命令模式如何实现撤销和重做？

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命令模式实现撤销重做的关键是让每个命令既能执行 execute()，也能反向恢复 undo()。执行成功后把命令压入撤销栈，撤销时弹出并调用 undo()，同时放入重做栈，重做时再调用 execute()。

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撤销重做通常需要两个栈：

undoStack：保存已执行、可撤销的命令
redoStack：保存已撤销、可重做的命令

流程：

执行新命令：调用 execute()，成功后压入 undoStack，清空 redoStack；
撤销：从 undoStack 弹出命令，调用 undo()，压入 redoStack；
重做：从 redoStack 弹出命令，调用 execute()，压回 undoStack。

注意：只有真正执行成功的命令才应该进入撤销栈。对于不可逆操作，比如真实付款、发送短信、删除远程资源，不能简单用 undo() 假装能完全恢复，往往要用补偿动作。

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一、为什么命令模式适合撤销重做

撤销重做的本质是：系统要记住用户做过什么，并且知道如何反向恢复。

如果代码是散落的方法调用：

editor.insertText("hello");
editor.deleteText(0, 2);

系统很难统一记录每种操作的恢复方式。

命令对象可以把执行和撤销封装在一起：

interface Command {
    void execute();
    void undo();
}

这样历史记录里保存的不是一段描述文字，而是一个可执行对象。

二、用两个栈管理撤销和重做

典型实现：

class CommandManager {
    private final Deque<Command> undoStack = new ArrayDeque<>();
    private final Deque<Command> redoStack = new ArrayDeque<>();

    void execute(Command command) {
        command.execute();
        undoStack.push(command);
        redoStack.clear();
    }

    void undo() {
        if (undoStack.isEmpty()) {
            return;
        }
        Command command = undoStack.pop();
        command.undo();
        redoStack.push(command);
    }

    void redo() {
        if (redoStack.isEmpty()) {
            return;
        }
        Command command = redoStack.pop();
        command.execute();
        undoStack.push(command);
    }
}

执行新命令后要清空重做栈，因为用户产生了新的操作分支，旧的重做历史已经不再符合当前状态。

三、命令对象要保存撤销所需的信息

以文本编辑器插入文本为例：

class InsertTextCommand implements Command {
    private final Editor editor;
    private final int position;
    private final String text;

    InsertTextCommand(Editor editor, int position, String text) {
        this.editor = editor;
        this.position = position;
        this.text = text;
    }

    public void execute() {
        editor.insert(position, text);
    }

    public void undo() {
        editor.delete(position, text.length());
    }
}

命令必须保存 position 和 text，否则撤销时不知道删哪里、删多少。

对于删除命令，则要保存被删除的原始内容。

四、撤销不等于把方法反着调一下

有些操作看起来有反向动作，但实际未必安全。

例如：

转账不能简单反向转账，可能涉及手续费、风控和账务流水；
发短信无法真正撤回；
删除云端文件可能需要回收站或快照；
扣库存要考虑并发和版本号。

这类场景更适合设计“补偿命令”，而不是简单 undo()。

五、撤销操作也可能失败

撤销不是天然可靠的。undo() 本身可能遇到数据库异常、网络失败、状态已变化等问题。

工程里要考虑：

撤销失败后命令栈如何处理；
是否需要事务包裹；
是否需要重试；
是否要提示用户手动处理；
是否要记录审计日志。

对于本地编辑器，撤销相对简单；对于分布式业务系统，撤销通常演化成 Saga 补偿或状态机回滚。

六、常见误区与追问

双栈模型要用明确序列验证：依次执行 A、B、C 后，undo 栈顶是 C；撤销 C 后它进入 redo 栈；此时若执行 D，redo 栈必须清空。命令还要保存执行前值，例如把字号从12改为18，撤销依据应是旧值12，而不是猜测一个“相反操作”。

检查维度	判定依据
新命令成功	压入 undo，清空 redo
撤销成功	undo 弹出并压入 redo

易错点：一旦撤销后产生新分支，旧 redo 历史已经不再对应当前状态。

误区：所有操作都可以无损撤销。 外部发送、支付和不可逆删除需要快照、软删除或补偿语义。
追问：命令执行失败要不要入 undo 栈？ 不应入栈；只有确认生效的命令才拥有可撤销历史。
误区：redo 只是再调用一次 execute。 若环境变化或 execute 非幂等，重做需要保存确定参数并重新校验前置条件。
追问：历史栈无限增长怎么办？ 设置数量或内存上限，并为大对象保存差量而非完整快照。
追问：多个操作能否合并为一次撤销？ 可以用宏命令或合并连续输入，但必须定义清晰的事务边界。

七、加强记忆

命令模式做撤销重做的关键是“命令对象自己知道怎么执行，也知道怎么恢复”。执行成功进撤销栈，撤销后进重做栈，新操作清空重做栈。遇到真实业务里的不可逆操作，要用补偿思路处理。

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