python数据结构学习笔记-2016-11-09-01-文本编辑器

        9.5 应用：文本编辑器

        本节将多重链表应用于编辑缓冲ADT(Edit Buffer ADT)。

        9.5.1 编辑操作

        布局

        通常将文本以行和列的形式组织起来。每一行有无限的长度，每一行的大小可能不同，但末尾都有换行符。一个空的文本，只有一行空行以及一个换行符。

        文本光标

        文本光标由行号以及字符的偏移量(应该就是列号)来决定，其可以在文本的任何区域内移动，但只限于当前位置存在字符的情况下。文本光标的移动至少要有以下三种：

• 竖直移动，即移动到另外移动相同偏移量的位置，如果移动到的行较短，则移至该行末尾；
• 水平移动，即在一行内向前或向后移动，在移动到一行的起始字符之前时，自动将光标移至上一行末尾，在移动到一行的结尾字符之后时，自动将光标移至下一行的起始位置；
• 移动至文件首尾或者行首尾。

        插入文本

        有两种模式，分别为插入模式和改写模式。在插入模式的情况下，文本光标之后直至该行换行符之前的字符都向后移动，再在文本光标右侧插入字符，随着字符的插入，文本光标也向后移动。在改写模式下，将文本光标右侧紧邻的字符替换，也是随着字符替换的进行，文本光标也随之向后移动。

        此外，还需考虑换行符的问题，在换行符前插入字符，则该行自动延伸；在换行符之后插入字符，即在下一行的起始字符之前插入字符；当插入一个换行符时，当前行分为两半，在文本光标之前的算作新的一行，在文本光标之后到原来行的换行符之前也是新的一行。

        删除文本

        分为删除操作和擦掉操作(rub-out)，分别对应于键盘上的Delete和Backspace。删除操作，文本光标所在的字符被删除，光标位置不变；而擦掉操作，则是文本光标之前的一个字符被删除，光标位置向前移动一个位置。

        与插入文本类似，删除文本也要考虑换行符的问题。删除换行符时，当前行与下一行合并成一行。

        9.5.2 编辑缓冲ADT

        应具有如下方法：

• EditBuffer()：创建空文档，含有一个空行以及一个换行符，此时文本光标处于空行的起始位置，输入模式是插入模式；
• numLines()：返回总行数；
• numChars()：返回文本光标所在行的字符数(包括换行符)；
• lineIndex()：返回文本光标所在行的行号；
• columnIndex()：返回文本光标所在列的列号；
• setEntryMode(insert)：设定输入模式，根据insert是True还是False，确定输入模式是插入模式还是改写模式；
• toggleEntryMode()：切换输入模式，根据当前输入模式来改变；
• inInsertMode()：确定当前输入模式是否是插入模式；
• getChar()：返回文本光标所在位置的字符；
• getLine()：返回文本光标所在行的所有内容(包括换行符)，以字符串形式返回；
• moveUp(num)：文本光标的竖直移动，如前所述，若num为负，文本光标不移动；
• moveDown(num)：同上，方向相反；
• moveDocHome()：将文本光标移至文档开头；
• moveDocEnd()：将文本光标移至文档结尾；
• moveLeft()：文本光标的水平移动，如前所述；
• moveRight()：同上，方向相反；
• moveLineHome()：将文本光标移动至当前行的开头；
• moveLineEnd()：将文本光标移动至当前行的结尾；
• breakLine()：在文本光标位置另起一行，如前所述，当插入换行符时，文本光标之后到原来的换行符之前的字符组成新的一行，文本光标也移动至该行起始位置；
• deleteLine()：删除文本光标所在行的所有内容，文本光标移动至下一行的起始位置，如果删除的是最后一行，文本光标则移动至上一行的末尾；
• truncateLine()：删除文本光标所在行，从文本光标位置起到该行结束前的所有字符，换行符不删除，文本光标移动至该行末尾；
• addChar(char)：将字符char插入，根据输入模式来进行，另外还要考虑此时文本光标位置和插入字符是否是换行符的问题，如前所述；
• deleteChar()：按删除模式，将文本光标所在位置的字符删除，文本光标位置不变；
• ruboutChar()：按擦除模式，将文本光标之前的字符删除，文本光标向前移动一个位置，注意删除的是换行符的情况；
• deleteAll()：将文本所有字符删除，返回至空文本状态(一个空行和一个换行符)。

        9.5.3 实现

        我们使用python列表的双链表来实现，每一行的内容都储存在一个python列表中，而这一个python列表都储存在双链表的一个结点中，如下图所示：

#-*-coding: utf-8-*-# 编辑缓冲ADTclass EditBuffer(object):    # 创建空文档    def __init__(self):        self._firstLine = _EditBufferNode(['\n']) # 双链表的头指针        self._lastLine = self._firstLine # 双链表的尾指针        self._curLine = self._firstLine # 文本光标所在行，其实质是双链表中的外部指针        self._curLineNdx = 0 # 文本光标所在行行号        self._curColNdx = 0 # 文本光标所在列列号，其实质是python列表的索引        self._numLines = 1 # 记录文本当前总行数        self._insertMode = True # 当前输入模式是否是插入模式    # 返回总行数    def numLines(self):        return self._numLines    # 返回文本光标所在行的字符数    def numChars(self):        return len(self._curLine.text)    # 返回文本光标所在行的行号    def lineIndex(self):        return self._curLineNdx    # 返回文本光标所在列的列号    def columnIndex(self):        return self._curColNdx    # 设定输入模式，根据insert是True还是False，选择输入模式    def setEntryMode(self, insert):        self._insertMode = insert    # 切换输入模式    def toggleEntryMode(self):        self._insertMode = not self._insertMode    # 判断输入模式是否是插入模式    def inInsertMode(self):        return self._insertMode == True    # 返回文本光标所在位置的字符    def getChar(self):        return self._curLine.text[self._curColNdx]    # 返回文本光标所在行的内容，以字符串形式返回    def getLine(self):        lineStr = ''        for char in self._curLine.text:            lineStr += char        return lineStr    # 文本光标向上移动    def moveUp(self, nlines):        if nlines <= 0: # 移动行数必须是正数            return         elif self._curLineNdx - nlines < 0: # 向上移动不能超过第一行            nlines = _curLineNdx        for i in range(nlines):            self._curLine = self._curLine.prev # 向上移动        self._curLineNdx -= nlines # 行号也随之调整        if self._curColNdx >= self.numChars(): # 要移动到的行，其总字符数小于文本光标所在列号，自动将文本光标移动至行末尾。            self.moveLineEnd()    # 文本光标向左移动    def moveLeft(self):        if self._curColNdx == 0: # 此时文本光标处于一行的开头，文本光标移动至上一行末尾            if self._curLineNdx > 0:                self.moveUp(1)                self.moveLineEnd()        else:            self._curColNdx -= 1    # 将文本光标移动至文档开头    def moveLineHome(self):        self._curColNdx = 0    # 将文本光标移动至文档末尾    def moveLineEnd(self):        self._curColNdx = self.numChars() - 1    # 从文本光标另起一行    def breakLine(self):        nlContents = self._curLine.text[self._curColNdx:]        del self._curLine.text[self._curColNdx:]        self._curLine.text.append('\n')        self._insertNode(self._curLine, nlContents)        self._curLine = newLine        self._curLineNdx += 1        self._curColNdx = 0    # 输入字符，注意换行符    def addChar(self, char):        if char == '\n':            self.breakLine()        else:            ndx = self._curColNdx            if self.inInsertMode():                self._curLine.text.insert(ndx, char)            else:                if self.getChar() == '\n': # 换行符不能被改写                    self._curLine.text.insert(ndx, char)                else:                    self._curLine.text[ndx] = char            self._curColNdx += 1    # 删除文本光标之前的字符    def deleteChar(self):        if self.getChar() != '\n':            self._curLine.text.pop(self._curColNdx)        else:            if self._curLine is self._lastLine:                return            else:                nextLine = self._curLine.next                self._curLine.text.pop()                self._curLine.text.extend(nextLine.text)                self._removeNode(nextLine)class _EditBufferNode(object):    def __init__(self, text):        self.text = text        self.prev = None        self.next = None

        构造器，创建空文档，并初始化各参数，_firstLine和_lastLine分别是双链表的头指针和尾指针，分别代表着文档的第一行和最后一行。_curLine和_curColNdx则决定着文档光标的位置，前者决定文本光标所在行，后者决定文本光标所在列。_numLines记录文档当前总行数，_insertMode记录当前输入模式是否是插入模式。

        文本光标移动，注意不要超过范围。

        修改缓冲区，即编辑文档，具体包括插入字符和删除字符，注意换行符的问题。

        最后要注意breakLine()方法，其目的是在文本光标当前所在处另起一行，将该行之后的文本全部转移至新的一行。