Introduction

Le concept d'«éditeur de texte» permet la modification de texte ASCII ou texte brute généralement proche du monde des développeurs et des administrateurs systèmes. Il permet la création et la modification des n'importes quels caractères contenus dans une police de caractères de style ASCII sur un ensemble de lignes que contient un fichier de format texte ASCII ou Unicode. Il existe un éditeur de texte dans la plupart des systèmes d'exploitation. Il ne propose aucun formatage de texte, il peut cependant avoir une syntaxe colorée représentant la compréhension symbolique du texte, comme d'un langage de programmation par exemple. Cette syntaxe colorée n'est pas sauvegardée dans le fichier ASCII et est calculée à la volée par l'éditeur de texte. Enfin, l'éditeur de texte ne supporte pas l'inclusion d'image et ne supportera jamais d'image, car cet aspect est destiné au traitement de texte et non aux éditeurs de texte.

Liste des éditeurs de texte

Les éditeurs les plus populaires en fonction des plateformes :

Liste des différentes méthodes de conception

Lorsqu'on conçoit un éditeur de texte, le choix de la structure interne détermine à la fois les performances, la simplicité du code et la capacité à gérer efficacement les opérations courantes comme l'insertion, la suppression ou le déplacement du curseur. Il existe plusieurs approches classiques ou innovantes, chacune avec ses avantages selon le contexte : mémoire disponible, taille moyenne des fichiers, ou réactivité requise. Avant de se lancer dans l'implémentation, il est essentiel de bien comprendre les compromis que chaque méthode implique.

Certaines structures favorisent la simplicité et la rapidité d'accès linéaire, comme les tableaux fixes ou dynamiques, idéaux pour de petits fichiers avec peu de modifications. D'autres, comme les listes chaînées ou les arbres (exemple rope), sont pensées pour les documents de taille plus importante et de nombreuses insertions ou suppressions dispersées. L'efficacité dépend donc de la fréquence et de la localisation des modifications dans le texte, ainsi que de la nécessité de visualiser rapidement certaines portions.

Enfin, les éditeurs peuvent intégrer des modèles hybrides ou différés, comme des tampons avec espace libre (gap buffer), des tampons circulaires, ou encore des mécanismes de mémoire cartographiée. Ces solutions optimisent soit la consommation mémoire, soit la réactivité aux changements. Il peut être aussi pertinent d'utiliser des approches spécialisées pour certaines fonctionnalités, comme l'historique d'annulation ou le traitement de très grands fichiers. Voici un tableau récapitulant les principales méthodes utilisées pour représenter le texte en mémoire dans un éditeur :

Tableau linéaire de 64 Ko

La méthode du tableau linéaire de 64 Ko consiste à réserver en mémoire un espace fixe, généralement un tableau de 65 536 caractères, dans lequel le texte est entreposé de manière continue. Chaque caractère y occupe une position consécutive, sans distinction entre les lignes. Cette approche est simple à implémenter, idéale pour les systèmes contraints ou les éditeurs de texte basiques, notamment sur micro-ordinateurs 8 ou 16 bits. L'adresse du curseur correspond directement à un indice du tableau, ce qui rend l'accès très rapide. Cependant, ce modèle impose une limite de taille stricte au fichier édité. Les insertions ou suppressions nécessitent souvent un décalage de tous les caractères suivants.

Du point de vue de la gestion des lignes, cette méthode repose souvent sur des caractères de fin de ligne (comme CR ou LF) pour marquer les retours à la ligne. Il n'y a pas de structure dédiée à la segmentation logique du texte, ce qui signifie que toute opération agissant sur une ligne entière (comme couper ou insérer une ligne) nécessite un balayage du tableau pour identifier ses bornes. Cette faiblesse impacte les performances en cas de textes longs ou de fréquents déplacements verticaux. Les recherches et remplacements, en revanche, s'effectuent simplement par parcours séquentiel. Cette linéarité du stockage facilite aussi l'exportation ou la sauvegarde brute.

Ce type de conception trouve encore sa place dans certains éditeurs ultra-légers, embarqués ou destinés à des plateformes rétro. Sa rigidité en mémoire peut même être considérée comme un avantage dans des environnements critiques où il faut contrôler l'usage exact de chaque octet. Toutefois, dès que les exigences montent en complexité (par exemple, prise en charge de fichiers volumineux, encodage multioctet, ou annulation multiple), le tableau linéaire montre rapidement ses limites. Il reste donc davantage un modèle de base ou pédagogique qu'un choix optimal pour des éditeurs modernes.

Le modèle du tableau linéaire de 64 Ko a été largement utilisé dans plusieurs éditeurs de texte des années 1980, notamment dans les premières versions de Turbo Pascal (versions 1 à 3). À cette époque, les ordinateurs personnels comme le PC XT ou les machines compatibles MS-DOS disposaient de ressources limitées, rendant cette approche particulièrement adaptée. Le code source était chargé entièrement dans un tampon de taille fixe, souvent limité à 64 Ko, ce qui correspondait à la mémoire segmentée des processeurs 8086. D'autres éditeurs célèbres comme WordStar, EDLIN (éditeur en ligne de commande de DOS), ou encore certains éditeurs intégrés dans les systèmes CP/M adoptaient des structures similaires. Ce modèle a donc marqué une génération d'outils de développement et de traitement de texte, souvent optimisés pour la simplicité, la compacité et la vitesse d'exécution.

Liste doublement chaînée (ligne par élément)

La structure de liste doublement chaînée (ligne par élément) est une méthode de conception très répandue dans les éditeurs de texte devant gérer efficacement des modifications ligne par ligne. Dans ce modèle, chaque noeud de la liste représente une ligne de texte, contenant un pointeur vers la ligne précédente et un vers la suivante. Cela permet de naviguer facilement vers le haut ou vers le bas du document, tout en facilitant l'insertion ou la suppression d'une ligne complète sans devoir déplacer l'ensemble du texte. Cette approche offre donc une bonne flexibilité structurelle.

L'un des grands avantages de cette structure est sa capacité à supporter des fichiers de taille variable sans nécessiter de mémoire contiguë. Chaque ligne est allouée dynamiquement, ce qui permet d'économiser de la mémoire, surtout pour des fichiers avec beaucoup de lignes courtes. Lorsqu'un utilisateur ajoute ou supprime une ligne, seules les connexions locales de la liste sont modifiées, ce qui rend ces opérations très rapides. En revanche, pour effectuer une recherche globale ou pour exporter le contenu complet, il faut parcourir l'ensemble de la liste, ce qui peut être moins performant que dans une structure linéaire.

Ce modèle a été utilisé dans plusieurs éditeurs de texte fonctionnant en mode texte ou en environnement UNIX, où les lignes sont souvent la base des opérations (exemple : ed, vi, ou des clones légers de emacs). Il est particulièrement efficace pour les environnements où les lignes sont des unités logiques, comme dans les scripts, le code source ou les fichiers de configuration. Il est également bien adapté à des fonctionnalités comme les marqueurs de ligne, les numéros de ligne ou les systèmes d'annulation localisée. Malgré des limitations pour certaines opérations globales, la liste doublement chaînée reste une option robuste et facile à maintenir pour l'édition textuelle structurée.

Liste chaînée de blocs de lignes (buffer gap)

La méthode de la liste chaînée de blocs de lignes, souvent implémentée via un gap buffer, est une structure intermédiaire très populaire dans les éditeurs de texte interactifs. Elle repose sur un tableau de caractères accompagné d'un "espace vide" (le gap) qui se déplace en fonction de la position du curseur. Ce vide permet d'insérer ou de supprimer des caractères à l'emplacement courant sans devoir déplacer l'ensemble du texte. La liste chaînée vient ici organiser ces blocs, chacun contenant une portion de texte ou un segment logique.

Chaque bloc de la liste représente un fragment du texte, ce qui permet de manipuler de grandes zones sans devoir réallouer toute la mémoire. Lorsqu'une modification est effectuée loin du gap actuel, le système déplace le gap à la position du curseur en copiant temporairement du texte, puis applique l'opération. Cette stratégie optimise fortement les performances pour les modifications locales fréquentes, comme la frappe continue ou les corrections. Elle équilibre bien rapidité, souplesse et gestion mémoire dans les éditeurs modernes.

Le gap buffer est utilisé dans de nombreux éditeurs légers ou intégrés à des IDEs, notamment dans les premières versions de GNU Emacs ou des éditeurs en mode console. Sa force réside dans sa capacité à offrir une expérience fluide même sur des systèmes modestes. Cependant, il devient moins efficace pour les textes très volumineux ou les modifications fréquentes dispersées. Dans ces cas, il est parfois combiné à d'autres structures comme des arbres de segments pour gagner en évolutivité. Cela en fait un excellent compromis pour les éditeurs temps réel avec édition locale.

Liste symétrique de listes de caractères

La liste symétrique de listes de caractères est une structure hiérarchique dans laquelle chaque élément de la liste principale représente une ligne de texte, et chaque ligne est elle-même une sous-liste de caractères. Cette approche offre une flexibilité maximale pour les opérations localisées, car on peut modifier une ligne sans affecter les autres. Elle permet également d'implémenter finement des fonctionnalités comme l'annulation par ligne, le repli de code, ou encore la coloration syntaxique ligne par ligne. La structure reste cependant plus lourde en gestion mémoire.

Ce modèle est particulièrement utile pour les éditeurs où les lignes sont des unités de traitement indépendantes, comme dans les environnements de programmation. Par exemple, on peut supprimer ou insérer une ligne complète simplement en manipulant la liste externe, tandis que les modifications à l'intérieur d'une ligne ne concernent que la sous-liste locale. Cela favorise une conception modulaire du traitement du texte. Toutefois, la navigation globale ou le rendu du document complet peuvent devenir coûteux si les opérations nécessitent de parcourir toutes les sous-listes.

L'inconvénient principal de cette méthode réside dans la gestion des nombreuses petites allocations mémoire, ce qui peut affecter la performance sur de très grands documents. De plus, la complexité structurelle implique un code plus difficile à maintenir que les approches linéaires ou à blocs. Malgré cela, ce modèle trouve sa place dans des contextes où l'édition structurée et localisée est prioritaire. Il peut aussi être utile dans les environnements collaboratifs ou pour les éditeurs spécialisés dans les langages à indentation significative, comme Python ou comme des applications comme le MonsterBook. Sa précision dans la manipulation de texte ligne par ligne est sa grande force.

Arbre de segments (rope)

La structure de l'arbre de segments, aussi connue sous le nom de rope, est spécialement conçue pour les éditeurs de texte devant gérer des documents volumineux et des modifications fréquentes. Elle représente le texte comme un arbre binaire équilibré, où chaque noeud interne contient la longueur totale de ses fils gauches, et les feuilles contiennent les chaînes de caractères. Cette organisation permet un accès rapide à n'importe quel caractère, tout en facilitant les insertions, suppressions ou découpages. Contrairement aux tableaux ou listes simples, la rope n'a pas besoin de déplacer de grandes portions de texte en mémoire.

L'un des grands atouts des ropes est leur capacité à gérer des textes de plusieurs mégaoctets, voire gigaoctets, sans perte significative de performance. Par exemple, une insertion au milieu du texte ne nécessite pas de copier tout le contenu : il suffit de réorganiser quelques nouds dans l'arbre. Cette approche offre donc une très bonne complexité algorithmique, souvent logarithmique pour les opérations courantes. Elle est utilisée dans des éditeurs avancés ou dans des systèmes collaboratifs où la stabilité des pointeurs et la performance sont critiques. Toutefois, elle nécessite une gestion soignée de l'équilibrage et de la mémoire.

Le principal inconvénient de cette méthode réside dans sa complexité de mise en ouvre. L'arbre doit rester équilibré pour offrir de bonnes performances, ce qui implique une gestion dynamique sophistiquée. En outre, les opérations d'affichage peuvent être plus lentes si l'arbre contient de nombreuses petites feuilles, car il faut parcourir plus de noeuds. Malgré cela, les ropes restent une solution très performante pour les éditeurs de texte professionnels, notamment ceux embarquant des fonctionnalités comme le défilement fluide, l'annulation multigranulaire, ou la collaboration en temps réel. Elles constituent une fondation robuste pour les outils nécessitant une scalabilité élevée.

Tampon circulaire (ring buffer)

Le tampon circulaire (ou ring buffer) est une structure de données utilisée dans certains éditeurs de texte pour gérer des flux de caractères de manière continue dans une mémoire de taille fixe. Il fonctionne comme un tableau circulaire : lorsqu'on atteint la fin, on revient au début. Ce type de tampon est souvent utilisé pour gérer des historiques, des journaux, ou des zones de texte temporaire comme les undo buffers (tampons d'annulation). Il permet une lecture et une écriture rapides sans réallocation mémoire.

Dans le contexte d'un éditeur de texte, un ring buffer est rarement utilisé comme structure principale d'entreposage du texte, mais plutôt comme composante auxiliaire. Par exemple, il peut enregistrer les dernières frappes clavier pour des fonctionnalités d'annulation, ou stocker les blocs de texte copiés/coupés dans le presse-papiers interne. Son avantage réside dans sa simplicité et sa rapidité en lecture/écriture séquentielle, surtout pour des zones à taille constante. Toutefois, il n'est pas adapté aux modifications aléatoires dans le document principal, car il ne gère pas bien l'insertion ou la suppression arbitraires.

Cette structure est également utile dans les éditeurs conçus pour des systèmes embarqués ou des terminaux à ressources limitées, où il faut éviter les allocations dynamiques complexes. Elle peut aussi jouer un rôle dans les communications asynchrones au sein d'un éditeur (exemple : entre moteur de rendu et interface utilisateur). Bien que peu utilisée pour entreposer le corps du texte lui-même, sa présence dans les couches internes d'un éditeur renforce la fluidité des interactions utilisateur. En résumé, le ring buffer est un outil complémentaire plus qu'un moteur principal de représentation textuelle.

Mémoire paginée ou segmentée

La mémoire paginée ou segmentée est une approche de conception qui divise le contenu textuel en portions fixes appelées pages ou segments. Chaque page contient une partie du document, et seule une portion est chargée en mémoire à la fois. Cette méthode est particulièrement adaptée aux éditeurs de texte destinés à gérer de très gros fichiers, dépassant largement la capacité de la mémoire vive. Elle permet de travailler sur un texte sans avoir à l'intégrer complètement en mémoire, ce qui évite les ralentissements ou erreurs de dépassement.

Lorsqu'un utilisateur fait défiler ou modifie le texte, les segments concernés sont chargés dynamiquement, tandis que les autres peuvent être libérés ou temporairement entreposés sur disque. Cela ressemble au fonctionnement des systèmes de mémoire virtuelle d'un système d'exploitation. Ce type de structure nécessite un système efficace de gestion de cache pour minimiser les lectures/écritures disque, surtout si le support est lent. Il est aussi courant d'ajouter une indexation des lignes pour accéder rapidement aux pages concernées. C'est une solution performante mais plus complexe à mettre en ouvre.

On retrouve cette méthode dans des éditeurs professionnels ou historiques comme Brief, IBM XEDIT ou certains éditeurs hexadécimaux, qui devaient manipuler des fichiers binaires ou textes de plusieurs mégaoctets à une époque où la RAM était très limitée. Aujourd'hui encore, des variantes de cette approche sont utilisées dans des éditeurs modernes comme Sublime Text ou VSCode, optimisant l'ouverture rapide de gros fichiers. En résumé, la mémoire paginée/segmentée permet une mise à l'échelle importante, au prix d'une gestion mémoire plus sophistiquée et de mécanismes de préchargement intelligents.

Des cadres d'application comme Turbo Vision, utilisés pour les IDE Borland en mode texte, géraient certains écrans ou fichiers en mémoire segmentée, avec des tampons adaptés à la taille de segments DOS (généralement 16 Ko ou 64 Ko). Ainsi, bien que Borland ne parlait pas explicitement de "pagination mémoire" dans ses documentations, ses produits incorporaient des concepts voisins pour contourner les limitations matérielles de l'époque. Ces techniques étaient très proches des modèles que l'on associe aujourd'hui aux éditeurs capables de charger de gros fichiers de manière partielle.

Fichier cartographié en mémoire (memory-mapped file)

La méthode du fichier cartographié en mémoire (memory-mapped file) consiste à lier directement un fichier sur disque à une portion d'espace mémoire, de sorte que le système d'exploitation gère l'accès aux données comme si elles étaient en RAM. Dans un éditeur de texte, cette approche permet de manipuler de très gros fichiers sans les charger entièrement en mémoire. Le texte est accessible comme un tableau en mémoire, mais seul ce qui est nécessaire est réellement lu ou écrit, à la demande. Cela réduit l'usage mémoire tout en conservant d'excellentes performances.

Cette technique est particulièrement efficace dans les systèmes modernes qui disposent de mémoire virtuelle et de gestion fine des pages. Elle repose sur des appels système comme mmap sous Unix/Linux ou CreateFileMapping sous Windows. L'éditeur n'a pas besoin d'allouer manuellement des tampons ni de gérer lui-même les lectures/écritures disque : le système d'exploitation s'en occupe en arrière-plan. Cela simplifie aussi le code de gestion du texte, tout en permettant des recherches, affichages et éditions très rapides. Elle est souvent utilisée dans des éditeurs comme Sublime Text, Kate, ou certains outils de développement bas-niveau.

Cependant, cette méthode n'est pas sans limites. Les systèmes de fichiers ou les OS plus anciens ne la prennent pas toujours en charge, ou la limitent en taille ou en granularité. De plus, une mauvaise gestion des accès concurrents ou des modifications directes dans le fichier mappé peut entraîner des comportements imprévisibles ou corrompre le contenu. Il est également nécessaire de gérer correctement la synchronisation pour s'assurer que les modifications sont bien écrites sur disque. Malgré cela, pour les éditeurs modernes à hautes performances, le fichier cartographié en mémoire reste une solution de choix.

Vecteur de pointeurs sur lignes

La méthode du vecteur de pointeurs sur lignes consiste à entreposer les lignes de texte dans des zones mémoire indépendantes et à les référencer via un tableau dynamique de pointeurs. Chaque entrée du vecteur pointe vers une chaîne représentant une ligne complète. Cela permet un accès direct et rapide à n'importe quelle ligne par son indice, ce qui est particulièrement utile pour les fonctions comme "aller à la ligne", "afficher ligne n", ou l'édition structurée. Cette méthode offre un bon compromis entre vitesse d'accès et flexibilité mémoire.

L'un des grands avantages de cette approche est la simplicité des opérations sur les lignes : pour insérer ou supprimer une ligne, il suffit de manipuler le vecteur en ajoutant ou retirant un pointeur. Le contenu des lignes étant entreposé séparément, il n'est pas nécessaire de déplacer tout le texte en mémoire. Cela rend aussi les modifications localisées très efficaces, car seule la ligne modifiée est réallouée. Le vecteur lui-même peut être redimensionné dynamiquement, ce qui permet une grande souplesse dans la gestion des documents de taille variable.

Cependant, cette méthode n'est pas optimale pour les recherches ou modifications sur de très grandes portions de texte d'un seul tenant, car elle ne prend pas en charge la continuité mémoire. De plus, l'allocation séparée de chaque ligne peut engendrer une fragmentation de la mémoire, notamment pour des fichiers avec beaucoup de lignes courtes. Malgré cela, ce modèle est très utilisé dans des éditeurs structurés ou des outils de développement, car il favorise la clarté du code, la facilité de navigation, et l'intégration d'outils de traitement ligne par ligne comme la numérotation ou le pliage.

Modèle basé sur un tampon de modification (diff buffer)

Le modèle basé sur un tampon de modification (ou diff buffer) repose sur une idée simple : au lieu de modifier directement le texte original, on conserve une trace des différences (insertion, suppression, remplacement) dans une structure à part. L'éditeur travaille donc avec une vue virtuelle du texte, combinant l'original et les modifications enregistrées. Cela permet un gain de performance important, car seule une portion du texte est réellement modifiée, et les opérations sont différées. Ce modèle est très utile pour gérer l'annulation, les comparaisons ou le travail collaboratif.

Le tampon de modification fonctionne souvent sous forme d'une liste de "patchs" ou de blocs de modifications indexés par position. Lorsqu'un affichage ou une sauvegarde est demandé, l'éditeur reconstruit le texte en appliquant dynamiquement ces patchs à l'état de base. Cela réduit le coût des écritures et optimise la mémoire pour les grands fichiers ou les systèmes à ressources limitées. L'un des bénéfices majeurs est la possibilité d'implémenter un historique complet des modifications, utile pour des fonctionnalités comme l'annulation multi-niveaux ou la comparaison de versions.

Ce modèle est particulièrement adapté aux éditeurs de texte intégrés à des outils de versionnement, de traitement différentiel ou d'édition collaborative. Il permet aussi une certaine immutabilité du texte de base, ce qui peut être crucial dans des environnements de développement multi-utilisateurs ou pour garantir la sécurité des fichiers. Toutefois, sa complexité augmente avec la multiplication des modifications, et il peut nécessiter un recalcul ou une consolidation périodique des différences. Il s'agit donc d'un système puissant, mais qui demande une gestion fine pour rester performant à grande échelle.

L'éditeur de texte Epsilon, conçu pour les programmeurs, utilise un modèle basé sur un tampon de modification (diff buffer) afin d'optimiser les performances d'édition. Au lieu de modifier directement le texte source, Epsilon enregistre les modifications dans un tampon distinct, ce qui permet de reconstruire dynamiquement l'état actuel du fichier à partir de l'original et des changements successifs. Ce mécanisme facilite l'annulation multiple, accélère l'édition et limite la fragmentation mémoire. Ce modèle est particulièrement adapté aux tâches de programmation exigeant souplesse et robustesse dans la gestion des modifications.