撤消/重做实施

让我思考一下如何实现撤消/重做功能-就像我们在文本编辑器中一样。我应该使用什么算法以及可能阅读什么。谢谢。

我知道撤消类型的两个主要方面

• 保存状态： 撤销的一种类别是您实际保存历史状态的位置。在这种情况下，发生的情况是，您在每一点上都将状态保存在内存的某个位置。当您想撤消操作时，只需换出当前状态并换成内存中已经存在的状态即可。例如，这是通过Adobe Photoshop中的“历史记录”或在Google Chrome中重新打开已关闭的标签页来完成的。

• 生成状态： 另一类是您无需记住状态本身，而只需记住操作是什么。当您需要撤消操作时，您需要对该特定操作进行逻辑逆转。举一个简单的例子，当您在支持撤消功能的文本编辑器中执行Ctrl+B时，它会被记住为粗体操作。现在，每个动作都是其逻辑反向的映射。因此，当您执行Ctrl+时Z，它将从逆操作表中查找并发现撤消操作再次为Ctrl+ B。执行该操作，您将获得以前的状态。因此，这里以前的状态没有存储在内存中，而是在需要时生成。

对于文本编辑器来说，以这种方式生成状态并不需要太多的计算，但是对于Adobe Photoshop之类的程序而言，它可能需要太多的计算或根本不可能。例如，对于Blur动作，您将指定一个de-Blur动作，但是由于数据已经丢失，它永远无法使您回到原始状态。因此，根据情况-逻辑逆操作的可能性及其可行性，您需要在这两个大类之间进行选择，然后以所需的方式实现它们。当然，有可能有一个适合您的混合策略。

此外，有时（例如在Gmail中）可能会执行有时间限制的撤消操作，因为操作（发送邮件）从来没有做过。因此，您不是在“撤消”操作，而是在“不做”操作本身。

我从头开始编写了两个文本编辑器，它们都采用了非常原始的撤消/重做功能。所谓“原始”，是指该功能非常易于实现，但是对于非常大的文件（例如>> 10 MB）来说，这是不经济的。但是，该系统非常灵活。例如，它支持无限级别的撤消。

基本上，我定义一个像

type
  TUndoDataItem = record
    text: /array of/ string;
    selBegin: integer;
    selEnd: integer;
    scrollPos: TPoint;
  end;

然后定义一个数组

var
  UndoData: array of TUndoDataItem;

然后，此数组的每个成员指定文本的保存状态。现在，在每次编辑文本时（按下字符键，按下退格键，删除键按下，剪切/粘贴，鼠标移动选择等），我（重新）启动（例如）一秒钟的计时器。触发后，计时器会将当前状态另存为UndoData阵列的新成员。

在撤消（Ctrl + Z）时，我将编辑器还原到状态UndoData[UndoLevel - 1]并将其减少UndoLevel一。默认情况下，UndoLevel等于UndoData数组最后一个成员的索引。在重做（Ctrl + Y或Shift + Ctrl + Z）时，我将编辑器还原到状态UndoData[UndoLevel + 1]，并将编辑器增加UndoLevel一。当然，如果在UndoLevel不等于UndoData数组长度（减一）时触发编辑计时器UndoLevel，则在Microsoft Windows平台上常见的情况下，我会清除此数组的所有项目（但我记得Emacs更好）正确-Microsoft Windows方法的缺点是，如果您撤消了许多更改，然后不小心编辑了缓冲区，则先前的内容（未使用的内容将永久丢失）。您可能要跳过此数组缩减。

在不同类型的程序（例如图像编辑器）中，可以应用相同的技术，但是当然可以使用完全不同的UndoDataItem结构。不需要太多内存的更高级的方法是仅保存撤消级别之间的更改（也就是说，您可以保存“ alpha \ nbeta \ gamma”和“ alpha \ nbeta \ ngamma \ ndelta”而不是保存“ alpha \ nbeta \ ngamma”和“ ADD \ ndelta”（如果您明白我的意思的话）。在非常大的文件中，与文件大小相比，每个更改都很小，这将大大减少撤消数据的内存使用，但是实现起来比较棘手，并且可能更容易出错。

有几种方法可以执行此操作，但是您可以开始查看Command模式。使用命令列表在操作中后退（撤消）或前进（重做）。在这里可以找到C＃中的示例。

有点晚了，但是这里有：您专门指的是文本编辑器，以下内容解释了一种可以适应您正在编辑的算法的算法。涉及的原则是保留一系列操作/指令，这些操作/指令可以自动重新创建您所做的每个更改。不要对原始文件进行更改（如果不为空），请保留它作为备份。

保留对原始文件所做的更改的前后链接列表。此列表会间歇性地保存到一个临时文件中，直到用户实际保存更改为止：在这种情况下，您将更改应用于新文件，复制旧文件并同时应用更改；然后将原始文件重命名为备份，然后将新文件的名称更改为正确的名称。（您可以保留已保存的更改列表，也可以将其删除并替换为后续更改列表。）

链表中的每个节点都包含以下信息：。

• 更改类型：您插入数据，或删除数据：“更改”数据表示delete后跟一个insert
• 文件中的位置：可以是偏移量或行/列对
• 数据缓冲区：这是动作所涉及的数据；如果insert是插入的数据；如果delete为，则删除的数据。

要实现Undo，您需要使用“当前节点”指针或索引从链表的末尾开始进行操作：更改为insert，您可以删除但不更新链表；并在其中delete将数据从链表缓冲区中插入。对用户的每个“撤消”命令执行此操作。Redo向前移动“当前节点”指针并根据该节点执行更改。如果用户在撤消后对代码进行更改，则删除“ current-node”指示符后面的所有节点，并将tail设置为“ current-node”指示符。然后将用户的新更改插入尾部。就是这样。

我仅有的两分钱是，您需要使用两个堆栈来跟踪操作。每次用户执行某些操作时，您的程序应将这些操作放在“执行的”堆栈上。当用户想要撤消那些操作时，只需将操作从“执行”堆栈弹出到“调用”堆栈即可。当用户想要重做这些操作时，请从“调用”堆栈中弹出项目并将其推回到“执行”堆栈中。

希望能帮助到你。

如果动作是可逆的。例如，添加1，使玩家移动等，以了解 如何使用命令模式实现撤消/重做。点击链接，您将找到有关如何执行此操作的详细示例。

如果没有，请按照@Lazer的说明使用Saved State。

您可以研究一个现有撤消/重做框架的示例，第一个Google命中是在Codeplex上（用于.NET）。我不知道这是否比其他任何框架更好或更糟，其中有很多。

如果您的目标是在应用程序中具有撤消/重做功能，则不妨选择一个看起来适合您的应用程序的现有框架。
如果您想学习如何构建自己的撤消/重做操作，则可以下载源代码，并了解两种模式以及如何进行连接的详细信息。

该备忘录模式为这个做。

在自己实现此功能之前，请注意，这是相当普遍的，并且代码已经存在-例如，如果使用.Net进行编码，则可以使用IEditableObject。

除了讨论之外，我还写了一篇博客文章，内容是基于对直观的思考，如何实现UNDO和REDO：http：//adamkulidjian.com/undo-and-redo.html

实现基本撤消/重做功能的一种方法是同时使用记忆和命令设计模式。

例如，Memento旨在保持对象的状态以备以后恢复。出于优化目的，此纪念品应尽可能小。

该命令中的对象（一个命令）模式封装一些指令需要时执行。

基于这两个概念，您可以编写基本的撤消/重做历史记录，例如以下以TypeScript编码的历史记录（从前端库Interacto提取并改编而成）。

这样的历史取决于两个堆栈：

• 可以撤消的对象的堆栈
• 可以重做的对象的堆栈

在算法中提供了注释。请注意，在撤消操作中，必须清除重做堆栈！原因是让应用程序处于稳定状态：如果您回溯过去重做所做的某些操作，则在更改未来时，以前的操作将不再存在。

export class UndoHistory {
    /** The undoable objects. */
    private readonly undos: Array<Undoable>;

    /** The redoable objects. */
    private readonly redos: Array<Undoable>;

    /** The maximal number of undo. */
    private sizeMax: number;

    public constructor() {
        this.sizeMax = 0;
        this.undos = [];
        this.redos = [];
        this.sizeMax = 30;
    }

    /** Adds an undoable object to the collector. */
    public add(undoable: Undoable): void {
        if (this.sizeMax > 0) {
            // Cleaning the oldest undoable object
            if (this.undos.length === this.sizeMax) {
                this.undos.pop();
            }

            this.undos.push(undoable);
            // You must clear the redo stack!
            this.clearRedo();
        }
    }

    private clearRedo(): void {
        if (this.redos.length > 0) {
            this.redos.length = 0;
        }
    }

    /** Undoes the last undoable object. */
    public undo(): void {
        const undoable = this.undos.pop();
        if (undoable !== undefined) {
            undoable.undo();
            this.redos.push(undoable);
        }
    }

    /** Redoes the last undoable object. */
    public redo(): void {
        const undoable = this.redos.pop();
        if (undoable !== undefined) {
            undoable.redo();
            this.undos.push(undoable);
        }
    }
}

该Undoable界面相当简单：

export interface Undoable {
    /** Undoes the command */
    undo(): void;
    /** Redoes the undone command */
    redo(): void;
}

现在，您可以编写在应用程序上运行的可撤消命令。

例如（仍然基于Interacto示例），您可以编写如下命令：

export class ClearTextCmd implements Undoable {
   // The memento that saves the previous state of the text data
   private memento: string;

   public constructor(private text: TextData) {}
   
   // Executes the command
   public execute() void {
     // Creating the memento
     this.memento = this.text.text;
     // Applying the changes (in many 
     // cases do and redo are similar, but the memento creation)
     redo();
   }

   public undo(): void {
     this.text.text = this.memento;
   }

   public redo(): void {
     this.text.text = '';
   }
}

现在，您可以执行命令并将其添加到UndoHistory实例：

const cmd = new ClearTextCmd(...);
//...
undoHistory.add(cmd);

最后，您可以将撤消按钮（或快捷方式）绑定到此历史记录（与重做相同）。

这样的示例在Interacto文档页面上进行了详细说明。