命令模式和备忘录模式实现undo、redo(C++)

命令模式：

**定义：**命令模式是一种行为型设计模式，它将一个请求封装成一个对象，从而允许使用不同的请求、队列或日志请求，并支持可撤销的操作。命令模式的核心思想是将请求的发送者与请求的接收者解耦，使得请求的发送者无需知道接收者的具体实现，从而提高了系统的灵活性和可维护性。

备忘录模式:

**定义：**备忘录模式是一种行为型设计模式，也叫做快照模式（Snapshot），它允许在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态。备忘录模式主要用于实现撤销机制、版本控制、历史记录等功能。

**应用：**命令模式和备忘录模式在实现undo和redo功能时都发挥着重要作用。命令模式通过封装请求和提供撤销方法来实现撤销和重做功能；而备忘录模式则通过保存对象的状态来实现撤销和重做功能。在实际应用中，这两种模式可以相互结合使用，以构建更加灵活和可维护的系统。例如，在命令模式中引入备忘录模式来保存命令执行前后的状态，从而更方便地实现撤销和重做功能。

代码：

// 接收者类，包含可以执行的状态
class Receiver {
private:
    std::string state;

public:
    std::string getState() const { return state; }
    void setState(const std::string& newState) { state = newState; }
};


// 定义一个接口类，用于所有命令
class Command {
public:
    virtual ~Command() = default;
    virtual void execute() = 0;
    virtual void undo() = 0;
};

// 具体的命令类
class ConcreteCommand : public Command {
private:
    std::shared_ptr<Receiver> receiver;
    std::string previousState;
    std::string newState;

public:
    ConcreteCommand(std::shared_ptr<Receiver> r, const std::string& state)
        : receiver(r), newState(state) {}

    void execute() override {
        previousState = receiver->getState();
        receiver->setState(newState);
        std::cout << "Executed: " << newState << std::endl;
    }

    void undo() override {
        receiver->setState(previousState);
        std::cout << "Undone: " << previousState << std::endl;
    }
};

// 调用者类，包含撤销和重做功能的实现
class Invoker {
private:
    std::stack<std::shared_ptr<Command>> undoStack;
    std::stack<std::shared_ptr<Command>> redoStack;

public:
    void executeCommand(std::shared_ptr<Command> command) {
        command->execute();
        undoStack.push(command);
        while (!redoStack.empty()) // 执行新命令时清空重做栈
        {
            redoStack.pop();
        }
    }

    void undo() {
        if (!undoStack.empty()) {
            auto command = undoStack.top();
            undoStack.pop();
            command->undo();
            redoStack.push(command);
        } else {
            std::cout << "No more commands to undo." << std::endl;
        }
    }

    void redo() {
        if (!redoStack.empty()) {
            auto command = redoStack.top();
            redoStack.pop();
            command->execute();
            undoStack.push(command);
        } else {
            std::cout << "No more commands to redo." << std::endl;
        }
    }
};

int main() {
    std::shared_ptr<Receiver> receiver = std::make_shared<Receiver>();
    Invoker invoker;

    receiver->setState("State1");

    invoker.executeCommand(std::make_shared<ConcreteCommand>(receiver, "State2"));
    invoker.executeCommand(std::make_shared<ConcreteCommand>(receiver, "State3"));

    invoker.undo();
    invoker.undo();

    invoker.redo();

    return 0;
}