {
  7.     nm = decodeURLString(name);
  8.     val = decodeURLString(value);
  9.   }
  10.   const char* name() const { return nm.c_str(); }
  11.   const char* value() const {
  12.     return val.c_str();
  13.   }
  14.   // Test for "emptiness"
  15.   bool empty() const {
  16.     return (nm.length() == 0)
  17.       || (val.length() == 0);
  18.   }
  19.   // Automatic type conversion for boolean test:
  20.   operator bool() const {
  21.     return (nm.length() != 0)
  22.       && (val.length() != 0);
  23.   }

（此外，对这个类decodeURLString()会返回一个string，而不是一个char*）。我们不必定义副本构造器、operator=或者析构器，因为编译器已帮我们做了，而且做得非常好。但即使有些事情是自动进行的，C++程序员也必须了解副本构建以及赋值的细节。

Pair类剩下的部分由两个方法构成：decodeURLString()以及一个“帮助器”方法translateHex()——将由decodeURLString()使用。注意translateHex()并不能防范用户的恶意输入，比如%1H。分配好足够的存储空间后（必须由析构器释放），decodeURLString()就会其中遍历，将所有+都换成一个空格；将所有十六进制代码（以一个%打头）换成对应的字符。

CGI_vector用于解析和容纳整个CGI GET命令。它是从STLvector里继承的，后者例示为容纳Pair。C++中的继承是用一个冒号表示，在Java中则要用extends。此外，继承默认为private属性，所以几乎肯定需要用到public关键字，就象这样做的那样。大家也会发现CGI_vector有一个副本构造器以及一个operator=，但它们都声明成private。这样做是为了防止编译器同步两个函数（如果不自己声明它们，两者就会同步）。但这同时也禁止了客户程序员按值或者通过赋值传递一个CGI_vector。

CGI_vector的工作是获取QUERY_STRING，并把它解析成“名称／值”对，这需要在Pair的帮助下完成。它首先将字符串复制到本地分配的内存，并用常数指针start跟踪起始地址（稍后会在析构器中用于释放内存）。随后，它用自己的nextPair()方法将字符串解析成原始的“名称／值”对，各个对之间用一个=和&符号分隔。这些对由nextPair()传递给Pair构造器，所以nextPair()返回的是一个Pair对象。随后用push_back()将该对象加入vector。nextPair()遍历完整个QUERY_STRING后，会返回一个零值。

现在基本工具已定义好，它们可以简单地在一个CGI程序中使用，就象下面这样：

  1. //: Listmgr2.cpp
  2. // CGI version of Listmgr.c in C++, which
  3. // extracts its input via the GET submission
  4. // from the associated applet. Also works as
  5. // an ordinary CGI program with HTML forms.
  6. #include <stdio.h>
  7. #include "CGITools.h"
  8. const char* dataFile = "list2.txt";
  9. const char* notify = "Bruce@EckelObjects.com";
  10. #undef DEBUG
  12. // Similar code as before, except that it looks
  13. // for the email name inside of '<>':
  14. int inList(FILE* list, const char* emailName) {
  15.   const int BSIZE = 255;
  16.   char lbuf[BSIZE];
  17.   char emname[BSIZE];
  18.   // Put the email name in '<>' so there's no
  19.   // possibility of a match within another name:
  20.   sprintf(emname, "<%s>", emailName);
  21.   // Go to the beginning of the list:
  22.   fseek(list, 0, SEEK_SET);
  23.   // Read each line in the list:
  24.   while(fgets(lbuf, BSIZE, list)) {
  25.     // Strip off the newline:
  26.     char * newline = strchr(lbuf, '\n');
  27.     if(newline != 0)
  28.       *newline = '\0';
  29.     if(strstr(lbuf, emname) != 0)
  30.       return 1;
  31.   }
  32.   return 0;
  33. }
  35. void main() {
  36.   // You MUST print this out, otherwise the
  37.   // server will not send the response:
  38.   printf("Content-type: text/plain\n\n");
  39.   FILE* list = fopen(dataFile, "a+t");
  40.   if(list == 0) {
  41.     printf("error: could not open database. ");
  42.     printf("Notify %s", notify);
  43.     return;
  44.   }
  45.   // For a CGI "GET," the server puts the data
  46.   // in the environment variable QUERY_STRING:
  47.   CGI_vector query(getenv("QUERY_STRING"));
  48.   #if defined(DEBUG)
  49.   // Test: dump all names and values
  50.   for(int i = 0; i < query.size(); i++) {
  51.     printf("query[%d].name() = [%s], ",
  52.       i, query[i].name());
  53.     printf("query[%d].value() = [%s]\n",
  54.       i, query[i].value());
  55.   }
  56.   #endif(DEBUG)
  57.   Pair name = query[0];
  58.   Pair email = query[1];
  59.   if(name.empty() || email.empty()) {
  60.     printf("error: null name or email");
  61.     return;
  62.   }
  63.   if(inList(list, email.value())) {
  64.     printf("Already in list: %s", email.value());
  65.     return;
  66.   }
  67.   // It's not in the list, add it:
  68.   fseek(list, 0, SEEK_END);
  69.   fprintf(list, "%s <%s>;\n",
  70.     name.value(), email.value());
  71.   fflush(list);
  72.   fclose(list);
  73.   printf("%s <%s> added to list\n",
  74.     name.value(), email.value());
  75. } ///:~

alreadyInList()函数与前一个版本几乎是完全相同的，只是它假定所有电子函件地址都在一个<>内。

在使用GET方法时（通过在FORM引导命令的METHOD标记内部设置，但这在这里由数据发送的方式控制），Web服务器会收集位于?后面的所有信息，并把它们置入环境变量QUERY_STRING（查询字符串）里。所以为了读取那些信息，必须获得QUERY_STRING的值，这是用标准的C库函数getenv()完成的。在main()中，注意对QUERY_STRING的解析有多么容易：只需把它传递给用于CGI_vector对象的构造器（名为query），剩下的所有工作都会自动进行。从这时开始，我们就可以从query中取出名称和值，把它们当作数组看待（这是由于operator[]在vector里已经重载了）。在调试代码中，大家可看到这一切是如何运作的；调试代码封装在预处理器引导命令#if defined(DEBUG)和#endif(DEBUG)之间。

现在，我们迫切需要掌握一些与CGI有关的东西。CGI程序用两个方式之一传递它们的输入：在GET执行期间通过QUERY_STRING传递（目前用的这种方式），或者在POST期间通过标准输入。但CGI程序通过标准输出发送自己的输出，这通常是用C程序的printf()命令实现的。那么这个输出到哪里去了呢？它回到了Web服务器，由服务器决定该如何处理它。服务器作出决定的依据是content-type（内容类型）头数据。这意味着假如content-type头不是它看到的第一件东西，就不知道该如何处理收到的数据。因此，我们无论如何也要使所有CGI程序都从content-type头开始输出。

在目前这种情况下，我们希望服务器将所有信息都直接反馈回客户程序（亦即我们的程序片，它们正在等候给自己的回复）。信息应该原封不动，所以content-type设为text/plain（纯文本）。一旦服务器看到这个头，就会将所有字符串都直接发还给客户。所以每个字符串（三个用于出错条件，一个用于成功的加入）都会返回程序片。

我们用相同的代码添加电子函件名称（用户的姓名）。但在CGI脚本的情况下，并不存在无限循环——程序只是简单地响应，然后就中断。每次有一个CGI请求抵达时，程序都会启动，对那个请求作出反应，然后自行关闭。所以CPU不可能陷入空等待的尴尬境地，只有启动程序和打开文件时才存在性能上的隐患。Web服务器对CGI请求进行控制时，它的开销会将这种隐患减轻到最低程度。

这种设计的另一个好处是由于Pair和CGI_vector都得到了定义，大多数工作都帮我们自动完成了，所以只需修改main()即可轻松创建自己的CGI程序。尽管小服务程序（Servlet）最终会变得越来越流行，但为了创建快速的CGI程序，C++仍然显得非常方便。

15.6.4 POST的概念

在许多应用程序中使用GET都没有问题。但是，GET要求通过一个环境变量将自己的数据传递给CGI程序。但假如GET字符串过长，有些Web服务器可能用光自己的环境空间（若字符串长度超过200字符，就应开始关心这方面的问题）。CGI为此提供了一个解决方案：POST。通过POST，数据可以编码，并按与GET相同的方法连结起来。但POST利用标准输入将编码过后的查询字符串传递给CGI程序。我们要做的全部事情就是判断查询字符串的长度，而这个长度已在环境变量CONTENT_LENGTH中保存好了。一旦知道了长度，就可自由分配存储空间，并从标准输入中读入指定数量的字符。

对一个用来控制POST的CGI程序，由CGITools.h提供的Pair和CGI_vector均可不加丝毫改变地使用。下面这段程序揭示了写这样的一个CGI程序有多么简单。这个例子将采用“纯”C++，所以studio.h库被iostream（IO数据流）代替。对于iostream，我们可以使用两个预先定义好的对象：cin，用于同标准输入连接；以及cout，用于同标准输出连接。有几个办法可从cin中读入数据以及向cout中写入。但下面这个程序准备采用标准方法：用<<将信息发给cout，并用一个成员函数（此时是read()）从cin中读入数据：

  1. //: POSTtest.cpp
  2. // CGI_vector works as easily with POST as it
  3. // does with GET. Written in "pure" C++.
  4. #include <iostream.h>
  5. #include "CGITools.h"
  7. void main() {
  8.   cout << "Content-type: text/plain\n" << endl;
  9.   // For a CGI "POST," the server puts the length
  10.   // of the content string in the environment
  11.   // variable CONTENT_LENGTH:
  12.   char* clen = getenv("CONTENT_LENGTH");
  13.   if(clen == 0) {
  14.     cout << "Zero CONTENT_LENGTH" << endl;
  15.     return;
  16.   }
  17.   int len = atoi(clen);
  18.   char* query_str = new char[len + 1];
  19.   cin.read(query_str, len);
  20.   query_str[len] = '\0';
  21.   CGI_vector query(query_str);
  22.   // Test: dump all names and values
  23.   for(int i = 0; i < query.size(); i++)
  24.     cout << "query[" << i << "].name() = [" <<
  25.       query[i].name() << "], " <<
  26.       "query[" << i << "].value() = [" <<
  27.       query[i].value() << "]" << endl;
  28.   delete query_str; // Release storage
  29. } ///:~

getenv()函数返回指向一个字符串的指针，那个字符串指示着内容的长度。若指针为零，表明CONTENT_LENGTH环境变量尚未设置，所以肯定某个地方出了问题。否则就必须用ANSI C库函数atoi()将字符串转换成一个整数。这个长度将与new一起运用，分配足够的存储空间，以便容纳查询字符串（另加它的空中止符）。随后为cin()调用read()。read()函数需要取得指向目标缓冲区的一个指针以及要读入的字节数。随后用空字符（null）中止query_str，指出已经抵达字符串的末尾，这就叫作“空中止”。

到这个时候，我们得到的查询字符串与GET查询字符串已经没有什么区别，所以把它传递给用于CGI_vector的构造器。随后便和前例一样，我们可以自由·内不同的字段。

为测试这个程序，必须把它编译到主机Web服务器的cgi-bin目录下。然后就可以写一个简单的HTML页进行测试，就象下面这样：

  1. <HTML>
  2. <HEAD>
  3. <META CONTENT="text/html">
  4. <TITLE>A test of standard HTML POST</TITLE>
  5. </HEAD>
  6. Test, uses standard html POST
  7. <Form method="POST" ACTION="/cgi-bin/POSTtest">
  8. <P>Field1: <INPUT TYPE = "text" NAME = "Field1"
  9. VALUE = "" size = "40"></p>
  10. <P>Field2: <INPUT TYPE = "text" NAME = "Field2"
  11. VALUE = "" size = "40"></p>
  12. <P>Field3: <INPUT TYPE = "text" NAME = "Field3"
  13. VALUE = "" size = "40"></p>
  14. <P>Field4: <INPUT TYPE = "text" NAME = "Field4"
  15. VALUE = "" size = "40"></p>
  16. <P>Field5: <INPUT TYPE = "text" NAME = "Field5"
  17. VALUE = "" size = "40"></p>
  18. <P>Field6: <INPUT TYPE = "text" NAME = "Field6"
  19. VALUE = "" size = "40"></p>
  20. <p><input type = "submit" name = "submit" > </p>
  21. </Form>
  22. </HTML>

填好这个表单并提交出去以后，会得到一个简单的文本页，其中包含了解析出来的结果。从中可知道CGI程序是否在正常工作。

当然，用一个程序片来提交数据显得更有趣一些。然而，POST数据的提交属于一个不同的过程。在用常规方式调用了CGI程序以后，必须另行建立与服务器的一个连接，以便将查询字符串反馈给它。服务器随后会进行一番处理，再通过标准输入将查询字符串反馈回CGI程序。

为建立与服务器的一个直接连接，必须取得自己创建的URL，然后调用openConnection()创建一个URLConnection。但是，由于URLConnection一般不允许我们把数据发给它，所以必须很可笑地调用setDoOutput(true)函数，同时调用的还包括setDoInput(true)以及setAllowUserInteraction(false)——注释⑥。最后，可调用getOutputStream()来创建一个OutputStream（输出数据流），并把它封装到一个DataOutputStream里，以便能按传统方式同它通信。下面列出的便是一个用于完成上述工作的程序片，必须在从它的各个字段里收集了数据之后再执行它：

  1. //: POSTtest.java
  2. // An applet that sends its data via a CGI POST
  3. import java.awt.*;
  4. import java.applet.*;
  5. import java.net.*;
  6. import java.io.*;
  8. public class POSTtest extends Applet {
  9.   final static int SIZE = 10;
  10.   Button submit = new Button("Submit");
  11.   TextField[] t = new TextField[SIZE];
  12.   String query = "";
  13.   Label l = new Label();
  14.   TextArea ta = new TextArea(15, 60);
  15.   public void init() {
  16.     Panel p = new Panel();
  17.     p.setLayout(new GridLayout(t.length + 2, 2));
  18.     for(int i = 0; i < t.length; i++) {
  19.       p.add(new Label(
  20.         "Field " + i + "  ", Label.RIGHT));
  21.       p.add(t[i] = new TextField(30));
  22.     }
  23.     p.add(l);
  24.     p.add(submit);
  25.     add("North", p);
  26.     add("South", ta);
  27.   }
  28.   public boolean action (Event evt, Object arg) {
  29.     if(evt.target.equals(submit)) {
  30.       query = "";
  31.       ta.setText("");
  32.       // Encode the query from the field data:
  33.       for(int i = 0; i < t.length; i++)
  34.          query += "Field" + i + "=" +
  35.            URLEncoder.encode(
  36.              t[i].getText().trim()) +
  37.            "&";
  38.       query += "submit=Submit";
  39.       // Send the name using CGI's POST process:
  40.       try {
  41.         URL u = new URL(
  42.           getDocumentBase(), "cgi-bin/POSTtest");
  43.         URLConnection urlc = u.openConnection();
  44.         urlc.setDoOutput(true);
  45.         urlc.setDoInput(true);
  46.         urlc.setAllowUserInteraction(false);
  47.         DataOutputStream server =
  48.           new DataOutputStream(
  49.             urlc.getOutputStream());
  50.         // Send the data
  51.         server.writeBytes(query);
  52.         server.close();
  53.         // Read and display the response. You
  54.         // cannot use
  55.         // getAppletContext().showDocument(u);
  56.         // to display the results as a Web page!
  57.         DataInputStream in =
  58.           new DataInputStream(
  59.             urlc.getInputStream());
  60.         String s;
  61.         while((s = in.readLine()) != null) {
  62.           ta.appendText(s + "\n");
  63.         }
  64.         in.close();
  65.       }
  66.       catch (Exception e) {
  67.         l.setText(e.toString());
  68.       }
  69.     }
  70.     else return super.action(evt, arg);
  71.     return true;
  72.   }
  73. } ///:~

⑥：我不得不说自己并没有真正理解这儿都发生了什么事情，这些概念都是从Elliotte Rusty Harold编著的《Java Network Programming》里得来的，该书由O’Reilly于1997年出版。他在书中提到了Java连网函数库中出现的许多令人迷惑的Bug。所以一旦涉足这些领域，事情就不是编写代码，然后让它自己运行那么简单。一定要警惕潜在的陷阱！

信息发送到服务器后，我们调用getInputStream()，并把返回值封装到一个DataInputStream里，以便自己能读取结果。要注意的一件事情是结果以文本行的形式显示在一个TextArea（文本区域）中。为什么不简单地使用getAppletContext().showDocument(u)呢？事实上，这正是那些陷阱中的一个。上述代码可以很好地工作，但假如试图换用showDocument()，几乎一切都会停止运行。也就是说，showDocument()确实可以运行，但从POSTtest得到的返回结果是Zero CONTENT_LENGTH（内容长度为零）。所以不知道为什么原因，showDocument()阻止了POST查询向CGI程序的传递。我很难判断这到底是一个在以后版本里会修复的Bug，还是由于我的理解不够（我看过的书对此讲得都很模糊）。但无论在哪种情况下，只要能坚持在文本区域里观看自CGI程序返回的内容，上述程序片运行时就没有问题。