在C++开发中，理解和模拟网络请求是学习客户端-服务器通信的重要一步。本文将详细介绍一个模拟HTTP网络请求的C++类库设计，帮助开发者在不涉及实际网络编程的情况下，理解网络请求的核心概念和工作流程。

整体架构设计

这个模拟网络请求的类库主要由三个核心类组成：HttpRequest、HttpResponse和HttpClient。它们分别代表HTTP请求、HTTP响应和HTTP客户端，整体架构模仿了真实网络请求的工作流程。

// 模拟HTTP响应的类
class HttpResponse {
public:int statusCode;         // HTTP状态码(如200, 404, 500等)std::string body;       // 响应体内容(通常是JSON、XML或HTML)std::unordered_map<std::string, std::string> headers; // 响应头// 构造函数，初始化响应状态码和响应体HttpResponse(int status, const std::string& responseBody): statusCode(status), body(responseBody) {}// 检查请求是否成功(状态码在200-299之间)bool isSuccess() const {return statusCode >= 200 && statusCode < 300;}
};// 表示HTTP请求的类
class HttpRequest {
public:// HTTP请求方法枚举enum Method {GET, POST, PUT, DELETE};private:Method method;                  // 请求方法std::string url;                // 请求URLstd::string body;               // 请求体(用于POST/PUT请求)std::unordered_map<std::string, std::string> headers; // 请求头public:// 构造函数，初始化请求方法和URLHttpRequest(Method reqMethod, const std::string& reqUrl): method(reqMethod), url(reqUrl) {}// 设置请求体内容void setBody(const std::string& reqBody) {body = reqBody;}// 添加请求头void addHeader(const std::string& key, const std::string& value) {headers[key] = value;}// 内部使用的getter方法Method getMethod() const { return method; }std::string getUrl() const { return url; }std::string getBody() const { return body; }const std::unordered_map<std::string, std::string>& getHeaders() const { return headers; }
};// 核心HTTP客户端类，负责发送请求和处理响应
class HttpClient {
private:std::string baseUrl;            // 基础URL，用于构建完整请求URLstd::unordered_map<std::string, std::string> defaultHeaders; // 默认请求头int timeoutMs;                  // 请求超时时间(毫秒)// 模拟网络延迟，增加真实感void simulateNetworkDelay() const {int delay = rand() % 500 + 100; // 100-600ms随机延迟std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(delay));}// 检查字符串是否以特定前缀开头(C++20之前的兼容实现)bool startsWith(const std::string& str, const std::string& prefix) const {return str.size() >= prefix.size() && str.compare(0, prefix.size(), prefix) == 0;}// 模拟网络请求处理逻辑HttpResponse processRequest(const HttpRequest& request) const {// 检查URL是否有效if (request.getUrl().empty() || !startsWith(request.getUrl(), "http")) {return HttpResponse(400, "Invalid URL");}// 根据不同URL路径模拟不同的响应if (request.getUrl().find("/api/users") != std::string::npos) {if (request.getMethod() == HttpRequest::GET) {// 模拟获取用户列表的响应return HttpResponse(200, "[{\"id\":1,\"name\":\"John\"}]");} else if (request.getMethod() == HttpRequest::POST) {// 模拟创建用户的响应return HttpResponse(201, "{\"message\":\"User created\"}");}} else if (request.getUrl().find("/api/products") != std::string::npos) {// 模拟获取产品列表的响应return HttpResponse(200, "[{\"id\":101,\"name\":\"Product A\"}]");}// 默认返回404未找到return HttpResponse(404, "Resource not found");}public:// 构造函数，可指定基础URLHttpClient(const std::string& base = "") : baseUrl(base), timeoutMs(3000) {// 设置常见的默认请求头defaultHeaders["Content-Type"] = "application/json";defaultHeaders["User-Agent"] = "MyHttpClient/1.0";}// 设置请求超时时间void setTimeout(int ms) {timeoutMs = ms;}// 添加默认请求头void addDefaultHeader(const std::string& key, const std::string& value) {defaultHeaders[key] = value;}// 发送HTTP请求的主方法HttpResponse sendRequest(const HttpRequest& request) const {// 合并默认请求头和请求特定的头HttpRequest reqWithHeaders = request;for (const auto& header : defaultHeaders) {if (request.getHeaders().find(header.first) == request.getHeaders().end()) {reqWithHeaders.addHeader(header.first, header.second);}}// 打印请求日志，模拟真实HTTP客户端行为std::cout << "Sending " << (reqWithHeaders.getMethod() == HttpRequest::GET ? "GET" : (reqWithHeaders.getMethod() == HttpRequest::POST ? "POST" : (reqWithHeaders.getMethod() == HttpRequest::PUT ? "PUT" : "DELETE")))<< " request to: " << reqWithHeaders.getUrl() << std::endl;// 模拟网络延迟simulateNetworkDelay();// 处理请求并返回响应，包含异常处理try {return processRequest(reqWithHeaders);} catch (const std::exception& e) {return HttpResponse(500, "Internal error: " + std::string(e.what()));}}// 便捷方法：发送GET请求HttpResponse get(const std::string& path) const {HttpRequest request(HttpRequest::GET, baseUrl + path);return sendRequest(request);}// 便捷方法：发送POST请求HttpResponse post(const std::string& path, const std::string& body) const {HttpRequest request(HttpRequest::POST, baseUrl + path);request.setBody(body);return sendRequest(request);}
};

类设计详解

HttpResponse类

这个类表示HTTP响应，包含三个核心属性：

statusCode：HTTP状态码(如200表示成功，404表示未找到)
body：响应体内容，通常是JSON或XML格式的数据
headers：响应头，包含服务器信息、内容类型等元数据

提供的主要方法有：

构造函数：初始化响应状态和内容
isSuccess()：判断请求是否成功(基于状态码)

HttpRequest类

这个类表示HTTP请求，包含：

枚举类型Method：定义HTTP请求方法(GET、POST、PUT、DELETE)
主要属性：请求方法、URL、请求体和请求头
提供的方法：设置请求体、添加请求头以及各种getter方法

HttpClient类

这是核心类，负责协调请求的发送和响应的处理：

私有成员：

baseUrl：基础URL，方便构建完整请求路径
defaultHeaders：默认请求头，所有请求都会包含这些头信息
timeoutMs：请求超时时间

私有方法：

simulateNetworkDelay()：模拟网络延迟，增加真实感
startsWith()：字符串前缀检查函数
processRequest()：核心处理逻辑，根据请求URL和方法返回模拟响应

公有方法：

构造函数：初始化基础URL和默认请求头
setTimeout()：设置请求超时时间
addDefaultHeader()：添加默认请求头
sendRequest()：发送HTTP请求的主方法
get()和post()：便捷方法，简化常见请求的发送

使用示例

下面是如何使用这个模拟网络请求类的示例：

int main() {// 创建HTTP客户端实例，指定基础URLHttpClient client("https://api.example.com");// 添加认证头，所有请求都会包含此头client.addDefaultHeader("Authorization", "Bearer token123");// 发送GET请求获取用户列表HttpResponse response = client.get("/api/users");std::cout << "Status: " << response.statusCode << std::endl;std::cout << "Body: " << response.body << std::endl;// 发送POST请求创建新用户HttpResponse postResponse = client.post("/api/users", "{\"name\":\"Alice\"}");std::cout << "Status: " << postResponse.statusCode << std::endl;std::cout << "Body: " << postResponse.body << std::endl;return 0;
}