Undo/Redo的C#实现方式

现代软件很多都配备了Undo/Redo功能，这个功能对于用户来说是十分方便，可以明显节约用户时间，增加软件的易用性，其中以Office和 AutoCAD最为典型。本文以.NET环境中最常用的C#语言为例，详细分析了实现Undo/Redo功能的必要技术，并提供了可运行的C#代码清 单。 
     实现Undo/Redo功能，就必须记录用户的操作和这些操作发生前受该操作影响的对象的值。当然不是每个操作都是值得关注的，比如“打开文件”，“最大化窗口”等这类不改变软件核心对象数据的操作，是完全不必记录下来的。 
     其 中一些操作只改变一个对象的一个域的值，而一些操作可以改变很对个对象的多个域的值（例如AutoCAD中的分解命令，可以同时改变N个对象的状态）。为 了简化问题，我们肯定希望不管是只改变一个对象的某个域的操作（被称为原子操作）还是一次改变多个对象的操作（被称为复合操作）都被以一种单一接口被提 供 。这就要对操作进行包装，将原子操作打包成复合操作，或者说把复合操作伪装成原子操作，因为对于操作的调用者来说，这完全是透明的，他将感觉不到自己 调用的是原子操作还是复合操作，也不必关心这个问题。 
     一个复合操作到底含有多少原子操作是事先无法确定的。ArrayList 是.NET提供的一种可变的万能数组，它实际上是一个****对象，但是它的使用方式上看上去更像个可变的一维数组，很适合用于这种未知长度的情况。所以 复合操作用ArrayList存放是合适的。 
     接下来的事情就是理解Undo/Redo的本质了。用户在Undo时，软件到底做了些什 么呢？上面分析了所有有效操作都必须被记录下来，而且是被存放在数组或者是链表中，当用户Undo时，显然是要从数组或者链表中取回被保存的数据，然后赋 值给相对应的对象。Redo发生时大概也是发生了这些事情，只是方向和Undo刚好是相反的。用户的操作不一定总是要插入数组/链表的末端。举个例子：当 用户的先进行了10个操作，然后又Undo掉了5个操作，然后又进行了一个操作，这个操作是应该保存在数组/链表的第11个位置上还是应该保存在第6个位 置上呢？答案显然是后者。只要又进行了一个操作，先前的被保存在Undo数组/链表中的第6到10个记录将全部变成无效。

 
    那么用户在Redo时发生了什么呢？还是刚才的例子，用户Undo掉5个操作后又Redo了3次，显然应该和用户只进行了前8个操作是等价的。如果用户Undo掉5个操作而没有Redo，而是又进行了3个其他操作呢？这时候他再Redo会怎样？根据经验，结论是无法Redo了，Redo操作必须紧随Undo才行。因为Undo数组中第9，10两个操作早已经是无效了，再Redo它们，是绝对错误的事情。 
    至此，关于Undo/Redo的分析就完成了，接下来就是编码。下面提供的是在VS2005上编译通过的C#源代码：

 public  class CUndo 
    { 
       //private ArrayList actionList;//复合操作队列，每个actionList的子成员为CAction对象 
       private CActionNode[] actionList; 
       private int iMaxUndoTime;//操作队列的最大长度 
       private bool bCanUndo=false;//当前状态下是否可以进行Undo操作 
       public bool CanUndo 
       { 
           get { return bCanUndo; } 
       } 
       private bool bCanRedo = false;//当前状态下是否可以进行Redo操作 
       public bool CanRedo 
       { 
           get { return bCanRedo; } 
       } 
       public bool bStartState = false;//指示是否是第一次记录操作 
       private int iActionListLength= 0;//有效操作队列的长度，它并不一定等于actionList.count 
       private int iCurrentActionPointer= -1;//指向actionList当前操作的指针，新添加的操作从该 
       //位置的下一位开始，Undo操作从它的上一个位置开始,Redo操作从它下一位开始 
       public CUndo(int maxUndoTime) 
       { 
           actionList = new CActionNode[maxUndoTime];//为actionList分配内存空间 
           iMaxUndoTime = maxUndoTime;//设置可Undo的最大次数 
       } 
       public int ActionListLength//获取当前操作队列的实际长度 
       { 
            get { return iActionListLength;} 
       } 
       public int CurrentActionPointer//获取当前Undo指针的位置 
       { 
            get {return iCurrentActionPointer;} 
       } 

       //向操作队列中加入操作,插入成功就返回true，否则为false 
       public bool addActionIntoActionList(CActionNode act) 
       { 
           //如果不超过Undo队列的最大允许长度就可以插入 
           if (iCurrentActionPointer< iMaxUndoTime-1) 
           { 
               actionList[++iCurrentActionPointer]= act; 
               iActionListLength = iCurrentActionPointer; 
               bCanUndo = true;//只要有操作进入队列，bCanUndo就为真 
               return true; 
           } 
           else 
               return false; 
       } 
        public bool undo(int iUndoTime) 
        { 
            //如果undo次数大于iCurrentActionPointer指示的长度，就报错 
            //因为Undo队列的最大长度就是iCurrentActionPointer+1 
            if (iUndoTime > iCurrentActionPointer+1) 
                return false; 
            CActionNode act; 
            while (iUndoTime > 0 && iCurrentActionPointer>0) 
            { 
                //从Undo队列中取回操作 
                act = actionList[--iCurrentActionPointer]; 
                iUndoTime--; 
                //如果取回操作失败，返回false 
                if (act.getActionsInActionNode() == false) 
                    return false;       
            } 
            bCanRedo = true;//如果成功Undo，就置bCanRedo为真 
            return true; 
        } 
        public bool redo(int iRedoTime) 
        { 
            if (iRedoTime > iActionListLength - iCurrentActionPointer) 
                return false; 
            CActionNode act; 
            while (iRedoTime>0 ) 
            { 
                act = actionList[++iCurrentActionPointer]; 
                iRedoTime--; 
                Debug.Assert(act != null, iCurrentActionPointer.ToString()); 
                 
                if (act.getActionsInActionNode()==false) 
                    return false;   
            } 
            bCanUndo = true;//如果成功Redo，就置bCanUndo为真 
            return true; 
        } 
    }