Internet-Programmierung mit CGI und Perl

Transkript

1 Internet-Programmierung mit CGI und Perl Was ist ein Common Gateway Interface? Seit Beginn der Entwicklung des Internets haben sich Programmierer den Kopf darüber zerbrochen wie man serverbasierte Programme erstellt. Mit solchen Programmen sollte der Server dem Surfer optimale Leistung und effizientes Arbeiten im Web ermöglichen. Aus diesem Problem hat sich die Standardschnittstelle CGI durchgesetzt. In der Theorie kann man jede Programmiersprache für CGI benutzen. Eine häufig verwendete Sprache ist Perl, da diese von vielen Webservern unterstützt wird. Wie funktioniert CGI? Die CGI-Programme programmiert man nicht für einen Benutzer, sondern für den Server. Benutzer die auf den Server zugreifen, geben dann dem Computer die Anweisung das Programm zu starten. Deshalb müssen die Programme so geschrieben werden, dass sie mit einem Webserver zusammenarbeiten, welche in der Regel mit Linux oder Unix ausgerüstet sind. Der Ablauf von CGI funktioniert also folgendermaßen: Ein Benutzer gibt einen Input ein, zum Beispiel einen Suchbefehl. Dann weiß der Server wonach er zu Suchen hat und wie die angeforderten Informationen auszusehen haben. Surfer die nach Stichworten suchen füllen Formulare aus, die der Server an das Programm weiterleitet. Diese Daten werden an eine Datenbank weitergeleitet und die Treffer werden als Output dem Benutzer zurückgeschickt. Bei erfolglosen Abfragen bekommt der Surfer ebenfalls eine Meldung zurück, welche etwa so aussehen könnte: <html> <body> <form method=`put` action=`/cgi/bin/suchen.pl> <pre> <input type=`text` name=`query`> <input type=`submit`> </pre> </form> </body></html> Die Eingabe für den Benutzer erfolgt ganz einfach über ein Textfeld, während im Hintergrund das Perlskript suchen.pl ausgeführt wird. Davon hat der Surfer allerdings keine Ahnung. Voraussetzungen um CGI-Programme auszuführen Ein Webserver welcher die Programmiersprache unterstützt in welcher die CGI s geschrieben sind. Ein Verzeichnis am Server in welchen man die Skripte hinterlegt und die Kenntnis einer Programmiersprache mit welcher man in der Lage ist solche Schnittstellen anzufertigen. Interpreter und Compiler Es gibt zwei unterschiedliche Methoden wie Programmiersprachen funktionieren: Der Compiler übersetzt das Programm Zeile für Zeile in Maschinensprache und erzeugt so ein autonomes Programm, das vom Rechner ausgeführt wird.

2 Sprechen wir von einem Interpreter, so wird das Programm mittels einem Übersetzungsprogramm schrittweise interpretiert. Perl ist eine ínterpretierte Sprache, welche zwar im Ablauf etwas langsamer sein kann aber im Web gut geeignet da die Fehlersuche bei interpretierbaren Programmen einfacher ausgeführt werden kann. Anweisungen Man unterscheidet zwischen verschiedenen Arten von Anweisungen. Diese können zum Teil mir einer hohen Anzahl an Parametern versehen werden um ein gutes Resultat zu erzielen. Einfache Anweisungen: Befehl an Computer den Input auf dem Bildschirm auszugeben Bedingungsanweisungen, welche nur ausgeführt werden, wenn bestimmte Bedingungen wahr sind. Schleifenanweisungen, die etwas wiederholen, bis ein Stopp oder ein EOF (end of file) erfolgt. Die meisten Zeilen enden in Perl mit einem Semikolon Variablen In komplexeren Programmen ist der Einsatz von Variablen unumgänglich. Hinter diesem Begriff verbirgt sich ein Platzhalter, welcher die Möglichkeit gibt Werte zwischenzuspeichern, um anschließend damit weiterarbeiten zu können. Perl unterscheidet zwischen der Groß und Kleinschreibung von Variablen. Identifiziert werden Variablen mit einem Dollarzeichen $ und dann den Namen der Variable. Die Grundlagen von Perl Texte und Strings mit Perl Perl bietet die Möglichkeit blendend mit Texten umzugehen. Angeboten wird das Lesen, Schreiben, Ändern und Durchsuchen von Strings. Definition String: Ein String ist alles, was über die Tastatur eingegeben wird, besteht aus entweder keinem (Nullstring), bzw. einem oder mehreren Zeichen. Befehl: print Diese Anweisung in Kombination mit einem Argument gibt einen Output auf dem Bildschirm aus. Zum Beispiel: print Hallo da draußen! ; oder print ; /datei.pl\ print 2+5; $a=2, $b=5; print $a+$b; der Output ist beides Mal 7 Anführungszeichen $name = Reinhold Messner ; Auf $name2 dem ersten = Reinhold Blick scheint Messner ; das das selbe zu sein wie Ein print Beispiel $name; wird den Unterschied erklären: print $name2; Die Ausgabe ist hier noch in beiden Fällen dieselbe, aber Achtung beim folgenden Beispiel: $name = Reinhold Messner ; print Sein Name war: $name ; print Sein Name war: $name2 ; Die erste Anweisung druckt den Namen Reinhold Messner aus, während die zweite $name2 schützt und dies ausdruckt.

3 Sonderzeichen in Texten Mittels Perl kann man in Texten mit den verschiedensten Sonderzeichen arbeiten: \n Neue Zeile \r Wagenrücklauf \t Tabulator \v Vertikalzeichen \f Papiereinzugszeichen \b Rücksetzzeichen \e Unterbrechungszeichen Diese Zeichen arbeiten aber nicht in allen Betriebssystemen gleich, daher ist hier Vorsicht geboten. Der Backslash allein verhindert, dass das darauf folgende Zeichen von der Programmiersprache interpretiert wird. Sonst wäre es nicht möglich ein Dollarzeichen auszugeben. Beispiel: $ wird von Perl als Variable aufgenommen \$ gibt das $-Zeichen zurück. Mit dem Punkt kann man in Perl bestimmte Texte zusammensetzen: print Mes. ser ; gibt als Output Messer zurück. Die Anweisung chop verkürzt einen String um das letzte Zeichen, dies kann bei überarbeiteten Textdateien hilfreich sein, da am Ende jeder Zeile oft ein Absatzzeichen steht. Perl und Zahlen Perl akzeptiert in jeder Variablen von Ganzen Zahlen bis zu den reellen Zahlen. Zu beachten ist, dass Perl Zahlen in der amerikanischen Schreibweise darstellt. 34,22 sieht dann so aus: 34.22! Rechenoperationen und Klammerung unterscheiden sich nicht wesentlich davon wie man es aus der Mathematik kennt. Eine Ausnahme bietet die Modulo-Arithmetik, diese wird in Perl mit dem %-Operator indiziert. Beispiel: 13 % 3 ergibt als Ergebnis 1. Modulo wird als Restklassendivision bezeichnet. Da 4 x 3 12 ist, ist der Rest im vorigen Beispiel 1. Inkrementierung und Dekrementierung Oder wie man Variablen über sich selbst definiert: $counter = $counter +1; (Erhört die Variable $counter um 1) es sind allerdings auch andere Schreibweisen möglich: $counter = $counter -10; oder $counter = $counter**$potenz; Andere Funktionen: Sqrt() ist die Wurzel, log() liefert den natürlichen Logarithmus und exp erhebt e zum Exponenten. Abs() gibt den Betrag oder absoluten Wert einer Zahl zurück -12 = 12, und int() gibt nur ganze Zahlen als Rückgabewert. Wahr und Falsch Schleifen lassen sich gerne aufgrund von Zuständen ausführen. Vorsicht ist bei so genannten Endlosschleifen geboten. Die Zustände sind 1 für Wahr und 0 für Falsch. Beispiel einer Endlosschleife:

4 While (1) {tue irgendwas} Aus Strings Zahlen machen $erg = 0; $erg = (10-13)*5; $zw = $erg; $erg = -($zw**3) %4; $erg = $erg Hallo ; print $erg; Listen verstehen und verwenden (Arrays) Eine Liste oder Array besteht aus einer Folge von Ausdrücken, auch Skalare genannt, die entweder Strings, Zahlen oder beidem bestehen. In Perl werden Listen als eine Folge von Elementen zusammengefasst, welche durch Kommata getrennt werden. Beispiel: ( Milch, 8.2, Butter, Wurst, 9.0); Diese Liste können wir nun mit einem Namen ansprechen, dafür stellen wir an den Anfang der Milch, 8.2, Butter, Wurst, 9.0); So eine Liste kann ganz einfach mit ausgegeben werden. Werte aus Listen bearbeiten Um einen Wert aus einer Liste zu heben schreiben wir: $wert=$liste[0]; Die Variable $wert enthält dabei den ersten Wert der Liste. Man kann diesen Teil des Arrays auch in eine neue Liste Die Anzahl der Elemente ermittelt man mit der Rautetaste: print $#liste; Push ermöglicht das Anfügen von Elementen an einer Liste Unshift hängt ein Element ans Ende der Liste Shift() löscht das erste Element des Arrays Pop() entfernt das letzte print shift(@liste); print und ; print pop(@lste); Splice bietet eine etwas komplexere Möglichkeit mit Listen umzugehen. Der Aufbau von Splice sieht so aus: Listenname Startelement Anzahl der Elemente Liste der Elemente die eingefügt werden sollen Splice (@liste,1,1,( Marmelade )); Dieser Befehl überschreibt die 2. Stelle mit dem Element Marmelade. Lässt man das einzufügende Element leer: ( ) so wird diese Stelle gelöscht. Schleifen und Bedingungen IF ist die einfachste aller Bedingungen

5 if (Bedingung) {Befehle} Ein einfaches Beispiel: $zahl1=12; $zahl2=8; Vergleich Zahlenvergleich Stringvergleich Gleich == eq Ungleich!= ne Kleiner als < lt Größer als > gt Kleiner oder Gleich <= le Größer oder gleich >= ge if ($zahl1 > $zahl2) {print Zahl1 ist größer als Zahl2 ;} if ($zahl1 < $zahl2) {print Zahl2 ist größer als Zahl1 ;} if ($zahl1 == $zahl2) {print Zahl1 ist gleich Zahl2 ;} Ergebnis: Zahl1 ist größer als Zahl2! Auch Strings können miteinander verglichen werden: If ($eingabe eq geheimespassword ) {print Tritt herein, bring Glück hinein! ;} ACHTUNG! Beim Verwechseln der Vergleichsoperatoren If ($zahl1 = $zahl2) {print Zahl1 ist gleich Zahl2! ;} ###FEHLER### Der Returnwert ist in dieser Bedingung immer true, Vorsicht ist hier geboten! Die if else-kombination If (Bedingung) {Befehle1} else {Befehle2} Diese Syntax ist recht leicht zu verstehen, falls die Bedingung wahr ist, werden die Befehle1 abgearbeitet, falls die Bedingung nicht erfüllt ist, verarbeitet Perl die Befehle2. $a=23; $b=20; if ($a < $b) {print a ist größer b! ;} else {print b ist größer a! ;} Ergebnis: b ist größer a!

6 If ($a < $b) {if ($c == $d) {print Hurra! ;} else {if ($xyz <= 1000) {if ($delta eq Maikaefer ) {$alter++;} else {$alter--;} } } Erklärung: Der Ausdruck elsif lässt nach einer Bedingung den Ausdruck else {if ( ) { } } zusammen. If (Bedingung) {Befehl} Elsif (Bedingung 2) {Befehl 2} Elsif (Bedingung 3) {Befehl 3} Elsif (Bedingung 4) {Befehl 4} Auch negative Bedingungen sind möglich. Man setzt einfach vor die Bedingungen ein not oder ein!, Perl negiert so die nachfolgende Aussage. Eine weitere Möglichkeit ist unless, was soviel wie if not bedeutet. If (not($geschwindigkeit >=100)) {print Lahme Kiste! ;} if (!($Geschwindigkeit >=100)) {print Lahme Kiste! ;} unless ($Geschwindigkeit >=100) {print Lahme Kiste! ;} Alle drei Bedingungen bedeuten genau dasselbe und werden von Perl gleich interpretiert. Schleifen mit while() Eine Schleife ist im Grunde dasselbe wie eine If-Bedingung die kontinuierlich abgefragt wird. Sie wird so lange ausgeführt bis die Bedingung nicht mehr wahr ist. Beispiel für eine Aufgabenstellung Nimm das erste Wort aus einem String und bearbeite es. Danach wird es ausgegeben. Falls ein weiteres Wort existiert, bearbeite es ebenfalls und gib es aus. Das geschieht so lange, bis der String kein Wort mehr enthält. Syntax: while (Bedingung) {Befehle;}

7 $i=1; while ($i < 10) { print $i ist ; if (($i % 2) == 0) {print gerade.\n ;} else {print ungerade.\n;} $i++; } Ergebnis: 1 ist ungerade. 2 ist gerade. 3 ist ungerade. 4 ist gerade. 5 ist ungerade. 6 ist gerade. 7 ist ungerade. 8 ist gerade. 9 ist ungerade. 10 ist gerade. Perl wiederholt die Schleife so lange, wie die Variable $i kleiner als 10 ist. In jedem Durchgang wird durch Modulo-Division geprüft, ob der Wert durch 2 glatt teilbar ist, also gerade ist. Die while-schleife eignet sich hervorragend, um Endlosschleifen zu produzieren. Sinnvoll sind solche Endlosschleifen, wenn man die Ausgabe der Inputgeräte (Mouse & Tastatur) auf dem Bildschirm bedenkt. Man weiß ja nicht wann die letzte Taste gedrückt wird. while (true) {print Hallo Welt! ;} andere Möglichkeit: while (1) oder while ( ) Diese Beiden Ausdrücke sind für Perl wahr und lassen die Schleife endlos weitergehn. Das Ende einer solchen Schleife kann man mit dem Befehl last erreichen, somit springt Perl an das Ende der Schleife. $i=-5; while (1) { if ($i > 5) {last;} print $i\n ; $i++; } print Die Schleife ist zu Ende!\n ; Das genaue Gegenteil zu last ist next, was Perl veranlasst, an den Anfang der Schleife zu springen und die Bedingung erneut zu testen. Dies wird oft verwendet, wenn verhindert werden soll, dass der Rest der Schleife ausgeführt wird. Schleifen mit for() Die For()-Schleife wird mit drei Werten ausgerufen, auf die der Befehlsblock folgt. Eine beispielhafte Aufgabenstellung könnte wie folgt lauten: Zähle von 23 bis 145 und ordnete jedem Element in einer Liste mit der jeweiligen Nummer einen neuen Wert zu. Syntax: for (Variable = Wert ; Bedingung ; Befehl ) {Befehle} for ($i=23; $i<146;$i++) {$liste[$i]=$zweiteliste[$i]}; Ausgabe: Die Schleife ist zu Ende!

8 Ergebnis in diesem Fall ist eine Liste mit den Stellen von 23 bis 145; welche auf die Werte er jeweiligen Stelle 23 bis 145 der projiziert werden. Bearbeitung von Listen mit foreach Syntax: foreach $variable {Befehle} In jedem Durchgang wird die Variable auf dem Wert eines Listenelements gesetzt die so der Reihe nach abgearbeitet werden. foreach $var {print $var\n ;} Das Ergebnis ist die zeilenweise Ausgabe der Liste. Funktionen und Möglichkeiten von Perl Standarteingabe, und Standartausgabe Weiterführende Möglichkeiten von Perl Programme beenden Arbeiten mit Unterroutinen Syntaktischer Aufbau einer Unterroutine Werte an Unterroutinen übergeben Lokale Variablen Werte aus Unterroutinen zurückliefern Reguläre Ausdrücke in Perl Ein Beispiel mit split Zeichen suchen mit m// Weitere Suchmöglichkeiten mittels regulärer Ausdrücke

9 String Anfang und String Ende Die Funktion s/// : Suchen und Ersetzen Dateien und Verzeichnisse Was sind Dateien Die ersten Schritte mit Textdateien Dateien lesen / schreiben: Dateimodi Dateinamen und Verzeichnisse Dateien wieder schließen Textdateien lesen Textdateien schreiben Binärdateien lesen Binärdateien schreiben Dateiinformationen testen Objektorientiertes Programmieren mit Perl Was sind Objekte? Woher kommen die Objekte? Objekte in Perl

10 Der Einsatz von use und new Die Adressdatenbank Das Ziel Das Programm Bedienung: und sein Sinn? CGI mit Perl UNIX/Linux und das cgi-bin-verzeichnis Wo ist der Perl Interpreter auf deinem Server abgespeichert? Wie kommt das Programm auf den Server Das Programm ausführbar machen Das erste CGI-Programm in Perl Das Programm wird erklärt Daten einlesen Umgebungsvariablen: AUTH_TYPE CONTENT_LENGTH CONTENT_TYPE DOCUMENT_ROOT GATEWAY_INTERFACE HTTP_COOKIE HTTP_ACCEPT HTTP_FROM HTTP_REFFERER HTTP_USER_AGENT Inhalt: Die Methode, die benutzt wurde, um die Identität des Users zu überprüfen Länge der übertragenen Formular-Informationen Format der Formulardaten z.b.: text/html Basisverzeichnis aller Webdokumente auf dem Server Die unterstützte CGI-Version Liste aller Cookies Liste aller akzeptierten Formate -Adresse des Benutzers(wird nicht immer unterstützt) URL des letzten Webdokuments Name des Browsers

11 PATH_INFO PATH_TRANSLATED QUERY_STRING REMOTE_ADDR REMOTE_HOST REMOTE_IDENT REMOTE_USER REQUEST_METHOD SCRIPT_NAME SERVER_NAME SERVER_PORT SERVER_PROTOCOL SERVER_SOFTWARE Pfadinformationen über das CGI-Programm Pfad im Dateisystem, der PATH-INFO entspricht Formulardaten Daten über Formulare abfragen Wie komme ich an die Daten? Die Sache mit der Verschlüsselung Das Modul CGI.pm Der Offline-Modus Blackboardscript Ein paar Vorüberlegungen Der Sourcecode Der HTML-Code Das Programm CGI und Sicherheit Vorsicht mit fremden Skripts!

12 Was tut dein Programm wirklich? Was nicht gebraucht wird, sollte auch nicht funktionieren! Vorsicht mit Systembefehlen Idiotensichere Programme Passwörter nicht weitergeben Usereingaben grundsätzlich überprüfen Nur die Programme anbieten, die auch wirklich gebraucht werden Die Perl / CGI Hotspots Weitere Themen Assoziative Listen (Arrays) Systemanweisungen Perl steuert deinen Computer Streue dein Windows System mit Perl-Win32 Use Win32; Kompiliertes Perl Verbesserte Fehlersuche in Programmen Debugging Neue Perlmodule einbinden Nützliche Adressen