从Undo,Redo谈命令模式
一般的应用软件中,通常会提供Redo和Undo的操作,比如Paint.NET中的动作面板,Word中的撤销重做,一般我们按Ctrl-Z即可回退到上次操作。
要实现上面的这一功能,最直观的想法就是,我们需要把执行的命令以及相应的参数记录下来,一个命令或者动作,我们可以想象成一个对象,将这些的命令以对象的方式放到一个Stack里面,然后Undo的时候,Pop出来,然后执行该命令即可返回之前的状态。
将命令或者操作抽象为一个对象,使得可以用不同的请求参数对对象进行初始化,使得可以对命令进行排队处理,记录请求,以及执行Undo和Redo操作,这就是命令模式(Command Pattern),命令模式最大的优点就是,他将对象方法的调用和实现分离开。
为了说明如何实现Undo和Redo,我们尝试做一个简单的文本格式化的小工具,就是能够进行加粗,倾斜,加下划线,然后支持重做和撤销操作。
首先我们可以定义表示命令执行的抽象类或者接口,这里使用借口ICommand,里面有Execute和UndoExecute两个方法:
public interface ICommand { void Execute(); void UndoExecute(); }
然后我们的所有命令都实现这一接口:
class BoldCommand : ICommand { private Document document; private string previousText; public BoldCommand(Document document) { this.document = document; previousText = this.document.Text; } public void Execute() { document.BoldSelection(); } public void UndoExecute() { document.Text = previousText; } }
这个是加粗的命令的接口,参数Document表示编辑的页面,通过构造函数传进来,并且保留处理之前的文本样式。在执行方法Execute中,执行document的BoldSelection方法,在UndoExecute方法中,直接将之前未处理的文字复制给当前的文字状态予以显示。
其他的方法UnderlineCommand,ItalicizeCommand方法和这个类似,这里就不一一显示。
然后,我们需要建立一个管理这些命令的管理类。在这个类中我们两个Stack,commandUndoStack用来来保存所有的可以取消的操作,commandRedoStack用来保存所有重做的操作。方法执行的时候,首先调用ICommand方法的Execute方法,然后将该命令对象Push到UndoStack上,待以后撤销使用:
有了以上数据结构,撤销和重做逻辑就很简单,当用户点击撤销的时候:
- 首先检查 commandUndoStack是否为空,如果为空,直接返回,否则继续.
- 从commandUndoStack中Pop出最近一次的操作对象ICommand对象
- 然后将该命令对象Push到commandRedoStack上保存以便以后重做。
- 最后Pop出来的命令对象ICommand的UndoExecute方法实现撤销.
和取消类似,当用户点击重做的时候
- 首先检查commandRedoStack是否为空,如果为空,直接返回,否则继续.
- 从commandRedoStack中Pop出最近一次的操作对象ICommand对象
- 然后将该命令对象Push到commandUndoStack上保存以便以后撤销。
- 最后Pop出来的命令对象ICommand的Execute方法实现重做.
整个CommandManager对象实现如下:
class CommandManager { private Stack<ICommand> commandUndoStack = new Stack<ICommand>(); private Stack<ICommand> commandRedoStack = new Stack<ICommand>(); public void ExecuteCommand(ICommand cmd) { cmd.Execute(); commandUndoStack.Push(cmd); } public void Undo() { if (commandUndoStack.Count > 0) { ICommand cmd = commandUndoStack.Pop(); cmd.UndoExecute(); commandRedoStack.Push(cmd); } } public void Redo() { if (commandRedoStack.Count > 0) { ICommand cmd = commandRedoStack.Pop(); cmd.Execute(); commandUndoStack.Push(cmd); } } }
最后,当用户执行某一命令的时候,只需要实例化一个CommandManager管理类,然后将待执行的命令ICommand传进去作为参数执行即可。
private CommandManager commandManager; private Document document; public Form1() { InitializeComponent(); document = new Document(this.textBox1); commandManager = new CommandManager(); } private void btnBold_Click(object sender, EventArgs e) { ICommand boldCommand = new BoldCommand(document); commandManager.ExecuteCommand(boldCommand); } private void btnItalic_Click(object sender, EventArgs e) { ICommand italicCommand = new ItalicizeCommand(document); commandManager.ExecuteCommand(italicCommand); } private void btnUnderLine_Click(object sender, EventArgs e) { ICommand underLineCommand = new UnderlineCommand(document); commandManager.ExecuteCommand(underLineCommand); } private void btnRedo_Click(object sender, EventArgs e) { commandManager.Redo(); } private void btnUndo_Click(object sender, EventArgs e) { commandManager.Undo(); }
整个代码的UML结构图如下,代码简洁清晰吧。
本文通过实现一个简单的Undo,Redo的功能简单演示了命令模式的实现及原理,希望对大家有所帮助。
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