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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;
}
}
如何在RichTextBox中实现Undo功能
一、一次撤销功能
二、无限地撤销功能
生活中的What's done cannot be undone在我们的程序中应该改为What's done can always be undone。你不相信？那么请看——
如果仅仅象MS的小记事本那样只有一次undo功能，那不是一件麻烦事，用SendMessage函数就可以轻松实现。下列代码能使RichTextBox有一次撤销操作的功能：
Private Declare Function SendMessage Lib "user32" Alias "SendMessageA" (ByVal hwnd As Long, ByVal wMsg As Long, ByVal wParam As Long, lParam As Any) As Long
Const WM_UNDO = &H304
'下一行为按钮或菜单代码
SendMessage RichTextBox1.hwnd, WM_UNDO, 0, 0
是不是很容易？不过，想要无限地undo下次，就不那么简单了。土人曾拟编写一个，却无意中发现了Bart Lorang,一个年仅十多岁的美国小子已经在网上公开了类似的代码。这家伙敢跟老盖叫劲儿，号称"Not the next Bill Gates, but the first Bart Lorang"，好大的口气！不过他的程序确实不错，现特意将其内容拿出来给大家瞧瞧。为了适用于中文环境，土人对源码作了些微改动。注意：不仅可以undo，还可以redo哟！
' ****** 模块代码：
'申明API函数
Public Declare Function SendMessage Lib "User32" Alias "SendMessageA" _
(ByVal hWnd As Long, ByVal wMsg As Long, ByVal wParam As Long, _
lParam As Long) As Long
'常数
Public Const WM_USER = &H400
Public Const EM_HIDESELECTION = WM_USER + 63
' ****** 类模块代码：
Public SelStart As Long '文本框中的开始位置
Public TextLen As Long '文本长度
Public Text As String '文本内容
' ****** 窗体代码：
'请给窗体添加按钮两个、RichTextBox一个，取默认值；
'菜单若干：——
'层次 Name属性 Caption属性
' 1 Edit 编辑
' 2 mnuUndo 撤销
' 2 mnuRedo 恢复
' 2 mnuCut 剪切
' 2 mnuCopy 复制
' 2 mnuPaste 粘贴
' 2 mnuDelete 删除
' 2 mnuSelectAll 全选
Private trapUndo As Boolean
Private UndoStack As New Collection '可撤销的集合
Private RedoStack As New Collection '可恢复的集合
Private Sub Command2_Click()
Redo
End Sub
Private Sub Command1_Click()
Undo
End Sub
Private Sub Form_Load()
RichTextBox1.Text = ""
Command1.Caption = "撤销"
Command2.Caption = "恢复"
trapUndo = True
RichTextBox1_Change
RichTextBox1_SelChange
Show
DoEvents
End Sub
Private Sub mnuCopy_Click()
Clipboard.SetText RichTextBox1.SelText, 1 '拷贝
End Sub
Private Sub mnuCut_Click()
Clipboard.SetText RichTextBox1.SelText, 1 '剪切
RichTextBox1.SelText = ""
End Sub
Private Sub mnuDelete_Click()
RichTextBox1.SelText = "" '删除
End Sub
Private Sub mnuPaste_Click()
RichTextBox1.SelText = "" '这一步对Undo功能至关重要
RichTextBox1.SelText = Clipboard.GetText(1) '粘贴
End Sub
Private Sub mnuRedo_Click()
Command2_Click
End Sub
Private Sub mnuSelectAll_Click()
'全选
RichTextBox1.SelStart = 0
RichTextBox1.SelLength = Len(RichTextBox1.Text)
End Sub
Private Sub mnuUndo_Click()
Command1_Click
End Sub
Private Sub RichTextBox1_Change()
If Not trapUndo Then Exit Sub '因为because trapping is disabled
Dim newElement As New UndoElement '创建新的undo集合
Dim c%, l&
'移除所有的Redo项目
For c% = 1 To RedoStack.Count
RedoStack.Remove 1
Next c%
'给新集合赋值
newElement.SelStart = RichTextBox1.SelStart
newElement.TextLen = Len(RichTextBox1.Text)
newElement.Text = RichTextBox1.Text
'将其加入 undo 堆栈
UndoStack.Add Item:=newElement
'设置窗体控件的属性
EnableControls
End Sub
Private Sub RichTextBox1_KeyDown(KeyCode As Integer, Shift As Integer)
If Shift = 2 Then
KeyCode = 0
End If
End Sub
Private Sub RichTextBox1_KeyUp(KeyCode As Integer, Shift As Integer)
If KeyCode = vbKeySpace Then
RichTextBox1.SelFontName = "宋体" '定义字体
End If
End Sub
Private Sub RichTextBox1_MouseUp(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)
If Button = vbRightButton Then '显示
PopupMenu mnuEdit
End If
End Sub
'菜单属性设置
Private Sub RichTextBox1_SelChange()
Dim ln&
If Not trapUndo Then Exit Sub
ln& = RichTextBox1.SelLength
mnuCut.Enabled = ln& '不选择文本则禁用
mnuCopy.Enabled = ln& '同上
mnuPaste.Enabled = Len(Clipboard.GetText(1)) '剪贴版为空则禁用
mnuDelete.Enabled = ln& '不选择文本则禁用
mnuSelectAll.Enabled = CBool(Len(RichTextBox1.Text)) '文本框无内容则禁用
End Sub
'设置按钮、菜单属性
Private Sub EnableControls()
Command1.Enabled = UndoStack.Count > 1
Command2.Enabled = RedoStack.Count > 0
mnuUndo.Enabled = Command1.Enabled
mnuRedo.Enabled = Command2.Enabled
RichTextBox1_SelChange
End Sub
'Change子程序
Public Function Change(ByVal lParam1 As String, ByVal lParam2 As String, startSearch As Long) As String
Dim tempParam$
Dim d&
If Len(lParam1) > Len(lParam2) Then '交换
tempParam$ = lParam1
lParam1 = lParam2
lParam2 = tempParam$
End If
d& = Len(lParam2) - Len(lParam1)
Change = Mid(lParam2, startSearch - d&, d&)
End Function
'Undo子程序
Public Sub Undo()
Dim chg$, X&
Dim DeleteFlag As Boolean '标志删除或添加变量
Dim objElement As Object, objElement2 As Object
If UndoStack.Count > 1 And trapUndo Then
trapUndo = False
DeleteFlag = UndoStack(UndoStack.Count - 1).TextLen < UndoStack(UndoStack.Count).TextLen
If DeleteFlag Then '删除
'cmdDummy.SetFocus '改变焦点
X& = SendMessage(RichTextBox1.hWnd, EM_HIDESELECTION, 1&, 1&)
Set objElement = UndoStack(UndoStack.Count)
Set objElement2 = UndoStack(UndoStack.Count - 1)
RichTextBox1.SelStart = objElement.SelStart - (objElement.TextLen - objElement2.TextLen)
RichTextBox1.SelLength = objElement.TextLen - objElement2.TextLen
RichTextBox1.SelText = ""
X& = SendMessage(RichTextBox1.hWnd, EM_HIDESELECTION, 0&, 0&)
Else '添加
Set objElement = UndoStack(UndoStack.Count - 1)
Set objElement2 = UndoStack(UndoStack.Count)
chg$ = Change(objElement.Text, objElement2.Text, _
objElement2.SelStart + 1 + Abs(Len(objElement.Text) - Len(objElement2.Text)))
RichTextBox1.SelStart = objElement2.SelStart
RichTextBox1.SelLength = 0
RichTextBox1.SelText = chg$
RichTextBox1.SelStart = objElement2.SelStart
If Len(chg$) > 1 And chg$ <> vbCrLf Then
RichTextBox1.SelLength = Len(chg$)
Else
RichTextBox1.SelStart = RichTextBox1.SelStart + Len(chg$)
End If
End If
RedoStack.Add Item:=UndoStack(UndoStack.Count)
UndoStack.Remove UndoStack.Count
End If
EnableControls
trapUndo = True
RichTextBox1.SetFocus
End Sub
'Redo子程序
Public Sub Redo()
Dim chg$
Dim DeleteFlag As Boolean '标志删除或添加文本的变量
Dim objElement As Object
If RedoStack.Count > 0 And trapUndo Then
trapUndo = False
DeleteFlag = RedoStack(RedoStack.Count).TextLen < Len(RichTextBox1.Text)
If DeleteFlag Then '为真则删除
Set objElement = RedoStack(RedoStack.Count)
RichTextBox1.SelStart = objElement.SelStart
RichTextBox1.SelLength = Len(RichTextBox1.Text) - objElement.TextLen
RichTextBox1.SelText = ""
Else '反之则添加
Set objElement = RedoStack(RedoStack.Count)
chg$ = Change(RichTextBox1.Text, objElement.Text, objElement.SelStart + 1)
RichTextBox1.SelStart = objElement.SelStart - Len(chg$)
RichTextBox1.SelLength = 0
RichTextBox1.SelText = chg$
RichTextBox1.SelStart = objElement.SelStart - Len(chg$)
If Len(chg$) > 1 And chg$ <> vbCrLf Then
RichTextBox1.SelLength = Len(chg$)
Else
RichTextBox1.SelStart = RichTextBox1.SelStart + Len(chg$)
End If
End If
UndoStack.Add Item:=objElement
RedoStack.Remove RedoStack.Count
End If
EnableControls
trapUndo = True
RichTextBox1.SetFocus
End Sub