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VisualC#实现自定义组件的设计

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请
2003-04-08· ·王凯明



一.前言

  Visual C#作为一门新兴的编程语言,具有许多其它语言无法比拟的优点。它既有VB的快速简洁,同时又不失C++的高效性能,而且作为一门基于组件编程的语言,它在组件编程方面有着相当强大和完善的功能。本文笔者就通过运用Visual C#编写一个Pop3邮件接收组件向大家介绍如何用Visual C#进行组件编程以及编程过程中的一些方法和技巧,最后还给出了一个对该Pop3组件进行测试的Windows Forms程序。

  二.基本原理

  要完成一个Pop3组件,就要完成对该组件的属性(Property)、方法(Method)和事件(Event)等的设计。属性是一个组件的重要特征,一个组件一般有多项属性。我们可以通过get和set取得和设置各个属性的值。完成了各个属性的设置,我们可以通过该组件的各种方法进行相应的操作。而事件则是在某些特定的消息下触发的。在C#中,我们用代表(delegate)进行事件的声明。

  在该Pop3组件中,我们为其添加了主机名(Host)、端口号(Port)、用户名(UserName)、密码(PassWord)、邮件数目(NumOfMails)、邮件大小(TotalSize)等属性,通过ReceiveMessage()和ReceiveMessageAsync()方法完成与服务器的连接、通讯和结束会话等功能,在调用了该方法后,我们就可以从邮件数目和邮件大小等属性中获得邮箱中的相关信息,进而运用该组件就可以轻松地开发出诸如邮件信史之类的程序了。同时,该组件中还包含了一个OnMailReceived()事件,该事件在完成了邮件的接收后被触发。

  在组件的设计过程中,与主机的连接通讯是该组件的核心部分,所以我们不妨专门设计一个与主机的连接类-Pop3Connection类,该类是主要运用了TcpClient类的对象,和主机建立基于TCP/IP网络协议的连接。在完成连接后,可以和主机进行通讯。完成通讯后,则关闭与主机的连接。在大致介绍了实现原理后,下面就是具体的实现方法了。

  三.实现方法

  首先,打开VS.net,新建一个Visual C#的项目:在项目类型中选择"Visual C#项目",在模板中选择"类库",不妨将该项目命名为"Pop3Com"(这样,由该项目生成的组件的命名空间就为Pop3Com了),图示如下:



  1.Pop3Connection类:

  这样,项目向导就完成了,接着我们将原来的Class1.cs改名为Pop3.cs,同时添加一个类Pop3Connection(文件名不妨为Pop3Connection.cs)。

  如上所述,Pop3Connection类完成了与主机的连接、通讯和关闭连接等功能,所以我们必须调用.Net框架中进行网络通讯的类库,在此我们运用的是TcpClient类的对象作为网络连接的客户端。同时,在与主机的通讯过程中必然少不了对于输入输出流的控制。于是,我们在设计该类的时候,首先得添加如下命名空间:

using System.IO;
using System.Net.Sockets;
Pop3Connection类的成员变量包括以下几个:
private TcpClient socket;
private StreamReader reader;
private StreamWriter writer;
private bool connected;

  其中,bool类型的connected变量用于判断是否与主机取得了连接,它是该类的一个属性,对其操作如下:

public bool Connected
{
 get{return connected;}
}
Pop3Connection类的主要方法包含以下几个:
internal void Open(string host, int port)
{
 if(host == null || host.Trim().Length == 0 || port <= 0)
 {
  throw new System.ArgumentException("Invalid Argument found.");
 }
 socket.Connect(host, port);
 reader = new StreamReader(socket.GetStream(), System.Text.Encoding.ASCII);
 writer = new StreamWriter(socket.GetStream(), System.Text.Encoding.ASCII);
 connected = true;
}

internal void SendCommand(string cmd)
{
 writer.WriteLine(cmd);
 writer.Flush();
}

internal void GetReply(out string reply, out int code)
{
 reply = reader.ReadLine();
 code = reply == null ? -1 : Int32.Parse(reply.Substring(0, 3));
}

internal void Close()
{
 reader.Close();
 writer.Flush();
 writer.Close();
 reader = null;
 writer = null;
 socket.Close();
 connected = false;
}

  根据这些方法的名称,我们不难知道它们的作用。第一个方法Open()就是根据主机名和端口号取得和服务器的连接。一旦连接成功,就通过TcpClient类的对象获取网络通讯流并新建一个StreamReader对象和一个StreamWriter对象。不言而喻,这两个对象的作用是控制网络通讯的输出和输入。最后,还要将connected的属性设置为true。第二个方法SendCommand()就是在上面的StreamWriter类的对象writer的基础上往网络套接字中输入信息。而第三个方法GetReply()则正好相反,它是用来从网络套接字中获取信息的。最后一个方法Close()的作用则是关闭输出、输入流的对象,然后调用TcpClient类的对象Close()方法并将connected属性设置为false,从而关闭连接,结束会话。

  2.Pop3类:

  这样,我们就完成了Pop3Connection类的设计和编码工作,也就完成了整个组件最关键的部分。接下来,我们就在该类的基础上设计Pop3类。Pop3类包含了邮件通讯所必须的基本属性、方法和事件。
首先,我们来设计其中的属性。该类应该包括主机名、端口号、用户名、密码、邮件数量、邮件总体积、邮件内容和状态信息等属性。其中前四个属性是可读又可写的,后四个属性是只可读的。具体的设置如下:

///
/// 主机名
///
public string Host
{
 get {return host;}
 set
 {
  if(value == null || value.Trim().Length == 0)
  {
   throw new ArgumentException("Invalid host name.");
  }
  host = value;
 }
}

///
/// 端口号
///
public int Port
{
 get {return port;}
 set
 {
  if(value <= 0)
  {
   throw new ArgumentException("Invalid port.");
  }
  port = value;
 }
}

///
/// 用户名
///
public string UserName
{
 get {return username;}
 set
 {
  if(value == null || value.Trim().Length == 0)
  {
   throw new ArgumentException("Invalid user name.");
  }
  username = value;
 }
}

///
/// 密码
///
public string PassWord
{
 get {return password;}
 set
 {
  if(value == null)
  {
   throw new ArgumentException("Invalid password.");
  }
  password = value;
 }
}

///
/// 邮件数量
///
public int NumOfMails
{
 get {return numofmails;}
}

///
/// 邮件总体积
///
public double TotalSize
{
 get {return totalsize;}
}

///
/// 邮件内容
///
public string Body
{
 get {return body;}
}

///
/// 状态信息
///
public string Status
{
get {return status;}
}

  完成了该类的属性设计,我们接下来就完成该类的方法设计。该类主要的方法就一个ReceiveMessage(),顾名思义就是接收邮件信息的意思。在这个方法中,我们运用了上面的Pop3Connection类的对象。通过这个对象,我们就可以更加方便的进行网络通讯的操作。不过,在具体介绍这个方法的实现以前,我先得向大家介绍一下邮件接收的基本原理。







其基本原理如下:

  一开始便是客户端与服务器的连接。不过,在客户端连接到服务器之前,注意把端口设为POP3协议默认的110号。

  客户端连接服务器成功后,服务器会返回以下信息:

   +OK……

  字符+OK是POP3协议的返回信息。它的回应信息不像SMTP协议那样用丰富多变的数字表示,只有两个:+OK或者-ERR。其中,+OK表示连接成功,而-ERR则表示连接失败。

  接下来,客户端输入USER <用户名>

  该命令告诉服务器你的用户名。注意,有些服务器会区分大小写字母的。

  服务器返回+OK后,客户端输入PASS <口令>

  服务器返回+OK后,还返回一些邮箱的统计信息,比如:+OK 1 message(s) [1304 byte(s)]
不同的服务器返回的信息格式不太一样,所以我们可以用STAT命令来查看邮箱的情况。STAT命令的回应中有两个数字,分别表示邮件的数量和邮件的大小。

  如果信箱里有信,就可以用RETR命令来获取邮件的正文。RETR命令的格式为:

   RETR <邮件编号>

  如果返回结果第一行是+OK信息,则表示成功。第二行起便是邮件的正文。最后一行和SMTP协议一样,是一个单独的英文句号,表示邮件的结尾部分。

  把邮件存储起来后要用DELE命令删除邮箱中的邮件,否则原有的邮件会继续保留在服务器上,一旦邮件一多,你的邮箱就爆了。DELE命令的格式为:

   DELE <邮件编号>

  如果删错了,可以用RSET命令来恢复所有已被删除的邮件。条件是你还没有退出,一旦退出,那就一切Bye Bye了。全部完成以后,输入QUIT命令就可以退出POP3服务器了。

  在了解了邮件接收的基本原理的基础上,我就向大家介绍ReceiveMessage()方法的具体实现:

///
/// 接收邮件信息
///
public void ReceiveMessage()
{
 // 避免线程冲突
 lock(this)
 {
  // 设置初始连接
  con = new Pop3Connection();
  if(port <= 0) port = 110;
   con.Open(host, port);

  StringBuilder buf = new StringBuilder();
  string response;
  int code;

   // 获取欢迎信息
  con.GetReply(out response, out code);
  status += response;

  //登录服务器过程
  buf.Append("USER");
  buf.Append(username);
  buf.Append(CRLF);
  con.SendCommand(buf.ToString());
  con.GetReply(out response, out code);
  status += response;
 
  buf.Length = 0;
  buf.Append("PASS");
  buf.Append(password);
  buf.Append(CRLF);
  con.SendCommand(buf.ToString());
  con.GetReply(out response, out code);
  status += response;

  //向服务器发送STAT命令,从而取得邮箱的相关信息:邮件数量和大小
  buf.Length = 0;
  buf.Append("STAT");
  buf.Append(CRLF);
  con.SendCommand(buf.ToString());
  con.GetReply(out response, out code);
  status += response;

  //将总邮件数和邮件大小分离
  string[] TotalStat = response.Split(new char[] {' '});
  numofmails = Int32.Parse(TotalStat[1]);
  totalsize = (double)Int32.Parse(TotalStat[2]);

  for( int x = 0; x < numofmails; ++x)
  {
   //根据邮件编号从服务器获得相应邮件
   buf.Length = 0;
   buf.Append("RETR");
   buf.Append(x.ToString());
   buf.Append(CRLF);
   con.SendCommand(buf.ToString());
   con.GetReply(out response, out code);

   if(response[0]!='-')
   {
    //不断地读取邮件内容,只到结束标志:英文句号
    while(response!=".")
    {
     body += response;
     con.GetReply(out response, out code);
    }
   }
   else
    status += response;
  }
  //向服务器发送QUIT命令从而结束和POP3服务器的会话
  buf.Length = 0;
  buf.Append("QUIT");
  buf.Append(CRLF);
  con.SendCommand(buf.ToString());
  con.GetReply(out response, out code);
  status += response;

  con.Close();

  // 邮件接收成功后触发的事件
  if(OnMailReceived != null)
  {
   OnMailReceived();
  }
 }
}

  根据邮件接收的基本原理和代码中的注释,我想读者应该不难读懂上面的代码。不过下面几点仍得说明:其中的CRLF为"\r\n",它的作用是在每个命令后面加上一个换行符。另外,在该方法的一开始处有一句:lock(this),它的作用是避免线程冲突。考虑到接收邮件的过程比较漫长而且占用的资源较多,所以在设计的时候我用到了多线程(有关多线程的资料读者可参考相关的书籍或文章,此处不再赘述)。在实际的程序中,上面的方法其实被另一个方法ReceiveMessageAsync()作为一个单独的线程调用。方法如下:

///
/// 通过一个独立的线程接收邮件
///
public void ReceiveMessageAsync()
{
 new Thread(new ThreadStart(ReceiveMessage)).Start();
}

  最后,在ReceiveMessge()方法的末尾处,它调用了事件处理函数OnMailReceived()。在C#中,事件的声明是用代表完成的,首先我们在Pop3类的开始处进行声明如下:

public delegate void MailReceivedDelegate();

  接着,就进行事件的声明:

public event MailReceivedDelegate OnMailReceived;

  这样,只要在应用程序中调用了OnMailReceived()事件,在邮件接收成功后,OnMailReceived()事件就会被触发。

  到此为止,我们已经完成了核心类-Pop3类的属性、方法和事件的设计,这样整个组件也就完成了(按Ctrl+Shift+B就可以生成解决方案)。不过,由于是组件,所以不可以直接运行,我们必须做一个测试程序来测试之。下面我就用该组件做了一个简单的邮件信史,它可以向用户报告邮箱中的新邮件数目。





四.测试程序

  首先,在原来的解决方案的基础上添加一个新项目。项目类型为"Visual C#项目",模板为"Windows应用程序",名称不妨为"MailNotifier"。

  接着,设计主界面如下:



  设计好主界面后,我们进行代码设计。首先,要添加对上面的组件-Pop3Com的引用。在项目菜单下选择"添加引用",出现"添加引用"对话框,在"项目"一页下将Pop3Com组件添加到本项目中。图示如下:


  同时,在代码的开始处添加引用:using Pop3Com。这样,我们就可以在本程序中调用Pop3Com组件中的类的方法完成相应功能了。下面就是"开始检查"按钮的事件处理函数了:

private void checkBtn_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
 // 正确性检查
 if(host == null || host.Text.Trim().Length == 0)
 {
  MessageBox.Show("请填入服务器地址!");
 }
 else
  if(username == null || username.Text.Trim().Length == 0)
  {
   MessageBox.Show("请填入用户名!");
  }
 else
   if(password == null || password.Text.Trim().Length == 0)
  {
    MessageBox.Show("请填入密码!");
  }
 else
  {
    mailer = new Pop3();
    mailer.Host = host.Text;
    mailer.Port = Int32.Parse(port.Text);
    mailer.UserName = username.Text;
    mailer.PassWord = password.Text;
    statusBar.Text = "正在接收信息……";
    mailer.OnMailReceived += new Pop3.MailReceivedDelegate(OnMailReceived);
    mailer.ReceiveMessageAsync();
  }
}

  其中,mailer为Pop3类的一个实例对象,它是完成邮件检查的核心对象。同时,OnMailReceived()事件函数如下:

private void OnMailReceived()
{
 statusBar.Text = "邮件接收完毕!";
 MessageBox.Show("你有" + mailer.NumOfMails.ToString() + "个邮件!","信息",
 MessageBoxButtons.OK,MessageBoxIcon.Information);
}

  如此,测试程序-邮件信史也就完成了。最后,按下Ctrl+F5运行我们的程序如下:


  五.小结:

  通过对Pop3Com组件的设计,我想读者对Visual C#下的组件编程应该有了个基本的了解,对其中类的属性、方法和事件的设计也应该是相当清楚了。组件编程是Visual C#的强项,所以希望读者能进一步学习。同时,对于上面的组件,读者也可试着进一步完善,并不妨将之运用于自己的应用程序中,让它发挥其强大的重用功能。

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