2.9.C++项目:网络版五子棋对战之业务处理模块的设计

文章目录

  • 一、意义
  • 二、功能
  • 三、管理
    • (一)客户端请求
    • (二)websocket
  • 四、框架
  • 五、完整代码

2.9.C++项目:网络版五子棋对战之业务处理模块的设计_第1张图片

一、意义

将所有的模块整合在一起,通过网络通信获取到客户端的请求,提供不同的业务处理。
服务器模块,是对当前所实现的所有模块的⼀个整合,并进行服务器搭建的一个模块,最终封装实现出⼀个gobang_server的服务器模块类,向外提供搭建五⼦棋对战服务器的接口。通过实例化的对象可以简便的完成服务器的搭建。

二、功能

  1. 搭建websocket服务器,实现网络通信。
  2. 针对各种不同的请求进行不同的业务处理。

三、管理

(一)客户端请求

1. 客户端从服务器获取一个注册页面 - 静态页面请求
2. 客户端给服务器发送一个注册请求(提交用户名以及密码)—— 动态功能请求
3. 客户端从服务器获取一个登陆页面 - 静态页面请求
4. 客户端给服务器发送一个登录请求(提交用户名以及密码) —— 动态功能请求
5. 客户端从服务器获取一个游戏大厅页面 - 静态页面请求
6. 客户端给服务器发送了一个获取个人信息的请求(展现个人信息)—— 动态功能请求

(二)websocket

  1. 客户端给服务器发送了一个切换websocket协议通信的请求(建立游戏大厅长连接)
  2. 客户端给服务器发送对战匹配请求
  3. 客户端给服务器发送停止匹配请求
  4. 对战匹配成功,客户端从服务器获取一个游戏房间页面 - 静态页面请求
  5. 客户端给服务器发送了一个切换websocket协议通信的请求(建立游戏房间长连接)
  6. 客户端给服务器发送下棋请求
  7. 客户端给服务器发送聊天请求
  8. 游戏结束,返回游戏大厅,客户端给服务器发送一个获取游戏大厅页面的请求 -> 5

四、框架

1. 静态资源页面,在后台服务器上是个html/css/js 文件
静态资源请求的处理,其实就是将文件中的内容发给客户端
1. 注册页面请求
请求:GET /register.htm HTTP/1.1
响应:
HTTP/1.1 200 OK 
Content - Length : xxx
Content - Type : text/html
register.html 文件中的内容数据

2. 登陆页面请求
请求:GET /login.htm HTTP/1.1

3. 大厅页面请求

请求:GET /game_hall.htm HTTP/1.1

4. 房间页面请求
请求:GET /game_room.htm HTTP/1.1

动态功能请求:
post /reg HTTP/1.1
   
#ifndef __M_SRV_H__
#define __M_SRV_H__
#include "db.hpp"
#include "matcher.hpp"
#include "online.hpp"
#include "room.hpp"
#include "session.hpp"
#include "util.hpp"

#define WWWROOT "./wwwroot/"

class gobang_server {
    private:
        std::string _web_root;//静态资源根目录 ./wwwroot/      /register.html ->  ./wwwroot/register.html
        wsserver_t _wssrv;
        user_table _ut;
        online_manager _om;
        room_manager _rm;
        matcher _mm;
        session_manager _sm;
    private:
        void wsclose_callback(websocketpp::connection_hdl hdl);
        void wsmsg_callback(websocketpp::connection_hdl hdl, wsserver_t::message_ptr msg);
        void wsopen_callback(websocketpp::connection_hdl hdl);
        void http_callback(websocketpp::connection_hdl hdl);
    public:
         /*进行成员初始化,以及服务器回调函数的设置*/
        gobang_server(const std::string &host,
               const std::string &user,
               const std::string &pass,
               const std::string &dbname,
               uint16_t port = 3306,
               const std::string &wwwroot = WWWROOT):
               _web_root(wwwroot), _ut(host, user, pass, dbname, port),
               _rm(&_ut, &_om), _sm(&_wssrv), _mm(&_rm, &_ut, &_om) {
            _wssrv.set_access_channels(websocketpp::log::alevel::none);
            _wssrv.init_asio();
            _wssrv.set_reuse_addr(true);
            _wssrv.set_http_handler(std::bind(&gobang_server::http_callback, this, std::placeholders::_1));
            _wssrv.set_open_handler(std::bind(&gobang_server::wsopen_callback, this, std::placeholders::_1));
            _wssrv.set_close_handler(std::bind(&gobang_server::wsclose_callback, this, std::placeholders::_1));
            _wssrv.set_message_handler(std::bind(&gobang_server::wsmsg_callback, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));
        }
        /*启动服务器*/
        void start(int port) {
            _wssrv.listen(port);
            _wssrv.start_accept();
            _wssrv.run();
        }
};

五、完整代码

// 服务器的整合实现:
// 1. 网络通信接口的设计
//     收到一个什么格式的数据,代表什么样的请求,应该给予什么样的业务处理及响应。
// 2. 开始搭建服务器
//     1. 搭建websocket服务器,实现网络通信。
//     2. 针对各种不同的请求进行不同的业务处理。
// 客户端存在的请求:
// 1. 客户端从服务器获取一个注册页面 - 静态页面请求
// 2. 客户端给服务器发送一个注册请求(提交用户名以及密码)—— 动态功能请求
// 3. 客户端从服务器获取一个登陆页面 - 静态页面请求
// 4. 客户端给服务器发送一个登录请求(提交用户名以及密码) —— 动态功能请求
// 5. 客户端从服务器获取一个游戏大厅页面 - 静态页面请求
// 6. 客户端给服务器发送了一个获取个人信息的请求(展现个人信息)—— 动态功能请求

// websocket
// 7. 客户端给服务器发送了一个切换websocket协议通信的请求(建立游戏大厅长连接)
// 8. 客户端给服务器发送对战匹配请求
// 9. 客户端给服务器发送停止匹配请求 
// 10. 对战匹配成功,客户端从服务器获取一个游戏房间页面 - 静态页面请求
// 11. 客户端给服务器发送了一个切换websocket协议通信的请求(建立游戏房间长连接)
// 12. 客户端给服务器发送下棋请求
// 13. 客户端给服务器发送聊天请求
// 14. 游戏结束,返回游戏大厅,客户端给服务器发送一个获取游戏大厅页面的请求 -> 5


// 1. 静态资源页面,在后台服务器上是个html/css/js 文件
// 静态资源请求的处理,其实就是将文件中的内容发给客户端
// 1. 注册页面请求
// 请求:GET /register.htm HTTP/1.1
// 响应:
// HTTP/1.1 200 OK 
// Content - Length : xxx
// Content - Type : text/html
// register.html 文件中的内容数据

// 2. 登陆页面请求
// 请求:GET /login.htm HTTP/1.1

// 3. 大厅页面请求

// 请求:GET /game_hall.htm HTTP/1.1

// 4. 房间页面请求
// 请求:GET /game_room.htm HTTP/1.1

// 动态功能请求:
// post /reg HTTP/1.1
   
#ifndef __M_SRV_H__
#define __M_SRV_H__
#include "db.hpp"
#include "matcher.hpp"
#include "online.hpp"
#include "room.hpp"
#include "session.hpp"
#include "util.hpp"

#define WWWROOT "./wwwroot/"
class gobang_server{
    private:
        std::string _web_root;//静态资源根目录 ./wwwroot/      /register.html ->  ./wwwroot/register.html
        wsserver_t _wssrv;
        user_table _ut;
        online_manager _om;
        room_manager _rm;
        matcher _mm;
        session_manager _sm;
    private:
        void file_handler(wsserver_t::connection_ptr &conn) {
            //静态资源请求的处理
            //1. 获取到请求uri-资源路径,了解客户端请求的页面文件名称
            websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request();
            std::string uri = req.get_uri();
            //2. 组合出文件的实际路径   相对根目录 + uri
            std::string realpath = _web_root + uri;
            //3. 如果请求的是个目录,增加一个后缀  login.html,    /  ->  /login.html
            if (realpath.back() == '/') {
                realpath += "login.html";
            }
            //4. 读取文件内容
            Json::Value resp_json;
            std::string body;
            bool ret = file_util::read(realpath, body);
            //  1. 文件不存在,读取文件内容失败,返回404
            if (ret == false) {
                body += "";
                body += "";
                body += "";
                body += "";
                body += "";
                body += "

Not Found

"
; body += ""; conn->set_status(websocketpp::http::status_code::not_found); conn->set_body(body); return; } //5. 设置响应正文 conn->set_body(body); conn->set_status(websocketpp::http::status_code::ok); } void http_resp(wsserver_t::connection_ptr &conn, bool result, websocketpp::http::status_code::value code, const std::string &reason) { Json::Value resp_json; resp_json["result"] = result; resp_json["reason"] = reason; std::string resp_body; json_util::serialize(resp_json, resp_body); conn->set_status(code); conn->set_body(resp_body); conn->append_header("Content-Type", "application/json"); return; } void reg(wsserver_t::connection_ptr &conn) { //用户注册功能请求的处理 websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request(); //1. 获取到请求正文 std::string req_body = conn->get_request_body(); //2. 对正文进行json反序列化,得到用户名和密码 Json::Value login_info; bool ret = json_util::unserialize(req_body, login_info); if (ret == false) { DLOG("反序列化注册信息失败"); return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "请求的正文格式错误"); } //3. 进行数据库的用户新增操作 if (login_info["username"].isNull() || login_info["password"].isNull()) { DLOG("用户名密码不完整"); return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "请输入用户名/密码"); } ret = _ut.insert(login_info); if (ret == false) { DLOG("向数据库插入数据失败"); return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "用户名已经被占用!"); } // 如果成功了,则返回200 return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::ok, "注册用户成功"); } void login(wsserver_t::connection_ptr &conn) { //用户登录功能请求的处理 //1. 获取请求正文,并进行json反序列化,得到用户名和密码 std::string req_body = conn->get_request_body(); Json::Value login_info; bool ret = json_util::unserialize(req_body, login_info); if (ret == false) { DLOG("反序列化登录信息失败"); return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "请求的正文格式错误"); } //2. 校验正文完整性,进行数据库的用户信息验证 if (login_info["username"].isNull() || login_info["password"].isNull()) { DLOG("用户名密码不完整"); return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "请输入用户名/密码"); } ret = _ut.login(login_info); if (ret == false) { // 1. 如果验证失败,则返回400 DLOG("用户名密码错误"); return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "用户名密码错误"); } //3. 如果验证成功,给客户端创建session uint64_t uid = login_info["id"].asUInt64(); session_ptr ssp = _sm.create_session(uid, LOGIN); if (ssp.get() == nullptr) { DLOG("创建会话失败"); return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::internal_server_error , "创建会话失败"); } _sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_TIMEOUT); //4. 设置响应头部:Set-Cookie,将sessionid通过cookie返回 std::string cookie_ssid = "SSID=" + std::to_string(ssp->ssid()); conn->append_header("Set-Cookie", cookie_ssid); return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::ok , "登录成功"); } bool get_cookie_val(const std::string &cookie_str, const std::string &key, std::string &val) { // Cookie: SSID=XXX; path=/; //1. 以 ; 作为间隔,对字符串进行分割,得到各个单个的cookie信息 std::string sep = "; "; std::vector<std::string> cookie_arr; string_util::split(cookie_str, sep, cookie_arr); for (auto str : cookie_arr) { //2. 对单个cookie字符串,以 = 为间隔进行分割,得到key和val std::vector<std::string> tmp_arr; string_util::split(str, "=", tmp_arr); if (tmp_arr.size() != 2) { continue; } if (tmp_arr[0] == key) { val = tmp_arr[1]; return true; } } return false; } void info(wsserver_t::connection_ptr &conn) { //用户信息获取功能请求的处理 Json::Value err_resp; // 1. 获取请求信息中的Cookie,从Cookie中获取ssid std::string cookie_str = conn->get_request_header("Cookie"); if (cookie_str.empty()) { //如果没有cookie,返回错误:没有cookie信息,让客户端重新登录 return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::bad_request, "找不到cookie信息,请重新登录"); } // 1.5. 从cookie中取出ssid std::string ssid_str; bool ret = get_cookie_val(cookie_str, "SSID", ssid_str); if (ret == false) { //cookie中没有ssid,返回错误:没有ssid信息,让客户端重新登录 return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::bad_request, "找不到ssid信息,请重新登录"); } // 2. 在session管理中查找对应的会话信息 session_ptr ssp = _sm.get_session_by_ssid(std::stol(ssid_str)); if (ssp.get() == nullptr) { //没有找到session,则认为登录已经过期,需要重新登录 return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::bad_request, "登录过期,请重新登录"); } // 3. 从数据库中取出用户信息,进行序列化发送给客户端 uint64_t uid = ssp->get_user(); Json::Value user_info; ret = _ut.select_by_id(uid, user_info); if (ret == false) { //获取用户信息失败,返回错误:找不到用户信息 return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::bad_request, "找不到用户信息,请重新登录"); } std::string body; json_util::serialize(user_info, body); conn->set_body(body); conn->append_header("Content-Type", "application/json"); conn->set_status(websocketpp::http::status_code::ok); // 4. 刷新session的过期时间 _sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_TIMEOUT); } void http_callback(websocketpp::connection_hdl hdl) { wsserver_t::connection_ptr conn = _wssrv.get_con_from_hdl(hdl); websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request(); std::string method = req.get_method(); std::string uri = req.get_uri(); if (method == "POST" && uri == "/reg") { return reg(conn); }else if (method == "POST" && uri == "/login") { return login(conn); }else if (method == "GET" && uri == "/info") { return info(conn); }else { return file_handler(conn); } } void ws_resp(wsserver_t::connection_ptr conn, Json::Value &resp) { std::string body; json_util::serialize(resp, body); conn->send(body); } session_ptr get_session_by_cookie(wsserver_t::connection_ptr conn) { Json::Value err_resp; // 1. 获取请求信息中的Cookie,从Cookie中获取ssid std::string cookie_str = conn->get_request_header("Cookie"); if (cookie_str.empty()) { //如果没有cookie,返回错误:没有cookie信息,让客户端重新登录 err_resp["optype"] = "hall_ready"; err_resp["reason"] = "没有找到cookie信息,需要重新登录"; err_resp["result"] = false; ws_resp(conn, err_resp); return session_ptr(); } // 1.5. 从cookie中取出ssid std::string ssid_str; bool ret = get_cookie_val(cookie_str, "SSID", ssid_str); if (ret == false) { //cookie中没有ssid,返回错误:没有ssid信息,让客户端重新登录 err_resp["optype"] = "hall_ready"; err_resp["reason"] = "没有找到SSID信息,需要重新登录"; err_resp["result"] = false; ws_resp(conn, err_resp); return session_ptr(); } // 2. 在session管理中查找对应的会话信息 session_ptr ssp = _sm.get_session_by_ssid(std::stol(ssid_str)); if (ssp.get() == nullptr) { //没有找到session,则认为登录已经过期,需要重新登录 err_resp["optype"] = "hall_ready"; err_resp["reason"] = "没有找到session信息,需要重新登录"; err_resp["result"] = false; ws_resp(conn, err_resp); return session_ptr(); } return ssp; } void wsopen_game_hall(wsserver_t::connection_ptr conn) { //游戏大厅长连接建立成功 Json::Value resp_json; //1. 登录验证--判断当前客户端是否已经成功登录 session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn); if (ssp.get() == nullptr) { return; } //2. 判断当前客户端是否是重复登录 if (_om.is_in_game_hall(ssp->get_user()) || _om.is_in_game_room(ssp->get_user())) { resp_json["optype"] = "hall_ready"; resp_json["reason"] = "玩家重复登录!"; resp_json["result"] = false; return ws_resp(conn, resp_json); } //3. 将当前客户端以及连接加入到游戏大厅 _om.enter_game_hall(ssp->get_user(), conn); //4. 给客户端响应游戏大厅连接建立成功 resp_json["optype"] = "hall_ready"; resp_json["result"] = true; ws_resp(conn, resp_json); //5. 记得将session设置为永久存在 _sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_FOREVER); } void wsopen_game_room(wsserver_t::connection_ptr conn) { Json::Value resp_json; //1. 获取当前客户端的session session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn); if (ssp.get() == nullptr) { return; } //2. 当前用户是否已经在在线用户管理的游戏房间或者游戏大厅中---在线用户管理 if (_om.is_in_game_hall(ssp->get_user()) || _om.is_in_game_room(ssp->get_user())) { resp_json["optype"] = "room_ready"; resp_json["reason"] = "玩家重复登录!"; resp_json["result"] = false; return ws_resp(conn, resp_json); } //3. 判断当前用户是否已经创建好了房间 --- 房间管理 room_ptr rp = _rm.get_room_by_uid(ssp->get_user()); if (rp.get() == nullptr) { resp_json["optype"] = "room_ready"; resp_json["reason"] = "没有找到玩家的房间信息"; resp_json["result"] = false; return ws_resp(conn, resp_json); } //4. 将当前用户添加到在线用户管理的游戏房间中 _om.enter_game_room(ssp->get_user(), conn); //5. 将session重新设置为永久存在 _sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_FOREVER); //6. 回复房间准备完毕 resp_json["optype"] = "room_ready"; resp_json["result"] = true; resp_json["room_id"] = (Json::UInt64)rp->id(); resp_json["uid"] = (Json::UInt64)ssp->get_user(); resp_json["white_id"] = (Json::UInt64)rp->get_white_user(); resp_json["black_id"] = (Json::UInt64)rp->get_black_user(); return ws_resp(conn, resp_json); } void wsopen_callback(websocketpp::connection_hdl hdl) { //websocket长连接建立成功之后的处理函数 wsserver_t::connection_ptr conn = _wssrv.get_con_from_hdl(hdl); websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request(); std::string uri = req.get_uri(); if (uri == "/hall") { //建立了游戏大厅的长连接 return wsopen_game_hall(conn); }else if (uri == "/room") { //建立了游戏房间的长连接 return wsopen_game_room(conn); } } void wsclose_game_hall(wsserver_t::connection_ptr conn) { //游戏大厅长连接断开的处理 //1. 登录验证--判断当前客户端是否已经成功登录 session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn); if (ssp.get() == nullptr) { return; } //1. 将玩家从游戏大厅中移除 _om.exit_game_hall(ssp->get_user()); //2. 将session恢复生命周期的管理,设置定时销毁 _sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_TIMEOUT); } void wsclose_game_room(wsserver_t::connection_ptr conn) { //获取会话信息,识别客户端 session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn); if (ssp.get() == nullptr) { return; } //1. 将玩家从在线用户管理中移除 _om.exit_game_room(ssp->get_user()); //2. 将session回复生命周期的管理,设置定时销毁 _sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_TIMEOUT); //3. 将玩家从游戏房间中移除,房间中所有用户退出了就会销毁房间 _rm.remove_room_user(ssp->get_user()); } void wsclose_callback(websocketpp::connection_hdl hdl) { //websocket连接断开前的处理 wsserver_t::connection_ptr conn = _wssrv.get_con_from_hdl(hdl); websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request(); std::string uri = req.get_uri(); if (uri == "/hall") { //建立了游戏大厅的长连接 return wsclose_game_hall(conn); }else if (uri == "/room") { //建立了游戏房间的长连接 return wsclose_game_room(conn); } } void wsmsg_game_hall(wsserver_t::connection_ptr conn, wsserver_t::message_ptr msg) { Json::Value resp_json; std::string resp_body; //1. 身份验证,当前客户端到底是哪个玩家 session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn); if (ssp.get() == nullptr) { return; } //2. 获取请求信息 std::string req_body = msg->get_payload(); Json::Value req_json; bool ret = json_util::unserialize(req_body, req_json); if (ret == false) { resp_json["result"] = false; resp_json["reason"] = "请求信息解析失败"; return ws_resp(conn, resp_json); } //3. 对于请求进行处理: if (!req_json["optype"].isNull() && req_json["optype"].asString() == "match_start"){ // 开始对战匹配:通过匹配模块,将用户添加到匹配队列中 _mm.add(ssp->get_user()); resp_json["optype"] = "match_start"; resp_json["result"] = true; return ws_resp(conn, resp_json); }else if (!req_json["optype"].isNull() && req_json["optype"].asString() == "match_stop") { // 停止对战匹配:通过匹配模块,将用户从匹配队列中移除 _mm.del(ssp->get_user()); resp_json["optype"] = "match_stop"; resp_json["result"] = true; return ws_resp(conn, resp_json); } resp_json["optype"] = "unknow"; resp_json["reason"] = "请求类型未知"; resp_json["result"] = false; return ws_resp(conn, resp_json); } void wsmsg_game_room(wsserver_t::connection_ptr conn, wsserver_t::message_ptr msg) { Json::Value resp_json; //1. 获取客户端session,识别客户端身份 session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn); if (ssp.get() == nullptr) { DLOG("房间-没有找到会话信息"); return; } //2. 获取客户端房间信息 room_ptr rp = _rm.get_room_by_uid(ssp->get_user()); if (rp.get() == nullptr) { resp_json["optype"] = "unknow"; resp_json["reason"] = "没有找到玩家的房间信息"; resp_json["result"] = false; DLOG("房间-没有找到玩家房间信息"); return ws_resp(conn, resp_json); } //3. 对消息进行反序列化 Json::Value req_json; std::string req_body = msg->get_payload(); bool ret = json_util::unserialize(req_body, req_json); if (ret == false) { resp_json["optype"] = "unknow"; resp_json["reason"] = "请求解析失败"; resp_json["result"] = false; DLOG("房间-反序列化请求失败"); return ws_resp(conn, resp_json); } DLOG("房间:收到房间请求,开始处理...."); //4. 通过房间模块进行消息请求的处理 return rp->handle_request(req_json); } void wsmsg_callback(websocketpp::connection_hdl hdl, wsserver_t::message_ptr msg) { //websocket长连接通信处理 wsserver_t::connection_ptr conn = _wssrv.get_con_from_hdl(hdl); websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request(); std::string uri = req.get_uri(); if (uri == "/hall") { //建立了游戏大厅的长连接 return wsmsg_game_hall(conn, msg); }else if (uri == "/room") { //建立了游戏房间的长连接 return wsmsg_game_room(conn, msg); } } public: /*进行成员初始化,以及服务器回调函数的设置*/ gobang_server(const std::string &host, const std::string &user, const std::string &pass, const std::string &dbname, uint16_t port = 3306, const std::string &wwwroot = WWWROOT): _web_root(wwwroot), _ut(host, user, pass, dbname, port), _rm(&_ut, &_om), _sm(&_wssrv), _mm(&_rm, &_ut, &_om) { _wssrv.set_access_channels(websocketpp::log::alevel::none); _wssrv.init_asio(); _wssrv.set_reuse_addr(true); _wssrv.set_http_handler(std::bind(&gobang_server::http_callback, this, std::placeholders::_1)); _wssrv.set_open_handler(std::bind(&gobang_server::wsopen_callback, this, std::placeholders::_1)); _wssrv.set_close_handler(std::bind(&gobang_server::wsclose_callback, this, std::placeholders::_1)); _wssrv.set_message_handler(std::bind(&gobang_server::wsmsg_callback, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2)); } /*启动服务器*/ void start(int port) { _wssrv.listen(port); _wssrv.start_accept(); _wssrv.run(); } }; #endif

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