手把手教你写Undo、Redo程序
手把手教你写Undo、Redo程序
Undo、Redo操作是很多具体编辑功能的软件所不能缺少的。最典型两种类型就是文本编辑和图像编辑软件。然而它的实现在某种程度上来说也不是很简单。我也废话少说。要在程序中支持Undo、Redo操作，就需要保存一些必要的信息，这个是众所周知的。如果想支持无限级的Undo、Redo操作，保存的信息就会无限的膨胀，问题来了，如何设计才能使每一步操作保存的数据尽可能少。
下面我就以图像编辑软件为例。说明如何在图像编辑中添加Undo、Redo功能。在我们开始进行编码设计前，对一些问题进行简单说明：
1、如何保存图像编辑操作中的操作信息。图像编辑可简单分为两类：一类是可逆的。也就是我们施加在图像上的操作可以根据操作算法进行逆操作。比如旋转，在旋转某个角度后如果需要Undo我们可以直接按相反的方向再旋转同样的角度；另一类是不可逆的。这里的不可逆不是绝对的。比如我们根据某个模板算法对图像的每个象素进行修改。这时我们就直接把此类操作归为不可逆。因为即使它可能是可逆的，但是实现起来的难道如果很大，这里只是为了方便说明。
2、对操作有了基本分类后。我们可以发现不可逆操作的Undo、Redo功能实现应该比较容易一些。为什么呢？因为操作不可逆，我们必须在操作前把全部的象素保存起来。这就相当于对原来的信息做了一份拷贝。所有的不可逆操作保存的信息可以认为是相同的：都是整个图像象素。此类操作实现简单，但是代码却高。而对于可逆操作，不同的操作算法就对应不同的Undo、Redo。每次操作保存的信息不同，但是我们只需要保存操作的算法。此类操作实现稍微麻烦。但是所需空间较小。对比两种操作，正如鱼和熊掌不能兼得。
3、在我们打开一副图像后，通常在软件的文档类中应该有一个最基本的图像数据类。所有的操作都是基于此类的数据。而且在我们进行Undo、Redo操作时，需要传递一个外部（也就是文档的图像数据）作为Undo、Redo的对象。
好了，我们开始对一些类进行说明。为了把数据数据与图像操作进行分离，我们定义两个基类：CImageData和CImageOperation。分别表示图像数据类和图像操作的基类。
class CImageData
{
public:
…........ //其他的成员及成员函数
BYTE * m_pByte; //象素数据的BYTE指针
BITMAPINFO * m_pInfo; //Windows平台的图像数据结构，也可以自定义
public:
// 函数ExecuteOperation是对当前的图像数据执行某种Operation。
// 注意这个函数的定义我会在后面根据需要修改，不是最后的版本。
bool ExecuteOperation(CImageOperation * pCmd);
};
下面是CImageOperation类的基本定义：
class CImageOperation
{
public:
…........ //其他的成员及成员函数
virtual bool Execute(CImageData * pData) = 0;
};
注意CImageOperation是一个抽象类，因为它并知道具体的图像操作。它的Execute函数也需要由派生的具体操作类实现。我下面就给一个具体操作实现类（以旋转为例）：
class CImageRatate : public CImageOperation
{
public:
CImageRatate(float fAngle) : m_fRotateAngel(fAngle) {}
virtual bool Execute(CImageData * pData)
{
// 把pData所指的图像按时钟方向(m_fRotateAngle>0时)旋转m_fRotateAngle度数
// 如果小于0就是逆时钟方向，这里没有具体的实现代码，可参考其他图像库
}
private:
float m_fRotateAngle;
};
注意：这个旋转操作是可逆的。
怎么样你应该理解这个简单的图像操作框架了吧！下面开始我们真正的Undo、Redo部分。基于前面第三点所述，我们可以把Undo的抽象基类设计如下：
class CUndoData
{
public:
CUndoData() : m_ToolTip(0) {}
virtual bool UndoAction(CImageData * pData) = 0;
unsigned int m_ToolTip;
};
成员m_ToolTip所表示的值是一个字符串资源的ID，如果我们希望在工具栏的Undo、Redo按钮上添加操作提示功能，就可以使用它。默认值是0，表示没有提示信息。
函数UndoAction是真正的Undo、Redo实现函数，也是一个抽象类。它的参数是由外部传入的Undo对象（通常是文档类中的CImageData对象）。
根据前面第二点的说明，图像的可逆操作我们认为保存的数据是一样，都是CImageData对象。而不可逆操作是不同类型的。所以下面再定义两个类，分别表示可逆操作的Undo类和一个不可逆的操作类。（不可逆操作很多，仍以旋转为例）
class CFullImageUndo : public CUndoData
{
public:
virtual bool UndoAction(CImageData * pData)
{
// 这里进行真正的Undo，我们只需把m_UndoData和pData的数据相互交互即可
// 为什么交换就实现了Undo呢？因为m_UndoData是保存的操作前的数据，而参
// 数pData指向的正是文档中的数据，交换为文档的数据就被旧的数据替换啦！
}
public:
CImageData m_UndoData;
};
CFullImageUndo主要是针对不可逆操作的，因为只有这类操作我们才需要保存整个的图像数据。下面是可逆的旋转操作：
class CRatateUndo : public CUndoData
{
public:
CRotateUndo(float fAngle) : m_fRotateAngle(fAngle) {}
virtual bool UndoAction(CImageData * pData)
{
// 这里根据m_fRotateAngle对pData所指数据进行旋转
m_fRotateAngle *= -1;
// 这里为什么需要把角度乘以-1呢？因为在进行一步Undo操作后，这个Undo数据
// 马上就会变为Redo数据了，而进行Redo操作的算法是逆向的，这里来说就是
// 应该把旋转是方向改变一下。
}
private:
float m_fRotateAngle; //此成员意义与CImageRatate中的一样。
};
现在基本的Undo类有了。还没有实现给外部文档类使用的Undo/Redo列表啦！我们需要保存所有的Undo/Redo列表。从使用其他软件你应该可以感受出：最后的操作总是被最先Undo。Redo也是这样的。使用什么样的数据结构保存列表就好实现了。我们也找一种后进先出的列表：栈。我们就来实现这个接口类：（这里的栈我直接使用了STL的栈工具，其实STL的栈也是封装STL的Duque实现的）
#pragma warning(disable : 4786)
#include <stack>
class CUndoList
{
public:
CUndoList(){}
~CUndoList()
{
ClearUndo();
ClearRedo();
}
public:
// 下面两个函数判断Undo/Redo栈是否已经空
bool IsUndoEmpty() const { return m_UndoList.empty(); }
bool IsRedoEmpty() const { return m_RedoList.empty(); }
// 返回Undo数据的m_ToolTip数据，实现略
unsigned int GetUndoTips() const;
unsigned int GetRedoTips() const;
void AddUndo(CUndoData * pUndo);
{
if (pUndo)
{
m_UndoList.push(pUndo);
ClearRedo();
}
}
void Undo(CImageData * pData);
{
CUndoData *pUndo = m_UndoList.top();
pUndo->UndoAction(pData);
// 在调用pUndo的UndoAction后，内部就已经把pUndo变为了Redo数据
m_RedoList.push(pUndo);
}
void Redo(CImageData * pData);
{
CUndoData *pUndo = m_RedoList.top();
pUndo->UndoAction(pData);
// 在调用pUndo的UndoAction后，内部就已经把pUndo变为了Undo数据
m_UndoList.push(pUndo);
}
void ClearUndo(); // 清除Undo栈，实现略
void ClearRedo(); // 清除Redo栈，实现略
private:
std::stack<CUndoData *> m_UndoList;
std::stack<CUndoData *> m_RedoList;
};
好了现在接口类实现。我们就可以在文档类中使用这个CUndoList类，并根据CUndoList类的函数返回指，实现工具栏安装状态的改变以及工具栏按钮的提示信息。
进一步内容可参考：
