20252217贾子墨 实验三 《Python程序设计》实验报告
20252217 2025-2026-2 《Python程序设计》实验三报告
课程：《Python程序设计》
班级：2522
姓名：贾子墨
学号：20252217
实验教师：王志强
实验日期：2026年4月27日
必修/选修：公选课
1. 实验内容
创建服务端和客户端，服务端在特定端口监听多个客户请求。客户端和服务端通过Socket套接字（TCP/UDP）进行通信。
具体要求
要求1：
（1）创建服务端和客户端，选择一个通信端口，用Python语言编程实现通信演示程序；
（2）要求发送方输入内容，加密后并传输；接收方收到密文并解密和显示。要求：发方和收方同时输出明文和明文。
（3）程序代码托管到码云。
（4）添加文件操作，有加分。（可选项）
要求2：使用LLM生成一个带图形界面的程序
（1）分析关键代码的功能和使用方法
（2）分析生成程序的优点
（3）给出运行过程和结果截图
（4）程序代码托管到码云。
2. 实验过程及结果
2.1 基础通信实现（TCP协议）
首先实现了基于TCP协议的一问一答通信功能，我先后扮演了服务端和客户端进行测试。
作为服务端：
运行界面如下图所示：
服务端代码如下：
作为客户端：
运行界面如下图所示：
客户端代码如下：
基础通信功能正常，能够实现简单的对话交互。
2.2 加密传输实现
在基础通信之上增加了加密功能。共尝试了两种加密方式。
（1）初级版本——凯撒移位加密
采用凯撒移位加密方式，对每个字符的ASCII码进行偏移（+3加密，-3解密）。该方式实现简单，加密强度较低，但能够满足实验对加密传输的基本要求。
服务端程序：
客户端程序：
运行结果截图：
（2）高级版本——XOR异或加密（用LLM生成带图形界面程序使用，运行截图与代码见2.3）
在图形界面版本中，采用了XOR异或加密方式，密钥为0x55。每个字节与密钥进行异或运算，加解密使用同一操作（异或两次可还原）。相比凯撒移位，XOR加密强度更高。
两种加密方式均实现了发送方加密、接收方解密的功能，双方同时输出明文和密文。加密通信要求已满足。
2.3 LLM生成图形界面程序
使用LLM生成了一个带图形界面的聊天程序，采用XOR加密协议。服务端负责消息中转，客户端之间可自由通信。
服务端程序：
代码有点多。。。。。。
代码功能分析：使用socket.socket()创建套接字，绑定IP和端口后监听连接；通过threading模块实现多线程处理，确保界面不阻塞；使用scrolledtext.ScrolledText组件显示聊天记录；加密方式为XOR异或。
客户端程序：
客户端代码结构与服务端对称，主要功能包括连接服务端、发送加密消息、接收并解密显示。
运行结果截图：
分析与总结：
关键代码功能：
socket通信：通过TCP协议在网络上建立连接，让服务端和客户端像打电话一样互相传输数据。
XOR加密/解密：用固定密钥(0x55)对每个字节进行异或运算，加密和解密使用同一操作，原理简单但是安全性较低。
多线程处理：主线程负责GUI（图形用户界面）响应，子线程负责网络收发，避免聊天时界面卡顿，实现流畅的双向通信。
补一个前端UI的介绍：
Tkinter图形界面：是Python自带的GUI库，创建窗口、按钮、文本框等可视组件，让用户通过点击和输入操作程序，无需命令行。
主要优点：
(1).用户体验友好：
连接前禁用发送按钮，可以防止用户端或者服务端的误操作
支持回车键快速发送消息
窗口关闭时能够优雅地自动断开连接
(2).容错处理完善
端口设置了输入验证，可以防止类型错误
接收解密异常不会导致程序崩溃
(3).状态管理清晰
通过红/绿灯提示让连接状态实时可视化
代码已托管至码云，见我的gitee库
（会跳转至手写服务端代码文件，其余文件均在旁边的文件列表中）
3. 实验过程中遇到的问题和解决过程
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问题1：初次了解socket编程，对TCP协议的服务端和客户端工作流程不熟悉，并对socket函数具体功能不了解
解决方案：利用deep seek、豆包等AI工具，先实现最简单的一问一答功能，逐步理解socket.bind()、socket.listen()、socket.accept()等方法的调用顺序和作用。 -
问题2：加密通信中，服务端和客户端使用的加密算法不一致，导致解密失败
解决方案：统一双方加密方式，确保使用相同的密钥和加密逻辑。本次实验中，初级版本统一使用凯撒移位（+3/-3），高级版本统一使用XOR异或（KEY=0x55）。 -
问题3：程序在不同设备上运行时，IP地址和端口号需要手动修改，不够灵活
解决方案：将IP和端口作为变量提取到代码开头，或通过配置文件读取，便于在不同网络环境下快速调整。
4. 其他（感悟、思考等）
通过本次实验，我对Socket编程的基本流程有了更清晰的认识，包括TCP协议下的连接建立、数据传输和连接释放。从最初的自问自答（doge），到加密传输，再到带图形界面的聊天程序，每一步都加深了对网络通信的理解。
在加密部分，我借助AI尝试了凯撒移位和XOR异或两种方式。凯撒移位实现简单，适合快速理解加密流程；XOR异或效率较高且加解密使用同一操作，感觉自己现在还理解不了。对于更复杂的加密算法，未来如果有坤会可以进一步探索（一定会有的）。
同时图形界面版本的实现让我体会到，一个效果良好的交互设计能够有效改善别人使用时候的心情。通过LLM辅助生成代码，也让我感受到了AI工具在学习和开发中的实际价值——但前提是自己能够理解代码的逻辑，否则无法调试和修改。
5. 参考资料
-我的gitee库
（会跳转至手写服务端代码文件，其余文件均在旁边的文件列表中）
浙公网安备 33010602011771号