Design Patterns Undo

デザインパターンを用いたアンドゥエンジンの構築

土木工学のための堅牢な構造モデリングツールの作成は、特に変更を追跡する際に多数の複雑なアクションを処理することを伴います。開発者が直面する一般的なジレンマの一つは、アンドゥエンジンを効果的に管理する方法です。この投稿では、この課題を探求し、特にコマンドパターンに焦点を当ててデザインパターンを用いた包括的なソリューションを提供します。

従来のアンドゥメカニズムの問題

構造モデル内のオブジェクト（ノードや線要素など）を管理する際の一般的なアプローチは、各修正後にモデルの全体状態をキャプチャすることです。この方法は機能的ですが、効率が悪く厄介になる可能性があります。その理由は次のとおりです。

メモリ集約型: モデル全体の深いコピーは、多くのメモリを消費する可能性があり、特に変更が頻繁な場合には特に問題となります。
複雑な管理: 大量のコピーを保持することは、アンドゥ/リドゥプロセスを複雑にし、アプリケーションのパフォーマンスに遅延と非効率を引き起こす可能性があります。

新しいアプローチの考慮

各変更後にモデルの深いコピーを保存するのではなく、アクションベースのアンドゥエンジンを実装することができます。このアイデアは、モデルに対して行われたアクション（コマンド）のリストを維持し、それに対応する逆アクションも保持することです。このアプローチにより、全体の状態を複製することなく、効率的にアクションをアンドゥまたはリドゥできます。

コマンドパターンの導入

コマンドパターンを利用することは、アンドゥエンジンを実装するための広く受け入れられた戦略です。このデザインパターンの基本原則は次のとおりです。

アンドゥ機能を必要とするユーザーアクションは、各コマンドインスタンスにカプセル化されます。
各コマンドは、アクションを実行および逆転するために必要なすべてのデータを含みます。

コマンドパターンの構成要素

コマンドインターフェース: アクションを実行およびアンドゥするためのメソッドを定義するインターフェース。
具体的なコマンドクラス: コマンドインターフェースを実装する各コマンドのための別のクラス。各コマンドは以下を持ちます：
- アクションを実行するためのexecuteメソッド。
- アクションを逆転するためのundoメソッド。
インボーカー: 実行されたコマンドとその履歴を追跡する責任があります。アクションをアンドゥまたはリドゥする際、インボーカーはコマンドオブジェクトのそれぞれのメソッドを呼び出します。
レシーバー: アクションを実行するためのデータとロジックを持つ実際のオブジェクト。レシーバーは、インボーカーから受け取ったコマンドに基づいてその状態を変更します。

複雑なコマンドの実装

新しいノードオブジェクトを挿入したり、参照を作成したりするような複雑なコマンドについては、各コマンドが修正を効果的に実行およびアンドゥするために必要なすべての情報をカプセル化するようにします。

複雑なコマンド作成の例ステップ

コマンドを定義する: コマンドインターフェースを実装する新しいクラスを作成し、操作に必要な特定のデータ（例：追加されるノードに関する詳細）を含めます。
実行メソッドを実装する: このメソッドは新しいノードをモデルに追加し、必要な参照を設定します。
アンドゥメソッドを実装する: このメソッドは追加されたノードを削除し、参照をクリーンアップします。

参照の管理

ノードに関連する参照を管理するために：

ノードを追加する際、コマンドは：
- 新しいノードと参照する線要素の両方への参照を格納する必要があります。
このコマンドのアンドゥメソッドは、ノードと参照が適切に元に戻されることを確認しなければなりません。

このアプローチの利点

効率性: アクションの詳細のみを保存し、メモリの使用を効率的にします。
シンプルさ: アンドゥ可能なアクションの管理においてより明確な構造を得ることができ、コードの保守性が向上します。
柔軟性: 新しいコマンドを追加して追加機能を管理することが容易にできます。

最後の考え

コマンドパターンを使用したアンドゥエンジンの実装は、設計を簡素化するだけでなく、モデリングツールのパフォーマンスと保守性を向上させます。全体のモデル状態ではなく、アクションとその逆転を追跡することで、より応答性が高く、メモリ効率の良いアプリケーションが実現できます。次回アンドゥ機能の設計に取り組む際は、よりスムーズなソリューションのためにコマンドパターンを活用することを検討してください。