手把手教你写Undo、Redo程序
2008-04-10 07:09
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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 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 m_UndoList; std::stack 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。
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