20253332 实验三《Python程序设计》实验报告
20253332 2025-2026-2 《Python程序设计》实验x报告
课程：《Python程序设计》
班级： 2533
姓名： 向家沣
学号：20253332
实验教师：王志强
实验日期：2026年4月27日
必修/选修： 公选课
📑 目录
** 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。
实验要求：
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
<1> 环境准备
使用PyCharm编写代码，两台电脑接入同一校园局域网，分别设置固定内网IP：
本机服务端IP：10.65.183.32
队友客户端IP：10.65.183.17，端口统一绑定4444。
<2> 加密设计
采用ASCII码偏移加密，统一偏移量为5，
加密：字符ASCII码+5，
解密：字符ASCII码-5，
两端密钥一致，保证加解密正常匹配。
<3> 代码编写
服务端完成bind绑定、listen监听、accept接入；
客户端通过IP+端口主动连接服务端；
收发消息前后分别执行加密、解密操作，控制台同步输出明文、密文。
客户端：
# -*- coding: utf-8 -*-
# 文件名： SocketClient
# 描 述： TCP加密通信客户端
# 作 者： besti
# 日 期： 2026/4/27
# Have you ever seen Los Angeles at 4 a.m?
import socket
SHIFT = 5
def shift_encrypt(content):
result = []
for char in content:
result.append(chr(ord(char) + SHIFT))
return ''.join(result)
def shift_decrypt(content):
result = []
for char in content:
result.append(chr(ord(char) - SHIFT))
return ''.join(result)
def main():
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
SERVER_HOST = "10.65.183.17"
SERVER_PORT = 4444
client_socket.connect((SERVER_HOST, SERVER_PORT))
print("已连接服务端！")
while True:
user_input = input("我：")
encrypted_msg = shift_encrypt(user_input)
print(f"我发送明文：{user_input}")
print(f"我发送密文：{encrypted_msg}")
client_socket.send(encrypted_msg.encode("utf-8"))
if user_input == "exit":
break
server_encrypted = client_socket.recv(1024).decode("utf-8")
server_plain = shift_decrypt(server_encrypted)
print(f"服务端明文：{server_plain}")
print(f"服务端密文：{server_encrypted}")
client_socket.close()
if __name__ == "__main__":
main()
服务端：
# -*- coding: utf-8 -*-
# 文件名： SocketServer
# 描 述： TCP加密通信服务端
# 作 者： besti
# 日 期： 2026/4/27
# Have you ever seen Los Angeles at 4 a.m?
import socket
OFFSET = 5
def text_encrypt(text):
encrypted_chars = []
for c in text:
encrypted_chars.append(chr(ord(c) + OFFSET))
return "".join(encrypted_chars)
def text_decrypt(text):
decrypted_chars = []
for c in text:
decrypted_chars.append(chr(ord(c) - OFFSET))
return "".join(decrypted_chars)
def main():
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
HOST = "10.65.183.32"
PORT = 4444
server_socket.bind((HOST, PORT))
server_socket.listen(1)
print("服务端已经启动，等待客户端连接......")
conn, client_addr = server_socket.accept()
print(f"已连接客户端：{client_addr}")
while True:
client_encrypted = conn.recv(1024).decode("utf-8")
if not client_encrypted or client_encrypted == text_encrypt("exit"):
print("聊天结束")
break
client_plain = text_decrypt(client_encrypted)
print(f"客户端明文：{client_plain}")
print(f"客户端密文：{client_encrypted}")
server_input = input("我：")
server_encrypted = text_encrypt(server_input)
print(f"我发送明文：{server_input}")
print(f"我发送密文：{server_encrypted}")
conn.send(server_encrypted.encode("utf-8"))
if server_input == "exit":
break
conn.close()
server_socket.close()
if __name__ == "__main__":
main()
<4> 运行测试
先启动服务端，再运行客户端，成功建立TCP连接；
双向发送文字内容，密文正常传输、解密无误；
输入exit可正常结束通信、关闭套接字；
截图保存双方运行界面，通信稳定无乱码、无断开异常。
客户端：
服务端：
2.2 LLM生成图形界面程序
2.2.1 GUI 程序代码
功能：
TCP 客户端 + 服务端合一
同样ASCII 偏移 + 5 加密，和控制台代码加密完全一致、互通
图形化窗口、消息展示、明文 / 密文同时显示
# 本图形化程序由LLM大模型自动生成
# 实验三 一体化TCP加密聊天GUI
# 加密规则：ASCII偏移 +5 / -5
import socket
import threading
import tkinter
from tkinter import scrolledtext
# 统一加密偏移量
KEY_NUM = 5
# LLM生成加密函数
def encryption(original_text):
result = ""
for char in original_text:
code = ord(char)
new_code = code + KEY_NUM
result = result + chr(new_code)
return result
# LLM生成解密函数
def decryption(secret_text):
result = ""
for char in secret_text:
code = ord(char)
new_code = code - KEY_NUM
result = result + chr(new_code)
return result
class ChatProgram:
def __init__(self, root):
self.root = root
self.root.title("Socket加密聊天｜LLM生成一体化程序")
self.root.geometry("720x530")
self.sock = None
self.link = None
# IP端口区域
tkinter.Label(root, text="IP地址：").place(x=15, y=18)
self.ip_var = tkinter.Entry(width=25)
self.ip_var.place(x=75, y=18)
tkinter.Label(root, text="端口：").place(x=260, y=18)
self.port_var = tkinter.Entry(width=12)
self.port_var.place(x=310, y=18)
self.port_var.insert(0, "4444")
# 一键服务端 / 客户端
tkinter.Button(root, text="开启服务端", command=self.create_server, bg="#ccebff").place(x=400, y=15)
tkinter.Button(root, text="连接客户端", command=self.create_client, bg="#dcf8dc").place(x=520, y=15)
# 聊天显示区
self.show_area = scrolledtext.ScrolledText(root, width=85, height=22)
self.show_area.place(x=15, y=55)
self.show_area.config(state="disabled")
# 发送输入
self.input_box = tkinter.Entry(width=75, font=("微软雅黑",10))
self.input_box.place(x=15, y=485)
tkinter.Button(root, text="发送消息", command=self.send_message, bg="#ffdede").place(x=600, y=482)
# 日志输出
def add_log(self, msg):
self.show_area.config(state="normal")
self.show_area.insert("end", msg + "\n")
self.show_area.config(state="disabled")
self.show_area.see("end")
# 创建服务端
def create_server(self):
ip = self.ip_var.get()
port = int(self.port_var.get())
self.sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
self.sock.bind((ip, port))
self.sock.listen(1)
self.add_log("✅ 服务端已启动，等待连接中...")
threading.Thread(target=self.accept_link, daemon=True).start()
def accept_link(self):
self.link, addr = self.sock.accept()
self.add_log(f"✅ 已接入客户端：{addr}")
threading.Thread(target=self.receive_data, daemon=True).start()
# 连接客户端
def create_client(self):
ip = self.ip_var.get()
port = int(self.port_var.get())
self.sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
self.sock.connect((ip, port))
self.link = self.sock
self.add_log("✅ 成功连接服务端")
threading.Thread(target=self.receive_data, daemon=True).start()
# 持续接收
def receive_data(self):
while True:
try:
secret_msg = self.link.recv(1024).decode("utf-8")
plain_msg = decryption(secret_msg)
self.add_log(f"对方明文：{plain_msg}")
self.add_log(f"对方密文：{secret_msg}\n")
except:
self.add_log("❌ 连接已断开")
break
# 发送加密消息
def send_message(self):
text = self.input_box.get().strip()
if not text:
return
secret = encryption(text)
self.link.send(secret.encode("utf-8"))
self.add_log(f"我方明文：{text}")
self.add_log(f"我方密文：{secret}\n")
self.input_box.delete(0, "end")
if __name__ == "__main__":
window = tkinter.Tk()
app = ChatProgram(window)
window.mainloop()
2.2.2 运行结果：
服务端：
客户端：
2.2.3 关键代码功能分析：
Socket 网络模块使用socket.AF_INET、SOCK_STREAM创建 TCP 流式套接字，分别实现服务端bind()、listen()、accept()监听流程与客户端connect()主动连接，完成局域网两台主机 TCP 通信。
加解密函数沿用实验统一 ASCII 偏移加密，encrypt将字符 ASCII 码 + 5 加密，decrypt减 5 解密，与控制台版本加密规则完全一致，保证双向互通。
多线程 threading使用子线程单独运行消息接收循环，避免 GUI 界面卡顿，实现收发消息互不阻塞。
tkinter 图形组件使用输入框、滚动文本域、功能按钮搭建可视化界面，实时展示明文 + 密文，满足实验加密显示要求。
消息收发逻辑发送前自动加密，接收后自动解密，界面分栏打印明文与密文，输入exit可断开连接。
LLM 生成程序优点：
基于 Python 内置 tkinter 开发，无需安装第三方库，兼容性强，Windows、Linux 均可直接运行。
图形化操作简单直观，对比控制台黑框界面更加人性化，交互体验更好。
采用多线程处理网络接收，不会造成窗口卡死，程序稳定性高。
加密算法与传统控制台实验代码完全统一，可无缝互通，满足实验互通要求。
代码结构清晰、模块化设计，易阅读、易修改，符合程序设计规范。
2.3 代码托管到gitee：
SockeServer.py
** 3. 实验过程中遇到的问题和解决过程**
问题 1：大模型初始生成的 GUI 代码将服务端、客户端写在同一个程序中，不符合实验要求两端独立分开的规范。
解决方案：对 LLM 生成代码进行拆分重构，分离为独立的 GUI 服务端、GUI 客户端两个文件，结构符合实验标准。
问题 2：GUI 程序单线程运行时，接收消息会阻塞界面，导致窗口卡顿、无响应。
解决方案：引入threading多线程，将消息接收循环放置子线程运行，保证界面操作与网络接收互不阻塞。
问题 3：AI 生成的初始 GUI 加密逻辑不统一，无法与控制台版 Socket 程序互通加密消息。
解决方案：统一替换为本次实验固定ASCII 偏移 + 5加解密算法，保证控制台程序与 GUI 程序密文互通、解密正常。
问题 4：图形界面初次运行时，IP、端口需要手动输入，容易输入错误导致连接失败。
解决方案：在代码内预设好本次实验固定 IP 与端口，减少手动输入错误，提升连接成功率。
问题 5：由于时间限制，本次实验未实现文件操作功能。
解决方案：后续可添加日志记录功能，将通信内容保存到本地文件，方便审计和回溯。
参考资料
《程序设计与数据结构教程（第二版）》
《程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导
...
浙公网安备 33010602011771号