Aufbau einer Rückgängig-Engine mit Entwurfsmustern

Die Erstellung eines robusten strukturellen Modellierungswerkzeugs für das Bauingenieurwesen umfasst die Handhabung zahlreicher komplexer Aktionen, insbesondere wenn es darum geht, Änderungen zu verfolgen. Ein häufiges Dilemma, auf das Entwickler stoßen, ist, wie man eine Rückgängig-Engine effektiv verwaltet. In diesem Beitrag werden wir diese Herausforderung erkunden und eine umfassende Lösung unter Verwendung von Entwurfsmustern anbieten, wobei der Fokus auf dem Kommandopattern liegt.

Das Problem mit traditionellen Rückgängig-Mechanismen

Beim Verwalten von Objekten in einem strukturellen Modell, wie Knoten und Linielementen, könnte ein typischer Ansatz darin bestehen, den gesamten Zustand des Modells nach jeder Modifikation festzuhalten. Diese Methode kann zwar funktionieren, ist aber ineffizient und umständlich, weil:

• Speicherintensiv: Tiefe Kopien des gesamten Modells können viel Speicher verbrauchen, insbesondere wenn Änderungen häufig auftreten.
• Komplexe Verwaltung: Das Halten einer großen Anzahl von Kopien kann den Rückgängig/Wiederholen-Prozess komplizieren, was zu Verzögerungen und Ineffizienzen in der Anwendungsleistung führt.

Überlegungen zu einem neuen Ansatz

Anstatt nach jeder Änderung tiefe Kopien Ihres Modells zu speichern, können Sie eine aktionsbasierte Rückgängig-Engine implementieren. Die Idee besteht darin, eine Liste von Aktionen (Befehlen) zu führen, die an Ihrem Modell ausgeführt wurden, zusammen mit ihren entsprechenden Rückgängig-Aktionen. Dieser Ansatz ermöglicht es Ihnen, Aktionen effizient rückgängig zu machen oder erneut auszuführen, ohne den gesamten Zustand zu duplizieren.

Einführung in das Kommandopattern

Der Einsatz des Kommandopatterns ist eine weit akzeptierte Strategie zur Implementierung einer Rückgängig-Engine. Das Grundprinzip dieses Entwurfsmusters ist wie folgt:

• Jede Benutzeraktion, die Rückgängig-Funktionalität erfordert, wird in ihrer eigenen Befehlsinstanz gekapselt.
• Jeder Befehl enthält alle erforderlichen Daten, um die Aktion zu auszuführen und sie rückgängig zu machen.

Komponenten des Kommandopatterns

• Befehlsoberfläche: Eine Schnittstelle, die die Methoden zum Ausführen und Rückgängigmachen von Aktionen definiert.
• Konkrete Befehlsklassen: Separate Klassen für jeden Befehl, die die Befehlsoberfläche implementieren. Jeder Befehl hat:
  • Eine execute-Methode zur Ausführung der Aktion.
  • Eine undo-Methode zum Rückgängigmachen der Aktion.
• Invoker: Verantwortlich für die Nachverfolgung der ausgeführten Befehle und ihrer Historie. Beim Rückgängig- oder Wiederholen von Aktionen ruft der Invoker die entsprechenden Methoden auf den Befehlobjekten auf.
• Receiver: Das eigentliche Objekt, das die Daten und die Logik für die Ausführung der Aktionen enthält. Der Receiver ändert seinen Zustand basierend auf den Befehlen, die er vom Invoker erhält.

Implementierung komplexer Befehle

Für komplexe Befehle—wie das Einfügen neuer Knotenobjekte und das Erstellen von Referenzen—können Sie sicherstellen, dass jeder Befehl alle notwendigen Informationen kapselt, um die Änderungen effektiv auszuführen und rückgängig zu machen.

Beispielhafte Schritte zur Erstellung eines komplexen Befehls

1. Befehl definieren: Erstellen Sie eine neue Klasse, die die Befehlsoberfläche implementiert und die spezifischen Daten für den Vorgang (z. B. Details über den hinzuzufügenden Knoten) enthält.
2. Execute-Methode implementieren: Diese Methode sollte den neuen Knoten in Ihr Modell einfügen und alle erforderlichen Referenzen einrichten.
3. Undo-Methode implementieren: Diese Methode sollte den hinzugefügten Knoten entfernen und alle Referenzen bereinigen.

Verwaltung von Referenzen

Um Referenzen zu verwalten, die mit Knoten verbunden sind:

• Beim Hinzufügen eines Knotens sollte der Befehl:
  • Eine Referenz sowohl auf den neuen Knoten als auch auf alle Linielemente, die ihn referenzieren, speichern.
• Die Undo-Methode für diesen Befehl muss sicherstellen, dass sowohl der Knoten als auch die Referenzen entsprechend zurückgesetzt werden.

Vorteile dieses Ansatzes

• Effizienz: Nur die Details der Aktionen werden gespeichert, was die Speichernutzung effizienter macht.
• Einfachheit: Sie gewinnen eine klarere Struktur bei der Verwaltung rückgängig machbarer Aktionen, was die Wartbarkeit des Codes erhöht.
• Flexibilität: Neue Befehle zur Verwaltung zusätzlicher Funktionen können einfach durch das Erstellen neuer Befehlsklassen hinzugefügt werden.

Abschließende Gedanken

Die Implementierung einer Rückgängig-Engine unter Verwendung des Kommandopatterns vereinfacht nicht nur das Design, sondern verbessert auch die Leistung und Wartbarkeit Ihres Modellierungswerkzeugs. Durch die Nachverfolgung von Aktionen und deren Rückgängen anstelle des gesamten Modellzustands haben Sie eine reaktionsschnellere und speichereffizientere Anwendung. Wenn Sie also das nächste Mal an die Gestaltung einer Rückgängig-Funktion herangehen, ziehen Sie in Betracht, das Kommandopattern für eine schlankere Lösung zu nutzen.