用C写CGI程序简要指南

文章摘要: 
　　CGI规定了Web服务器调用其他可执行程序(CGI程 序)的接口协议标准。Web服务器通过调用CGI程序实现和Web浏览器的交互。CGI程序可以用任何程序设计语言编写,如Shell脚本语言、Perl、Fortran、Pascal、C语言等。但是用C语言编写的CGI程序具有执行速度快、安全性高等特点。本文详细分析了用C语言进行CGI程序设计的方法、过程和技巧。 
正文: 

用C语言进行CGI程序设计　　 

一、CGI概述 
　　CGI(Common Gateway Interface: 公用网关接口)规定了Web服务器调用其他可执行程序(CGI程 序)的接口协议标准。Web服务器通过调用CGI程序实现和Web浏览器的交互,也就是CGI程序接受Web浏览器发送给Web服务器的信息,进行处理,将响应结果再回送给Web服务器及Web浏览器。CGI程序一般完成Web网页中表单(Form)数据的处理、数据库查询和实现与传统应用系统的集成等工作。CGI程序可以用任何程序设计语言编写,如Shell脚本语言、Perl、Fortran、Pascal、C语言等。但是用C语言编写的CGI程序具有执行速度快、安全性高(因为C语言程序是编译执行且不可被修改)等特点。 
　　CGI接口标准包括标准输入、环境变量、标准输出三部分。 
　　1.标准输入 
　　CGI程序像其他可执行程序一样,可通过标准输入(stdin)从Web服务器得到输入信息,如Form中的数据,这就是所谓的向CGI程序传递数据的POST方法。这意味着在操作系统命令行状态可执行CGI程序,对CGI程序进行调试。POST方法是常用的方法,本文将以此方法为例,分析CGI程序设计的方法、过程和技巧。 
　　2.环境变量 
操作系统提供了许多环境变量,它们定义了程序的执行环境,应用程序可以存取它们。Web服务器和CGI接口又另外设置了自己的一些环境变量,用来向CGI程序传递一些重要的参数。CGI的GET方法还通过 环境变量QUERY-STRING向CGI程序传递Form中的数据。 
　　3.标准输出 
　　CGI程序通过标准输出(stdout)将输出信息传送给Web服务器。传送给Web服务器的信息可以用各种格式,通常是以纯文本或者HTML文本的形式,这样我们就可以在命令行状态调试CGI程序,并且得到它们的输出。 
　　下面是一个简单的CGI程序,它将HTML中Form的信息直接输出到We b浏览器。 
　　# include <stdio.h> 
　　# include <stdib.h> 
　　main() 
　　{ 
　　int i , n ; 
　　printf (″Content type: text/plain/n/n″); 
　　n=0; 
　　if(getenv(″CONTENT-LENGTH″)) 
　　n=atoi(getenv(CONTENT-LENGTH″)); 
　　for (i=0;i<n;i++) 
　　putchar(getchar()); 
　　putchar (′/n′); 
　　fflush(stdout); 
　　} 

　　下面对此程序作一下简要的分析。 
　　prinft (″Content type :text/plain/n/n″); 
　　此行通过标准输出将字符串″Content type :text/plain/n/n″传送给Web服务器。它是一个MIME头信息,它告诉Web服务器随后的输出是以纯ASCII文本的形式。请注意在这个头信息中有两个新行符,这是因为Web服务器需要在实际的文本信息开始之前先看见一个空行。 
　　if (getenv(″CONTENT-LENGTH″)) 
　　n=atoi (getenv(″CONTENT-LENGTH″)); 
　　此行首先检查环境变量CONTENT-LENGTH是否存在。Web服务器在调用使用POST方法的CGI程序时设置此环境变量,它的文本值表示Web服务器传送给CGI程序的输入中的字符数目,因此我们使用函数atoi() 将此环境变量的值转换成整数,并赋给变量n。请注意Web服务器并不以文件结束符来终止它的输出,所以如果不检查环境变量CONTENT-LENGTH,CGI程序就无法知道什么时候输入结束了。 
　　for (i=0;i<n;i++) 
　　putchar(getchar()); 
　　此行从0循环到(CONTENT-LENGTH-1)次将标准输入中读到的每一个字符直接拷贝到标准输出,也就是将所有的输入以ASCII的形式回送给Web服务器。 
　　通过此例,我们可将CGI程序的一般工作过程总结为如下几点。 
　　1.通过检查环境变量CONTENT-LENGTH,确定有多少输入; 
　　2.循环使用getchar()或者其他文件读函数得到所有的输入; 
　　3.以相应的方法处理输入; 
　　4.通过″Contenttype:″头信息,将输出信息的格式告诉Web服务器; 
　　5.通过使用printf()或者putchar()或者其他的文件写函数,将输出传送给Web服务器。 
　　总之,CGI程序的主要任务就是从Web服务器得到输入信息,进行处理,然后将输出结果再送回给Web服务器。 

二、环境变量 
　　环境变量是文本串(名字/值对),可以被OS Shell或其他程序设置 ,也可以被其他程序访问。它们是Web服务器传递数据给CGI程序的简单手段,之所以称为环境变量是因为它们是全局变量,任何程序都可以存取它们。 
　　下面是CGI程序设计中常常要用到的一些环境变量。 
　　HTTP-REFERER:调用该CGI程序的网页的URL。 
　　REMOTE-HOST:调用该CGI程序的Web浏览器的机器名和域名。 
　　REQUEST-METHOD:指的是当Web服务器传递数据给CGI程序时所采用的方法,分为GET和POST两种方法。GET方法仅通过环境变量(如QUERY-STRING)传递数据给CGI程序,而POST方法通过环境变量和标准输入传递数据给CGI程序,因此POST方法可较方便地传递较多的数据给CGI程序。 
　　SCRIPT-NAME:该CGI程序的名称。 
　　QUERY-STRING:当使用POST方法时,Form中的数据最后放在QUERY-STRING中,传递给CGI程序。 
　　CONTENT-TYPE:传递给CGI程序数据的MIME类型,通常为″applica tion/x-www-form-url encodede″,它是从HTML Form中以POST方法传递数据给CGI程序的数据编码类型,称为URL编码类型。 
　　CONTENT-LENGTH:传递给CGI程序的数据字符数(字节数)。 
　　在C语言程序中,要访向环境变量,可使用getenv()库函数。例如: 
　　if (getenv (″CONTENT-LENGTH″)) 
　　　n=atoi(getenv (″CONTENT-LENGTH″)); 
　　请注意程序中最好调用两次getenv():第一次检查是否存在该环境变量,第二次再使用该环境变量。这是因为函数getenv()在给定的环境变量名不存在时,返回一个NULL(空)指针,如果你不首先检查而直接引用它,当该环境变量不存在时会引起CGI程序崩溃。 

三、From输入的分析和解码 
　　1.分析名字/值对 
　　当用户提交一个HTML Form时,Web浏览器首先对Form中的数据以名字/值对的形式进行编码,并发送给Web服务器,然后由Web服务器传递给CGI程序。其格式如下: 
　　name1=value1&name2=value2&name3=value3&name4=value4&... 
　　其中名字是Form中定义的INPUT、SELECT或TEXTAREA等标置(Tag)名字,值是用户输入或选择的标置值。这种格式即为URL编码,程序中需要对其进行分析和解码。要分析这种数据流,CGI程序必须首先将数据流分解成一组组的名字/值对。这可以通过在输入流中查找下面的两个字符来完成。 
　　每当找到字符=,标志着一个Form变量名字的结束;每当找到字符& ,标志着一个Form变量值的结束。请注意输入数据的最后一个变量的值不以&结束。 
　　一旦名字/值对分解后,还必须将输入中的一些特殊字符转换成相应的ASCII字符。这些特殊字符是: 
　　+:将+转换成空格符; 
　　%xx:用其十六进制ASCII码值表示的特殊字符。根据值xx将其转换成相应的ASCII字符。 
　　对Form变量名和变量值都要进行这种转换。下面是一个对Form数据进行分析并将结果回送给Web服务器的CGI程序。 

　　#include <stdio.h> 
　　#include <stdlib.h> 
　　#include <strings.h> 
　　int htoi(char *); 
　　main() 
　　{ 
　　　int i,n; 
　　char c; 
　　printf (″Contenttype: text/plain/n/n″); 
　　n=0; 
　　if (getenv(″CONTENT-LENGTH″)) 
　　　n=atoi(getenv(″CONTENT-LENGTH″)); 
　　for (i=0; i<n;i++){ 
　　　int is-eq=0; 
　　c=getchar(); 
　　switch (c){ 
　　　case ′&′: 
　　　　c=′/n′; 
　　　　break; 
　　　case ′+′: 
　　　　c=′　′; 
　　　　break; 
　　　case ′%′:{ 
　　　　char s[3]; 
　　　　s[0]=getchar(); 
　　　　s[1]=getchar(); 
　　　　s[2]=0; 
　　　　c=htoi(s); 
　　　　i+=2; 
　　　} 
　　　break; 
　　case ′=′: 
　　　c=′:′; 
　　　is-eq=1; 
　　　break; 
　　}; 
　　putchar(c); 
　　if (is-eq) putchar(′　′); 
　　} 
　　putchar (′/n′); 
　　fflush(stdout); 
　　} 
　　/* convert hex string to int */ 
　　int htoi(char *s) 
　　{ 
　　　char *digits=″0123456789ABCDEF″; 
　　if (islower (s[0])) s[0]=toupper(s[0]); 
　　if (islower (s[1])) s[1]=toupper(s[1]); 
　　return 16 * (strchr(digits, s[0]) -strchr (digits,′0′) 
) 
　　+(strchr(digits,s[1])-strchr(digits,′0′)); 
　　} 
　　上面的程序首先输出一个MIME头信息给Web服务器,检查输入中的字符数,并循环检查每一个字符。当发现字符为&时,意味着一个名字/值对的结束,程序输出一个空行;当发现字符为+时,将它转换成空格; 当发现字符为%时,意味着一个两字符的十六进制值的开始,调用htoi()函数将随后的两个字符转换为相应的ASCII字符;当发现字符为=时,意味着一个名字/值对的名字部分的结束,并将它转换成字符:。最后将转换后的字符输出给Web服务器。 

四、产生HTML输出 
　　CGI程序产生的输出由两部分组成:MIME头信息和实际的信息。两部分之间以一个空行分开。我们已经看到怎样使用MIME头信息″Content type :text/plain/n/n″和printf()、put char()等函数调用来输 出纯ASCII文本给Web服务器。实际上,我们也可以使用MIME头信息″Content type :text/html/n/n″来输出HTML源代码给Web服务器。请注意任何MIME头信息后必须有一个空行。一旦发送这个MIME头信息给We b服务器后,Web浏览器将认为随后的文本输出为HTML源代码,在HTML源代码中可以使用任何HTML结构,如超链、图像、Form,及对其他CGI程 序的调用。也就是说,我们可以在CGI程序中动态产生HTML源代码输出 ,下面是一个简单的例子。 
　　#include <stdio.h> 
　　#include <string.h> 
　　main() 
　　{ 
　　　printf(″Contenttype:text/html/n/n″); 
　　printf(″<html>/n″); 
　　printf(″<head><title>An HTML Page From a CGI</title></h ead>/n″); 
　　printf(″<body><br>/n″); 
　　printf(″<h2> This is an HTML page generated from with i n a CGI program.. 　　.</h2>/n″); 
　　printf(″<hr><p>/n″); 
　　printf(″<a href="../output.html#two"><b> Go back to out put.html page < 
　　/b></a>/n″); 
　　printf(″</body>/n″); 
　　printf(″</html>/n″); 
　　fflush(stdout); 
　　} 

　　上面的CGI程序简单地用printf()函数来产生HTML源代码。请注意在输出的字符串中如果有双引号,在其前面必须有一个后斜字符/, 这是因为整个HTML代码串已经在双引号内,所以HTML代码串中的双引号符必须用一个后斜字符/来转义。 

五、结束语 
　　本文详细分析了用C语言进行CGI程序设计的方法、过程和技巧。C语言的CGI程序虽然执行速度快、可靠性高,但是相对于Perl语言来说,C语言缺乏强有力的字符串处理能力,因此在实际应用中,应根据需 要和个人爱好来选择合适的CGI程序设计语言。  

 

 

 

 

 

 

 

 

Turbo C++是一种使用灵活的高效编程语言，在C++ Builder不断更新的今天，Turbo C++仍是一种WINDOWS下的优秀开发环境，特别是在CGI程序开发方面与其它编程环境有着许多难以比拟的优点，它代码效率高、编译程序运行速度快且安全环保（不向WINDOWS注册表填加任何信息），是WEBMASTER的首选WEB开发语言之一。

本文的CGI程序编程实例是在下述环境下开发调试运行的：

1、WINDOWS9X操作系统
2、SAMBAR4.2一体化服务器软件(免费下载http://www.sambar.com)
3、Turbo C++ 3.0开发环境

上述软件的安装条件是：

WINDOWS9X软件安装好后需要安装TCP/IP协议，在安装SAMBAR服务器软件时，其安装路径选为C:/SAMBAR且标准方式CGI路径及WINDOWS方式CGI路径分别为C:/SAMBAR/CGI-BIN及C:/SAMBAR/CGI-WIN，WEB服务器的端口为8080，WEB的ROOT目录为C:/SAMBAR/DOCS

我们先看一下标准CGI程序显示一段文字的示例，它几乎是“hello world”的变体（大多数语言的入门性示例）。

示例一：在浏览器上显示一段文字。

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
void main()
{
printf("HTTP/1.00 OK/n");
printf("Content-Type: text/html/n");
printf("<html>/n");
printf("<html><title>TC CGITEST1</title><body>/n");
printf("<H1><CENTER>HELLO WORLD!<br><br>/n");
printf("这是用TURBO C++ 3.0 编写的SERVER端CGI程序<br><br>/n");
printf("简直是酷呆了！</CENTER></H1>/n");
printf("</body></html>");
}


将上面的程序在Turbo C++下编译成CGITEST1.EXE并把它保存在C:/SAMBAR/CGI-BIN目录下。在本地计算机上打开IE浏览器并在URL处输入http://localhost:8080/cgi-bin/cgitest1.exe ，执行后浏览器上就会显示出 “HELLO WORLD 这是用TURBO C++ 3.0 编写的SERVER端CGI程序 简直是酷呆了！”的一段大字。从上面的这段程序可以看出，用Turbo C++编写CGI程序时向STDOUT输出，实际上就是在向浏览器页面输出。

示例二：编写CGI方式的访问计数器

计数器在WEB页面上被经常使用，它可以记录站点被访问的次数，一般以文字或图形两种方式显示，下面我讲一下文字方式的显示方式（把它处理一下，将计数值与对应的GIF图形进行组合就可变成图形方式的计数值显示）。

首先在C:/SAMBAR/DOCS下建立CGITEST2.DAT并在该文本文件内写入计数器的初始值，如：9871

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <ctype.h>
# include <conio.h>
# include <string.h>
void main()
{
long int counter;
char newvalue[10];
char invalue[10];
FILE *fileh;
fileh=fopen("c://sambar//docs//cgitest2.dat","r+t");
fgets(invalue,10,fileh);
fclose(fileh);
counter=atol(invalue);
ultoa(counter+1,newvalue,10);
fileh=fopen("c://sambar//docs//cgitest2.dat","r+w");
fputs(newvalue,fileh);
fclose(fileh);
printf("HTTP/1.00 OK/n");
printf("Content-Type: text/html/n");
printf("<html>/n");
printf("<html><title>TC CGITEST2</title><body>/n");
printf("<H1>%s</H1>/n",invalue);
printf("</body></html>/n");
}


将上面的程序编译后形成CGITEST2.EXE并考入C:/SAMBAR/CGI-BIN子目录，在本地计算机IE浏览器的URL处输入http://localhost:8080/cgi-bin/cgitest2.exe执行后便会显示9871，以后每按一下刷新钮，它的计数值就会自动加一。

下面看一下常用的留言薄CGI源程序。

首先创建 C:/SAMBAR/DOCS/MYPROGS/BOOKREC 文件夹，在该文件下写一个BOOK.HTM，它就是用来存放客户留言的原始HTM文件，其内容如下：

<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type"
content="text/html; charset=gb_2312-80">
<meta name="GENERATOR" content="Microsoft FrontPage Express 2.0">
<title>客户留言薄</title>
</head>
<body background="../../../myprogs/bookrec/backg01.gif" bgcolor="#FFFFFF" 
text="#000000" link="#000000" vlink="#000000" alink="#000000">
<p align="center"><font color="#0000A0" size="7"><b>来访者留言</b></font>
<font color="#0000A0" size="5"> </font></p>
<p align="left"><a href="../../../../myprogs/bookrec/addbook.htm"><font 
color="#0000FF">添加新留言</font></a><font color="#0000FF"> </font><a
href="../../../../../"><font color="#0000FF">返回本站首页</font></a></p>
<hr>
<!--top-->
<b>IT IS VERY GOOD.</b><br>
SONGYQ &lt;<A HREF="mailto:[e-mail]">[e-mail]
</A>&gt;<HR>
</body>
</html>


上面的BOOK.HTM有两个链接，一个是添加新留言，另一个是返回本站首页。添加新留言的功能是执行 addbook.htm ，它显然是一个用于输入留言的表单，而返回本站首页则只是简单地执行 ../../../../../ ，将浏览器的URL退回至站点的起始位置，即：http://localhost:8080/

可以直接显示上面的BOOK.HTM来显示用户的留言，但最好是通过CGI程序把它显示出来，这样在添加新留言后可以免去按刷新钮（如果是直接显示BOOK.HTM则必须刷新才能看见新加的留言）。下面的程序CGITEST3.EXE用于显示上面的BOOK.HTM

# include <stdio.h>
void main()
{
char invalue[512];
FILE *fileh;

printf("HTTP/1.00 OK/n");
printf("Content-Type: text/html/n");
printf("<html>/n");
fileh=fopen("c://sambar//docs//myprogs//bookrec//book.htm","r+t");
while (!feof(fileh))
{
fgets(invalue,500,fileh);
printf(invalue);
}
fclose(fileh);
}


程序CGITEST3.EXE的功能只是将BOOK.HTM文件打开，读一行，在游览器上显示一行，当BOOK.HTM的内容发生变化时，执行CGITEST3.EXE可以把其中所有的内容显示出来。除了显示用户的留言外，下面是添加留言addbook.htm的内容：

<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type"
content="text/html; charset=gb_2312-80">
<meta name="GENERATOR" content="Microsoft FrontPage Express 2.0">
<title>添加新留言</title>
</head>

<body background="../../../myprogs/bookrec/backg01.gif" bgcolor="#FFFFFF" 
text="#000000" link="#000000" vlink="#000000" alink="#000000">
<p align="center"><font color="#0000A0" size="7"><b>添加新留言</b></font>
<br>
<br>
</p>

<form action="/cgi-bin/bookrec.exe" method="GET">
<table border="0" cellpadding="5">
<tr>
<td>姓 名(<i>必须的</i>)</td>
<td><!--webbot bot="Validation"
s-display-name="acvd" s-data-type="String"
b-allow-letters="TRUE" --><input type="text"
size="40" name="name"></td>
</tr>
<tr>
<td>电子邮箱</td>
<td><input type="text" size="40" name="email"></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top">您的留言 (<i>必须的</i>)</td>
<td><textarea name="msg" rows="12" cols="60"></textarea></td>
</tr>
<tr>
<td>　</td>
<td><input type="submit" value=" 提 交 "></td>
</tr>
</table>
</form>

<p align="center">本程序仅使用 HTM标记语言及CGI编译语言，提交后可以看到新的留言。</p>
<p align="center">中海石油技术服务公司<br>技术发展中心<br>维修制造中心版权所有</p>
<p align="center">Email: <a href="mailto:[e-mail]">
[e-mail]</a><br>
电话：[phone]-1</p>
</body>
</html>


上面的addbook.htm是一个表单，它传送给/cgi-bin/bookrec.exe三个有用的参数name、email和msg，而/cgi-bin/bookrec.exe的作用是取得这三个参数，然后适当变换后把新的内容加到book.htm文件<!--top-->标记的下面，这样当执行CGITEST3.EXE时，新的留言与旧的留言一起就被显示出来，新的留言先出现，旧的留言后出现，下面是bookrec.exe的Turbo C++源程序CGITEST4.CPP：

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <ctype.h>
# include <conio.h>
# include <string.h>

void main()
{
char *cstring;
char estring1[512], estring2[512], estring3[512];
char invalue[512];
int check;
char *param, *temp;
char *cmpstr, *orgstr;
char *oldfile, *newfile, *ostring;

FILE *fileh, *filej;

cmpstr="<!--top-->";
cstring=getenv("QUERY_STRING");
strcpy(ostring,cstring);

strcpy(estring1,cstring);

param=strstr(estring1,"&");
strcpy(estring2,param);
strcpy(param,"/0");
temp=estring2+1;
strcpy(estring2,temp);

param=strstr(estring2,"&");
strcpy(estring3,param);
strcpy(param,"/0");
temp=estring3+1;
strcpy(estring3,temp);

param=strstr(estring1,"=");
temp=param+1;
strcpy(estring1,temp);

param=strstr(estring2,"=");
temp=param+1;
strcpy(estring2,temp);

param=strstr(estring3,"=");
temp=param+1;
strcpy(estring3,temp);

//name, email, msg are seperated
filej=fopen("c://sambar//docs//myprogs//bookrec//nbook.htm","w");
fileh=fopen("c://sambar//docs//myprogs//bookrec//book.htm","r");
while (!feof(fileh))
{
fgets(invalue,500,fileh);
strcpy(orgstr,invalue);
strcpy(orgstr+10,"/0");
check=stricmp(orgstr,cmpstr);
if (check==0){
//fputs new comments from guest
fputs(invalue,filej);
fputs("<b>",filej);

fputs(estring3,filej);
fputs("</b><br>/n",filej);
fputs(estring1,filej);
fputs(" &lt;<A HREF=",filej);
strset(temp,34);
strcpy(temp+1,"/0");
fputs(temp,filej);
fputs("mailto:",filej);
fputs(estring2,filej);
fputs(temp,filej);
fputs(">",filej);
fputs(estring2,filej);
fputs("</A>&gt;<HR>/n",filej);
}
else
fputs(invalue,filej);
}
fclose(fileh);
fclose(filej);

oldfile="c://sambar//docs//myprogs//bookrec//book.htm";
newfile="c://sambar//docs//myprogs//bookrec//nbook.htm";
remove(oldfile);
rename(newfile,oldfile);

printf("Your message has been added<br>/n");
printf("<a href=");
printf(temp);
printf("/cgi-bin/cgitest3.exe");
printf(temp);
printf(">SEE GUEST BOOK</A><br>/n");

printf("<a href=");
printf(temp);
printf("../../../");
printf(temp);
printf(">RETURN TO HOME PAGE</A>/n");
}


把上面的程序编译后生成CGITEST4.EXE，放在C:/SAMBAR/CGI-BIN目录下。在浏览器的URL处输入http://localhost:8080/docs/myprogs/bookrec/addbook.htm后执行，在姓名处输入：Me，在邮箱处输入：[e-mail]，在留言处填写：This is realy a nice guest book.按提交后会显示出：

Your message has been added
SEE GUEST BOOK
RETURN TO HOME PAGE


其中最后的两行带有超级链接，点击SEE GUEST BOOK就可以看到自已的留言。

上面的程序介绍了用TC编写CGI程序的一般性方法，这些实例都是可运行的，但真的要把它们应用于站点建设，则需要进一步的完善，多考虑一些PITFALL，否则会有问题。CGITEST4的问题是输入的汉字都被编码为%xx十六进制数的方式(正是由于编码的结果，CGI程序才能准确地判断出&#等非法字符的输入并去除它们)，因此，CGI程序必须把合理的%xx换回原有的汉字，否则你在留言薄上看到的是%xx而不是汉字。

 

 

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