一、前言

上一篇笔记分享了TCP、UDP通信总结，这一篇分享一个用C语言写的、基于TCP的一个HTTP天气客户端的实现，这个一个控制台应用程序，最终的界面如下：

二、天气客户端实现的要点

首先，需要说明的是，这份代码是在windows系统下使用gcc6.3.0进行编译的。

1、秘钥

心知天气：www.seniverse.com

我们完成这个实验必须得到这个天气网站(或者其它天气网站)上面去注册一个账号才能使用它的天气数据，注册之后每个账户都会有一个私钥，例如：

私钥 SMEieQjde1C9eXnbE

这个是我们程序中需要用到。

2、IP和端口

上一节分享了socket的笔记，我们与服务端通信，需要知道三个重要的信息，分别是：

0. IP地址
1. 端口
2. 传输方式

我这里的心知天气的IP是116.62.81.138，端口是80，传输方式是TCP，对应的代码如下：

这里的WEATHER_IP_ADDR对应的就是116.62.81.138，WEATHER_PORT对应的就是80。

3、GET请求

HTTP有几种请求方法，我们这里使用的是GET请求。查看心知天气API文档可知，请求地址示例为：

https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c

这是一个天气实况的请求地址示例，其有几个重要的参数：

这里的key是个很重要的参数，就是我们前面说的私钥。

我们的天气客户端就是要往天气服务端发送类似这样的GET请求来获取天气数据，具体的请求方法示例为：

GET https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=2owqvhhd2dd9o9f8&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c

对应代码如下：

这里简单复习一下sprintf函数的用法：

(1)函数功能：字符串格式化

(2)函数原型：int sprintf(char *string, char *format [,argument,...]);

string： 这是指向一个字符数组的指针，该数组存储了 C 字符串。

format ： 这是字符串，包含了要被写入到字符串 str 的文本。

[argument]...：根据不同的 format 字符串，函数可能需要一系列的附加参数，每个参数包含了一个要被插入的值，替换了 format 参数中指定的每个 % 标签。

(3)使用示例：

sprintf(buf, "%s,%d", str, num);

假如此时str为"hello"，num为5201314，则此时buf中的内容为：hello，5201314，需要注意的是buf的容量要足够大。

4、天气服务端返回的数据

天气服务端给我们天气客户端返回的数据为JSON格式数据，可查阅往期笔记JSON的简单认识。我们这个天气客户端只是实现了查询此刻天气(对应的数据包为now.json)及近三天天气情况(对应的数据包为daily.json)，如要查询其他信息，可模仿我们这里处理now.json和daily.json的方法，我们用cJson库进行解析。

只要把cJSON.c与cJSON.ｈ放到工程主程序所在目录，然后在主程序中包含头文件JSON.ｈ即可引入该库。如：

为了解析now.json和daily.json中的有用数据，我们建立如下结构体：

现在看一下now.json和daily.json的内容是怎样的：

(1)now.json示例及解析：

now.json：

这里实测了一下，我们普通用户(因为没充钱，哈哈~)申请的now.json数据中，now对象中只有如下三个键值对：

now.json的解析函数：

/********************************************************************************************************* 函数: cJSON_NowWeatherParse，解析天气实况数据**------------------------------------------------------------------------------------------------------** 参数: JSON：天气数据包   result：数据解析的结果** 返回: void** 公号：嵌入式大杂烩********************************************************************************************************/static int cJSON_NowWeatherParse(char *JSON, Weather *result){cJSON *json,*arrayItem,*object,*subobject,*item;json = cJSON_Parse(JSON); //解析JSON数据包if(json == NULL)  //检测JSON数据包是否存在语法上的错误，返回NULL表示数据包无效{printf("Error before: [%s]",cJSON_GetErrorPtr()); //打印数据包语法错误的位置return 1;}else{if((arrayItem = cJSON_GetObjectItem(json,"results")) != NULL); //匹配字符串"results",获取数组内容{int size = cJSON_GetArraySize(arrayItem);     //获取数组中对象个数#if DEBUGprintf("cJSON_GetArraySize: size=%d",size); #endifif((object = cJSON_GetArrayItem(arrayItem,0)) != NULL)//获取父对象内容{/* 匹配子对象1：城市地区相关 */if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"location")) != NULL){// 匹配idif((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"id")) != NULL)   {memcpy(result->id, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用}// 匹配城市名if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"name")) != NULL) {memcpy(result->name, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用}// 匹配城市所在的国家if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"country")) != NULL){memcpy(result->country, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用}// 匹配完整地名路径if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"path")) != NULL)  {memcpy(result->path, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用}// 匹配时区if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"timezone")) != NULL){memcpy(result->timezone, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用}// 匹配时差if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"timezone_offset")) != NULL){memcpy(result->timezone_offset, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用}}/* 匹配子对象2：今天的天气情况 */if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"now")) != NULL){// 匹配天气现象文字if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"text")) != NULL){memcpy(result->text, item->valuestring,strlen(item->valuestring));  // 保存数据供外部调用}// 匹配天气现象代码if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"code")) != NULL){memcpy(result->code, item->valuestring,strlen(item->valuestring));  // 保存数据供外部调用}// 匹配气温if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"temperature")) != NULL) {memcpy(result->temperature, item->valuestring,strlen(item->valuestring));   // 保存数据供外部调用}}/* 匹配子对象3：数据更新时间(该城市的本地时间) */if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"last_update")) != NULL){memcpy(result->last_update, subobject->valuestring,strlen(subobject->valuestring));   // 保存数据供外部调用}} }}cJSON_Delete(json); //释放cJSON_Parse()分配出来的内存空间return 0;}

(2)daily.json示例及解析：

daily.json：

daily.json解析函数：

/********************************************************************************************************* 函数: cJSON_DailyWeatherParse，解析近三天天气数据**------------------------------------------------------------------------------------------------------** 参数: JSON：天气数据包   result：数据解析的结果** 返回: void** 公号：嵌入式大杂烩********************************************************************************************************/static int cJSON_DailyWeatherParse(char *JSON, Weather *result){cJSON *json,*arrayItem,*object,*subobject,*item,*sub_child_object,*child_Item;json = cJSON_Parse(JSON); //解析JSON数据包if(json == NULL)  //检测JSON数据包是否存在语法上的错误，返回NULL表示数据包无效{printf("Error before: [%s]",cJSON_GetErrorPtr()); //打印数据包语法错误的位置return 1;}else{if((arrayItem = cJSON_GetObjectItem(json,"results")) != NULL); //匹配字符串"results",获取数组内容{int size = cJSON_GetArraySize(arrayItem);     //获取数组中对象个数#if DEBUGprintf("Get Array Size: size=%d",size); #endifif((object = cJSON_GetArrayItem(arrayItem,0)) != NULL)//获取父对象内容{/* 匹配子对象1------结构体location */if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"location")) != NULL){if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"name")) != NULL) //匹配子对象1成员"name"{memcpy(result->name, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用}}/* 匹配子对象2------数组daily */if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"daily")) != NULL){int sub_array_size = cJSON_GetArraySize(subobject);#if DEBUGprintf("Get Sub Array Size: sub_array_size=%d",sub_array_size);#endiffor(int i = 0; i < sub_array_size; i++){if((sub_child_object = cJSON_GetArrayItem(subobject,i))!=NULL){// 匹配日期if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"date")) != NULL){memcpy(result->date[i], child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); // 保存数据}// 匹配白天天气现象文字if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"text_day")) != NULL){memcpy(result->text_day[i], child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); // 保存数据}// 匹配白天天气现象代码if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"code_day")) != NULL){memcpy(result->code_day[i], child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); // 保存数据}// 匹配夜间天气现象代码if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"code_night")) != NULL){memcpy(result->code_night[i], child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); // 保存数据}// 匹配最高温度if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"high")) != NULL){memcpy(result->high[i], child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); //保存数据}// 匹配最低温度if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"low")) != NULL){memcpy(result->low[i], child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); // 保存数据}// 匹配风向if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"wind_direction")) != NULL){memcpy(result->wind_direction[i],child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); //保存数据}// 匹配风速，单位km/h(当unit=c时)if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"wind_speed")) != NULL){memcpy(result->wind_speed[i], child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); // 保存数据}// 匹配风力等级if((child_Item = cJSON_GetObjectItem(sub_child_object,"wind_scale")) != NULL){memcpy(result->wind_scale[i], child_Item->valuestring,strlen(child_Item->valuestring)); // 保存数据}}}}/* 匹配子对象3------最后一次更新的时间 */if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"last_update")) != NULL){//printf("%s:%s",subobject->string,subobject->valuestring);}} }}cJSON_Delete(json); //释放cJSON_Parse()分配出来的内存空间return 0;}

5、获取天气数据并解析

这个函数就涉及到我们上一节笔记中的socket编程的知识了，先看一下这个函数实现的总体框图：

下面是函数实现的细节过程：

/********************************************************************************************************* 函数: GetWeather，获取天气数据并解析**------------------------------------------------------------------------------------------------------** 参数: weather_json：需要解析的json包   location：地名   result：数据解析的结果** 返回: void** 公号：嵌入式大杂烩********************************************************************************************************/static void GetWeather(char *weather_json, char *location, Weather *result){SOCKET ClientSock;WSADATA wd;char GetRequestBuf[256] = {0};char WeatherRecvBuf[2*1024] = {0};char GbkRecvBuf[2*1024] = {0};int  gbk_recv_len = 0;int  connect_status = 0;/* 初始化操作sock需要的DLL */WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);  /* 设置要访问的服务器的信息 */    SOCKADDR_IN  ServerSockAddr;    memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));    // 每个字节都用0填充    ServerSockAddr.sin_family = PF_INET;  // IPv4    ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(WEATHER_IP_ADDR);  // 心知天气服务器IP    ServerSockAddr.sin_port = htons(WEATHER_PORT);     // 端口/* 创建客户端socket */if (-1 == (ClientSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP))){printf("socket error!");exit(1);}/* 连接服务端 */if (-1 == (connect_status = connect(ClientSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR)))){printf("connect error!");exit(1);}/* 组合GET请求包 */sprintf(GetRequestBuf, GET_REQUEST_PACKAGE, weather_json, KEY, location);/* 发送数据到服务端 */send(ClientSock, GetRequestBuf, strlen(GetRequestBuf), 0);/* 接受服务端的返回数据 */recv(ClientSock, WeatherRecvBuf, 2*1024, 0);/* utf-8转为gbk */SwitchToGbk((const unsigned char*)WeatherRecvBuf, strlen((const char*)WeatherRecvBuf), (unsigned char*)GbkRecvBuf, &gbk_recv_len);#if DEBUGprintf("服务端返回的数据为：%s", GbkRecvBuf);#endif/* 解析天气数据并保存到结构体变量weather_data中 */if (0 == strcmp(weather_json, NOW_JSON))// 天气实况{cJSON_NowWeatherParse(GbkRecvBuf, result);}else if(0 == strcmp(weather_json, DAILY_JSON)) // 未来三天天气{cJSON_DailyWeatherParse(GbkRecvBuf, result);}/* 清空缓冲区 */memset(GetRequestBuf, 0, 256);   memset(WeatherRecvBuf, 0, 2*1024);   memset(GbkRecvBuf, 0, 2*1024); /* 关闭套接字 */closesocket(ClientSock);  /* 终止使用 DLL */WSACleanup();  }

6、编译

如何编译这份代码(可在文末进行获取)呢？

这份C代码工程的文件如下：

在windows系统下使用gcc编译器编译，编译命令为：

gcc weather_client.c cJSON.c utf8togbk.c -o weather_client.exe -lwsock32

如：

这里的weather_client.exe就是我们编译生成的可执行文件：天气客户端，双击就可以运行了。此外，-lwsock32参数上一节也有讲过，这个参数用于链接windows下socket编程必须的winsock2这个库。若是使用集成开发环境，则需要把wsock32.lib放在工程目录下，并在我们代码中#include 下面加上一行 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")代码(在IDE里编译本人未验证，有兴趣的朋友可尝试)。

需要说明的是，Windows下默认是没有装gcc的，需要自己进行配置，关于mingw的配置及使用之后再做分享。

7、运行结果示例

此处，只能使用拼音进行搜索，其实也可以做输入汉字进行搜索的功能，只是要进行转码处理。