C++如何实现一个可撤销命令_C++命令模式与备忘录模式的结合应用-C++-PHP中文网

C++如何实现一个可撤销命令_C++命令模式与备忘录模式的结合应用

裘德小鎮的故事

发布： 2025-12-16 15:01:02

原创

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通过命令模式封装操作并结合备忘录模式保存状态，实现可撤销的命令。具体步骤为：1. 定义命令接口，包含execute和undo方法；2. 命令执行前保存接收者状态到备忘录；3. 执行时记录命令到历史栈；4. 撤销时调用栈顶命令的undo方法并恢复状态；5. 清理资源防止内存泄漏。该方式适用于文本编辑器等需多级撤销的应用，结构清晰且扩展性强。

c++如何实现一个可撤销命令_c++命令模式与备忘录模式的结合应用

在C++中实现可撤销的命令，可以通过结合命令模式（Command Pattern）和备忘录模式（Memento Pattern）来完成。命令模式负责封装操作，使其可以像对象一样被传递、存储和执行；而备忘录模式则用于保存对象的状态，以便后续恢复，从而支持撤销操作。

命令模式：封装操作为对象

命令模式将每个操作封装成一个独立的对象，包含执行（execute）和撤销（undo）方法。这样，我们可以把命令放入历史栈中，在需要时调用 undo 恢复之前的状态。

例如，假设我们有一个文本编辑器，支持插入文本的操作：

class TextEditor {
public:
    void insert(const std::string& text) {
        content += text;
    }
    void deleteLast(int length) {
        if (length <= content.size()) {
            content.erase(content.size() - length);
        }
    }
    std::string getState() const { return content; }
    void setState(const std::string& state) { content = state; }
<p>private:
std::string content;
};</p>

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接下来定义命令接口：

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class Command {
public:
    virtual ~Command() = default;
    virtual void execute() = 0;
    virtual void undo() = 0;
};

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备忘录模式：保存和恢复状态

备忘录模式通过一个“备忘录”对象保存原发器（如 TextEditor）的内部状态，并提供有限访问权限，以维护封装性。

为 TextEditor 添加创建和恢复状态的能力：

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class Memento {
public:
    Memento(const std::string& state) : state_(state) {}
    std::string getState() const { return state_; }
private:
    std::string state_;
};
<p>// 在 TextEditor 中添加：
Memento<em> createMemento() const {
return new Memento(content);
}
void restoreFromMemento(Memento</em> m) {
content = m->getState();
delete m; // 可选：也可由外部管理生命周期
}</p>

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结合使用：支持撤销的命令实现

现在定义具体的可撤销命令。在执行前保存当前状态，undo 时恢复该状态。

class InsertCommand : public Command {
public:
    InsertCommand(TextEditor* editor, const std::string& text)
        : editor_(editor), text_(text) {}
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>void execute() override {
    memento_ = editor_->createMemento(); // 执行前保存状态
    editor_->insert(text_);
}

void undo() override {
    if (memento_) {
        editor_->restoreFromMemento(memento_);
    }
}

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private: TextEditor editor; std::string text; Memento memento_ = nullptr; };

使用命令的历史管理器来支持多级撤销：

class CommandHistory {
public:
    void push(Command* command) {
        command->execute();
        history.push_back(command);
    }
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>void undo() {
    if (!history.empty()) {
        Command* command = history.back();
        command->undo();
        history.pop_back();
        delete command;
    }
}

~CommandHistory() {
    for (auto cmd : history) {
        delete cmd;
    }
}

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private: std::vector history; };

实际使用示例

将这些组件组合起来：

int main() {
    TextEditor editor;
    CommandHistory history;
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>history.push(new InsertCommand(&editor, "Hello"));
std::cout << editor.getState() << "\n"; // 输出: Hello

history.push(new InsertCommand(&editor, " World"));
std::cout << editor.getState() << "\n"; // 输出: Hello World

history.undo();
std::cout << editor.getState() << "\n"; // 输出: Hello

history.undo();
std::cout << editor.getState() << "\n"; // 输出: (空)

return 0;

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}

每次执行命令前保存状态，undo 时恢复，实现了可靠的撤销功能。

基本上就这些。关键在于命令对象持有执行前的备忘录，在 undo 时利用它还原状态。这种方式结构清晰，扩展性强，适合需要多级撤销/重做的应用，比如编辑器、图形软件或游戏指令系统。

以上就是C++如何实现一个可撤销命令_C++命令模式与备忘录模式的结合应用的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！