用Java制作十六进制编辑器

用Java编制一个网络应用测试工具的时候，迫切希望能以十六进制方式显示和编辑socket上传输的数据，于是自己动手写了一个编辑器类，实现基本的十六进制编辑功能。效果如图一、图二所示，可以看到，编 辑器可以支持常规方式和十六进制两种方式对数据进行编辑。分析：对于同一段数据值，用两种方式来显示和编辑，则用MVC（模型－视图－控制器）模式来作为主结构是再合适不过的了。模型的作用是保存真实的数据值，同时提供若干提取和修改数据的方法；视图是数据在用户界面上的表示，控制器定义用户界面对用户输入的响应方式，即把用户的键盘动作和鼠标动作解释成模型中的数据操作方法。出于简化的考虑，本例中把视图和控制器合并到了一起。模型的设计：编辑器必须能处理任意字节块，所以考虑模型内用字节数组来存储数据；要提供在指定偏移处增加、修改和删除字节块的操作；当模型内的数据被改变时要及时通知视图来刷新用户界面或其它感兴趣的对象； 图一 图二视图和控制器的设计：对于常规编辑的视图，只需把模型中的字节数组转化成String，使用一个文本区域组件JTextArea来显示即可。JTextArea本身也是一个遵循MVC模式的Swing组件，它的控制器即可被用来作为我们自己的控制器，监听它的文本增加、修改和删除事件，从而控制我们自己的数据模型；对于16进制编辑的视图，同样可以用JTextArea来显示，只是在显示之前，要对模型中的数据进行若干加工，如每行显示16个字节，每行都要加表示偏移量的头，行尾要加这一行数据的字符串表示形式。它的控制器则不能简单的利用JTextArea的控制器了，为了保证显示格式不被打乱，需要监视它的所有光标移动事件、键盘击键事件等。同时，为了保持与UltraEdit的十六进制编辑器的功能一致性，对它的数据的增加、删除功能提供两个按钮，询问用户操作的字节数，如果增加n个字节，则在输入光标处插入n个十六进制值为20的字符（字符空格）。十六进制编辑器的主要结构请参见下图，由于篇幅关系，图中只列出了十六进制编辑部分，常规编辑部分请读者自行设计： 图三下面分别就几个主要的方法的功能和主要流程加以说明。HexPane.displayValue方法，它主要完成数据的显示工作：public void diplayValue() {canvas.setText("");byte[] data = model.getData();int dataLen = data.length;// 把字节数组按每16个字节为一块进行分块；int lines = dataLen / 16 + 1;int tails = dataLen % 16;int offset = 0;for(int i = 0; i < lines; i ++) {// 在canvas的新行上加上行标，如“000020：”，表示这是第3行；canvas.append(lineHead(i));canvas.append(" ");// 把数据块的字节值用Integer.toHexString()转化成长度为48的字符串，数据块不足16个字节的，在字符串后用空格补足；把字符串加入canvas的当前行；for(offset = 0; offset < 16; offset ++) {canvas.append((i < lines - 1 || offset < tails) ? byteHex(data[i * 16 + offset]) : " ");canvas.append(" ");}canvas.append("| ");// 把数据块构造成字符串，添在canvas的行尾；canvas.append(bytesToStr(data, i * 16, (i == lines - 1) ? tails : 16));if(i < lines - 1) ta.append("n");};}这里的bytesToStr方法有两点特别需要注意的地方，一是不可见字符，如果不屏蔽这些字符，则我们的编辑器的显示格式会被搞得乱七八糟，一般可以把ASCII值0到0x1F和0x7F的33个字符全部替换成0x2E，即字符小数点。二是中文字符，因为每个中文字符是2个字节，如果数据块的起始字节一个中文字符的一半(可以用ASCII值大于0x7F来判断)的时候，将会显示一串乱字符，处理方法是不显示该字节。为叙述方便，我们把canvas中显示每一行的行标的区域称为标号区，它宽度固定为8个字符（6个字符显示标号，一个冒号和一个空格）；把canvas中显示十六进制数据的区域称为数据区，宽度固定为48个字符（每字节用十六进制显示为2字符宽，两两之间有一个空格，则总宽为16×3）；把canvas中每行以字符串形式显示数据的区域称为字串值区，宽度不定（最短为8个字符――全中文状态，最长为16个字符――全英文状态）。我们的canvas是一个Swing的文本组件，我们不但用它显示数据，还显示标号和字串值，而只有数据才是允许被编辑的，所以我们给canvas增加了CaretListener和KeyListener，当输入光标落在不允许编辑的区域时，我们要把光标自动移到最近的允许编辑的地方去。public void caretUpdate(CaretEvent e) { // 这个方法在输入光标移动时被触发int pos = canvas.getCaretPosition(); // 输入光标相对canvas第0行第0个字符的偏移量int line = 0;int startPos = 0;try {line = canvas.getLineOfOffset(pos); // 输入光标位于第几行startPos = canvas.getLineStartOffset(line); // 当前行的第0个字符相对canvas第0行第0个字符的偏移量}catch(BadLocationException exception) { }if(pos - startPos < 8) // 输入光标在标号区canvas.setCaretPosition(startPos + 8); // 移动到数据区第0个字符else if(pos - startPos > 54) // 输入光标在字串值区canvas.setCaretPosition(startPos + 54); // 移动到数据区最后一个字节else if((pos - startPos - 8) % 3 == 2) { // 在数据区的间隙空格上canvas.setCaretPosition(pos - 1); // 往前移一个字符}}public void keyPressed(KeyEvent e) { // 当键盘被按下时触发int key = e.getKeyCode();switch(key) { // 如果是方向键则移动输入光标case KeyEvent.VK_LEFT:setCaretPrev();break;case KeyEvent.VK_RIGHT:setCaretNext();break;case KeyEvent.VK_UP:setCaretPrevLine();break;case KeyEvent.VK_DOWN:setCaretNextLine();break;default:return;}}public void keyTyped(KeyEvent e) { // 在键盘的可见字符被输入时触发char ch = e.getKeyChar();if((ch >= '0' && ch <= '9') || (ch >= 'a' && ch <= 'f')|| (ch >= 'A' && ch <= 'F')) {int pos = canvas.getCaretPosition(); // 先获取光标位置的信息int line = 0, startPos = 0;try {line = canvas.getLineOfOffset(pos);startPos = canvas.getLineStartOffset(line);}catch(BadLocationException exception) { }char c = (char)0;if((pos - startPos - 8) % 3 == 0) { // 一个字节值的前4位c = canvas.getText(pos + 1, 1).charAt(0);model.updateBytes(line * 16 + (pos - startPos - 8) / 3, Byte.parseByte("" + (char)((ch << 4) + c), 16));}else{ // 一个字节值的后4位c = canvas.getText(pos - 1, 1).charAt(0);model.updateBytes(line * 16 + (pos - startPos - 8) / 3, Byte.parseByte("" + (char)((c << 4) + ch), 16));setCaretNext();}}}到这里为止，十六进制编辑的显示和输入控制已经基本完成了，下面开始解决数据Model的问题。Model是用来保存数据的，并且提供增加、修改和删除数据的方法，还要维护一个监听者组，在数据被改变时向监听者发出通知。这里提供一个简单的实现版本。import javax.swing.event.EventListenerList;public class DefaultBytesModel implements BytesModel{private EventListenerList listeners = new EventListenerList(); // 监听者组private byte[] data = null;public DefaultBytesModel (byte[] bytes) {data = new byte[bytes.length];}public void addModelListener(BytesModelListener listener) {listeners.add(BytesModelListener.class, listener);}public void removeModelListener(BytesModelListener listener) {listeners.remove(BytesModelListener.class, listener);}/*** 通知监听者*/public void fireDataInserted(int offset, byte[] bytes) {Object[] ls = listeners.getListenerList();for(int i = ls.length - 2; i >= 0; i -= 2) {if(ls[i] == BytesModelListener.class) {((BytesModelListener)ls[i + 1]).bytesInserted(offset, bytes);}}}/*** 在指定的偏移处插入数据*/public void insertBytes(int offset, byte[] bytes) {if(offset < 0 || offset >= data.length) return;if(bytes.length == 0) return;// 扩充字节数组的长度并用新值填充byte[] newBytes = new byte[bytes.length + data.length];System.arraycopy(data, 0, newBytes, 0, offset);System.arraycopy(bytes, 0, newBytes, offset, bytes.length);System.arraycopy(data, offset, newBytes, offset + bytes.length, data.length - offset);data = newBytes; // 用新的数据替代旧数据，然后通知监听者fireDataInserted();}public byte[] getData() {return data;}}限于篇幅，这里只简单列出了部分方法，并且并没有对它们进行严格的有效的差错校验和违例控制。其它的数据操作方法与此类似，读者可以自行编制并完善。本文分析了一个用Java实现的十六进制编辑器的设计过程，并提供了部分实现代码。从这个实例，可以学习到Java的事件处理的相关知识，促进对文本类组件――这种Swing中最复杂的组件的了解。