基本的な入出力

２．基本的な入出力

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(1)入出力のしくみ

ａ）フォームからの入力: 　フォームから送信されたデータは、WWWサーバーを通じてCGIプログラムに渡されます。データの経路は、GETメソッドとPOSTメソッドでは少し違います。
　FORMタグのMETHODをGETにした場合には、データの文字列は環境変数の QUERY_STRINGにセットされます。したがって、これをプログラムで読むためには、getenv()をコールすれば良いわけです。
　一方、METHODをPOSTにした場合には、データの文字列自体はプログラムの標準入力ストリームに渡され、文字列の長さが、環境変数のCONTENT_LENGTH にセットされます。これを読み込むためには、CONTENT_LENGTHの大きさを持つバッファをmalloc()で準備して、このバッファにscanf()などで、データを読みます。
ｂ）ブラウザへの出力: 　printf()などで、標準出力に書き込めば、WWWサーバーを通じて、ユーザーのブラウザにデータが送られます。
　MIMEヘッダを忘れずに付けて出力します。

次の項で、プログラム例を示します。

(2)フォームからの入力を読んでみよう

　まず、フォームからのデータをただ読んでみましょう。（次の項で、ちゃんとデータをデコードします）

ａ）GETメソッドの場合

図のような簡単なフォームを作って、データをCGIプログラムで読み込み、受け取ったままのデータをブラウザに表示してみましょう。
このままでは、まだデコードしていないので、訳が分かりませんが、入力データがどのように送られてくるのかを見てください。


<HTML>
<HEAD>
<TITLE>テストページ</TITLE>
</HEAD>
<BODY BGCOLOR=#a0d0ff>
<FORM METHOD="get" ACTION="test2.cgi">
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname2" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname3" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="submit" VALUE="書き込み">
</FORM>
</BODY>
</HTML>

左が、上に示したフォームのためのHTMLドキュメントです。フォームから3つのデータを受け取って、test2.cgiという CGIプログラムを起動します。GETメソッドを指定しているので、データの文字列は環境変数QUERY_STRINGにセットされます。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define getenv1(a) ((pdata=getenv(a)) ? pdata : "(NULL)") 

main()
{
        int len;
        printf("Content-type: text/html\n\n");
        printf("<HTML><HEAD></HEAD><BODY>\n");
        printf("%s<BR>\n",getenv("QUERY_STRING"));
        printf("</BODY></HTML>\n");
}

このプログラムについては、ほとんど説明不要と思います。環境変数QUERY_STRINGを受け取ってプリントしているだけです。
getenv()の戻値がNULLであったときの対応をしていますが、これは古いCコンパイラで、printf()にnullポインタが渡されると、不正な動作をするためです。

cc -o test2.cgi test2.c

でコンパイルした後、次のように、nobodyにも実行出来るようにします。

chmod 755 test2.cgi

このままWWWでフォームから実行する前に、シェルでテストしましょう。 QUERY_STRINGの値が、HTMLタグとともに出力されれば成功です。
以下にテストの例を示します。QUERY_STRINGの値は、シェルでセットします。

% setenv QUERY_STRING tatoeba
% ./test2.cgi
Content-type: text/html

<HTML><HEAD></HEAD><BODY>
tatoeba<BR>
</BODY></HTML>

うまくいったら、WWWで実行してみましょう。上で作ったフォームのそれぞれのフィールドに以下のように入力して、送信ボタンを押して下さい

123
abc
ABC

次のように表示されたでしょう。

fieldname=123&fieldname2=abc&fieldname3=ABC

フォームからの入力は、

フィールド名１＝値１＆フィールド名２＝値２・・・

というようにエンコードされて、サーバーに渡されるのです、このページの（３）でこのデータをデコードする例を示します。

ｂ）POSTメソッドの場合


<HTML>
<HEAD>
<TITLE>テストページ</TITLE>
</HEAD>
<BODY BGCOLOR=#a0d0ff>
<FORM METHOD="post" ACTION="test1.cgi">
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname2" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname3" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="submit" VALUE="書き込み">
</FORM>
</BODY>
</HTML>

左が、上に示したフォームのためのHTMLドキュメントです。 GETメソッドにしめしたドキュメントと同様のフォームを生成します。フォームから3つのデータを受け取って、test1.cgiという CGIプログラムを起動します。POSTメソッドを指定しているので、データの文字列は標準入力ストリームに流され、文字列の長さが、環境変数CONTENT_LENGTHにセットされます。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

main()
{
        int len;
        char *clen;
        char *data;
        clen=getenv("CONTENT_LENGTH");
        if(clen==NULL){
                printf("no contents.\n");
                exit(1);
        }
        len=atol(clen);
        data=malloc(len+1);
        scanf("%s",data);
        data[len]='\0';
        printf("Content-type: text/html\n\n");
        printf("<HTML><HEAD></HEAD><BODY>\n");
        printf("%s<BR>\n",data);
        printf("</BODY></HTML>\n");
}

POSTメソッドなので、環境変数CONTENT_LENGTHがら、文字列の長さを受け取って、バッファを作成します。次にscanf()でデータを標準入力から取得します。

cc -o test1.cgi test1.c

でコンパイルした後、次のように、nobodyにも実行出来るようにします。

chmod 755 test1.cgi

ここでも、WWWサーバーからコールする前に、シェルでテストしましょう。 CONTENT_LENGTHをシェルで設定して、POSTで送られる文字列は、パイプを通して、test1.cgiに送ります。

% setenv CONTENT_LENGTH 7
% echo "tatoeba"|./test1.cgi 
Content-type: text/html

<HTML><HEAD></HEAD><BODY>
tatoeba<BR>
</BODY></HTML>

シェルでうまくいったら、WWWでやってみましょう。

(3)フォームからのデータのデコード

フォームから読み込んだ生のデータを利用するためには、以下の手続きが必要になります。

（ａ）データをフィールド名と値の区切る: （２）の項で見たフォームのデータは”＝”と”＆”で区切られて、フィールドの名前と値がずらずらと並んでいましたね。ここから、それぞれのフィールド名、データの値を切り分けます。
（ｂ）16進コードをデコードする: （２）項でのサンプルプログラムでフォームにたとえば”富士山”と入力してみましょう。ブラウザのエンコードがシフトＪＩＳの場合は、 ”富士山”が”%95x%8Em%8ER”に化けてますね。ＥＵＣのときは、 ”%C9%D9%BB%CE%BB%B3”と化けているでしょう。これをデコードして、日本語コードに戻します。
（ｃ）複数文字コードを統一する: ゲストブックのようなアプリを考えてみましょう。ゲストブックの見出しに、私がシフトＪＩＳで日本語の見出しを書きます。ここにＡさんが、ＥＵＣコードで書き込みをすると、シフトＪＩＳとＥＵＣが混在したファイルになってしまいます。こうなると、このゲストブックを表示した時には、Ａさんの書き込みは派手に文字化けしてしまいます。まあ、たいていはシフトＪＩＳで書かれた私のページを表示した段階でブラウザのコードはシフトＪＩＳになっているでしょうから、こんなことはまれと思いますが。ゲストブックのようなアプリでは、データファイルのコードを統一したほうが良いでしょう。

（ａ，ｂ）データをフィールドと値に区切り16進コードをデコードする

<HTML>
<HEAD>
<TITLE>テストページ</TITLE>
</HEAD>
<BODY BGCOLOR=#a0d0ff>
<FORM METHOD="post" ACTION="test.cgi">
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname2" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="text" NAME="fieldname3" SIZE="50"><BR>
        <INPUT TYPE="submit" VALUE="書き込み">
</FORM>
</BODY>
</HTML>

左に示したHTMLはフォームデータを以下に示すCGIプログラムに送信するものです。特に説明は要らないですね。



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

main()
{
        char *inputstring,*agent,*cLength,*name[20],*value[20];
        int nfield;
        long i,length,MAXLEN=4096;
        int decode_form(),parse_form();

        cLength=(char*)getenv("CONTENT_LENGTH");
        length=atol(cLength);
        if(length>MAXLEN) {printf("CONTENT_LENGTH>MAXLEN\n");exit(0);}
        inputstring=(char*)malloc(length+1);
        scanf("%s",inputstring);
        printf("%s","Content-type: text/html\n\n\0");
        printf("%s","<HTML><HEAD></HEAD><BODY>\n\0");
        parse_form(inputstring,MAXLEN,name,value,&nfield);
        for(i=0;i<nfield;i++){
                decode_form(name[i],strlen(name[i]));
                decode_form(value[i],strlen(value[i]));
                printf("%s ---> %s<BR>\n",name[i],value[i]);
        }
        printf("%s","\n</BODY></HTML>\n\0");
        free(inputstring);
        exit(0);
}

フォームからPOSTメソッドで入力を受け取り、デコードして表示するプログラム例です。環境変数CONTENT_LENGTHを取得して、バッファを準備し、そこにフォームの内容を読み込みます。後は、下に示すルーチンでフォームの切り分け(parse_form())と、デコード(decode_form())を行います。

 
int parse_form(char* s_in,long maxl,char* name[],char* value[],int *p_nfld)
{
        int i,cur_field;
        *p_nfld=0;
        i=0;
        cur_field=0;
        if(s_in[0]==NULL) return(-1);
        name[0]=s_in;
        while((s_in[++i]!=NULL)&&(i<maxl)){
                if(s_in[i]=='='){
                        s_in[i]=NULL;
                        value[cur_field]=s_in+i+1;
                }
                else if(s_in[i]=='&'){
                        s_in[i]=NULL;
                        cur_field++;
                        name[cur_field]=s_in+i+1;
                }
        }
        *p_nfld=cur_field+1;
        return(0);
}

フォームを切り分けるルーチンの例です。 s_inは入力文字列へのポインタです。このルーチンでは、入力文字列のバッファを出力文字列のバッファとしても再利用しています。気持ちの悪い人は、書き直して下さい。 maxlは最大の入力の長さ、name[]、value[]は、それぞれフィールド名、値のポインタの配列、p_nfldは解析されたフィールド数へのポインタです。

       
int decode_form(char* s,long len)
{
        int i,j;
        char buf,*s1;
        if(len==0)return(-1);
        s1=(char*)malloc(len);
        for(i=0,j=0;i<len;i++,j++)
        {
                if(s[i]=='+'){s1[j]=' ';continue;}
                if(s[i]!='%') {s1[j]=s[i];continue;}
                buf=((s[++i]>='A') ? s[i]-'A'+10 : s[i]-'0');
                buf*=16;
                buf+=((s[++i]>='A') ? s[i]-'A'+10 : s[i]-'0');
                s1[j]=buf;
        }
        for(i=0;i<j;i++) s[i]=s1[i];
        s[i]='\0';
        free(s1);
        return(0);
}

16進のコードをデコードするルーチンです。％１６進数というところに当たると、ここの部分を通常のバイナリに置き換えます。このルーチンもあまり説明は要らないと思います。

実用のコードでは、サブルーチンの部分は、別にコンパイルしておいてあとでリンクすると良いでしょう。
こんどは、フォームに日本語を入力してもちゃんと表示されますね。

（ｃ）複数文字コードを統一する

上述したような理由で、この操作はやらなくとも大抵の場合は大丈夫であると思いますが、ゲストブックのようなアプリの場合はやっておく方が安全でしょう。CGIの解説書では、だいたいnkfでやっていますが、これはシェル上のフィルタですので、このままではCプログラムからコールできません。（まあ、やろうと思えば、Cのルーチンからpopen()などで、オリジナルのnkfにパイプして、出力ファイルを Cのルーチンから読むなどということもできますが、あまりエレガントではないでしょう）ちょっと手を加えてサブルーチンにしたものをここに置いときますので、参考にして下さい。 Windowsな方は改行コードをCR/LFにしたものをここからとってくださいな。（nkfの作者は自由に改変してよいという広い心の持ち主なのであった）
このサブルーチンのプロトタイプは、

nkfsub(char* cp,char* s_in,char* s_out)

です。
最初のパラメータにはオリジナルのnkfのように、（ただし-をぬいた）ターゲットの種別を以下のように指定して下さい。

”ｓ”　　シフトＪＩＳ
”ｊ”　　　ＪＩＳ
”ｅ”　　　ＥＵＣ

”ｊ”を指定する時には（まああまりないと思いますが）ターゲットの文字列はシフトＪＩＳやＥＵＣの倍くらいになりますので、ターゲット用のバッファは十分大きく取って下さい。
s_inは入力文字列へのポインタ、s_outはターゲット文字列のバッファへのポインタです。