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。
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; }
private:
std::string content;
};
接下来定义命令接口：
class Command {
public:
virtual ~Command() = default;
virtual void execute() = 0;
virtual void undo() = 0;
};
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：
class Memento {
public:
Memento(const std::string& state) : state_(state) {}
std::string getState() const { return state_; }
private:
std::string state_;
};
// 在 TextEditor 中添加：
Memento createMemento() const {
return new Memento(content);
}
void restoreFromMemento(Memento m) {
content = m->getState();
delete m; // 可选：也可由外部管理生命周期
}
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) {}
void execute() override {
memento_ = editor_->createMemento(); // 执行前保存状态
editor_->insert(text_);
}
void undo()
override {
if (memento_) {
editor_->restoreFromMemento(memento_);
}
}private:
TextEditor editor;
std::string text;
Memento memento_ = nullptr;
};
override {
if (memento_) {
editor_->restoreFromMemento(memento_);
}
}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);
}
void undo() {
if (!history.empty()) {
Command* command = history.back();
command->undo();
history.pop_back();
delete command;
}
}
~CommandHistory() {
for (auto cmd : history) {
delete cmd;
}
}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;
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;
}
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。
