NSUndoManager实战指南：iOS开发新手撤销操作实现-易源易彩

摘要

本文旨在为iOS开发新手提供一个关于NSUndoManager的简单示例。通过详细的代码示例，展示了如何利用NSUndoManager来管理用户操作的撤销与重做功能，特别关注了记录用户点击按钮操作并实现撤销的过程。为了便于理解，文中提供了多个实用的代码片段，帮助读者通过实际操作掌握NSUndoManager的基本用法。

关键词

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一、理解NSUndoManager的核心概念

1.1 NSUndoManager简介及其在iOS开发中的应用

在当今快节奏的移动应用开发领域，用户体验往往决定了一个应用能否从众多产品中脱颖而出。作为iOS开发者，张晓深知良好的交互设计对于提升用户满意度的重要性。NSUndoManager便是这样一个工具，它不仅简化了开发者的工作流程，还极大地增强了应用程序的功能性和可用性。NSUndoManager是苹果公司为开发者提供的一个强大的框架，它允许用户对之前的操作进行撤销或重做，从而使得应用更加人性化。在iOS开发中，NSUndoManager的应用场景非常广泛，无论是文本编辑、图像处理还是游戏开发，都能看到它的身影。通过合理地集成NSUndoManager，开发者可以轻松地为用户提供一个更加流畅且安全的使用体验。

1.2 撤销与重做操作的基本原理

要理解NSUndoManager是如何工作的，首先需要了解撤销与重做操作背后的基本原理。当用户执行某项操作时，比如在文本编辑器中输入文字或者删除图片，系统会将这些动作记录下来，并保存在一个称为“操作栈”的数据结构中。NSUndoManager负责管理和维护这个栈，当用户选择撤销操作时，它会从栈顶取出最近的一次操作并逆向执行，恢复到该操作前的状态。相反地，如果用户想要重做某个已被撤销的动作，则可以从另一个称为“重做栈”的地方找回对应的操作记录并重新执行。这种机制确保了用户可以在不丢失任何重要信息的情况下自由地探索不同的可能性，极大地提升了应用的灵活性和友好度。通过这种方式，NSUndoManager不仅简化了开发者的编码任务，同时也为最终用户带来了极大的便利。

二、NSUndoManager的初始化与配置

2.1 如何创建并初始化NSUndoManager对象

在iOS开发中，正确地创建和初始化NSUndoManager对象是实现撤销与重做功能的第一步。张晓建议，为了确保每个操作都能被准确地记录和管理，开发者应当为每一个需要支持撤销功能的上下文环境单独创建一个NSUndoManager实例。例如，在一个具有多视图界面的应用程序中，每个视图控制器都可能需要有自己的撤销管理器。这是因为不同的视图可能会同时进行独立的操作，如果共用同一个撤销管理器，可能会导致操作之间的干扰。

创建NSUndoManager实例的方法非常直接。在Swift中，只需简单地声明一个NSUndoManager类型的变量，并分配一个新的实例即可：

let undoManager = NSUndoManager()

接下来，每当用户执行一个可撤销的操作时，如点击“add”按钮来增加数值，就需要通知undoManager开始记录这次操作。这通常通过调用beginUndoing()方法来实现，告诉undoManager准备记录即将发生的变化。一旦操作完成，应调用endUndoing()来结束本次记录。如果操作过程中发生了错误，则应该调用discardUndoRegistration()来取消此次记录，防止无效的操作被加入到撤销队列中。

2.2 配置NSUndoManager以适应不同场景的需求

为了让NSUndoManager更好地服务于特定的应用场景，开发者需要根据实际情况调整其配置。例如，在一些复杂的编辑应用中，可能希望将一系列连续的小操作合并成一个大的撤销步骤，这样可以减少撤销栈的深度，提高性能。此时，可以使用beginUndoGrouping()和endUndoGrouping()方法来实现这一目的。当这两个方法被配对使用时，它们之间的所有操作都会被视为一个整体，用户可以选择一次性撤销或重做整个组的操作。

此外，对于那些需要长时间运行的任务，如批量导入数据或大规模的文件处理，为了避免在操作过程中意外断电而导致数据丢失，可以设置NSUndoManager的shouldSaveUnregisteredUndoInfo属性为true。这样做可以让undoManager在适当的时候自动保存未注册的撤销信息，即使应用程序崩溃也能保证用户的进度不会完全丢失。

通过上述方式，NSUndoManager不仅能够满足基本的撤销需求，还能灵活应对各种复杂情况，为用户提供更加稳定可靠的服务。

三、记录用户操作

3.1 使用NSUndoManager记录用户点击事件

在iOS应用开发中，一个常见的需求就是记录用户的交互行为，以便于在必要时能够回溯这些操作。张晓深知这一点的重要性，尤其是在涉及到频繁的用户输入或状态更改的应用场景下。例如，当用户在一款记账应用中不断添加新的消费记录时，如果能够方便地撤销这些操作，无疑会极大地提升用户体验。为此，张晓决定通过一个具体的例子来展示如何使用NSUndoManager来记录用户点击按钮的行为。

假设我们有一个简单的计数器应用，用户每点击一次“add”按钮，计数器的值就会增加。为了实现撤销功能，我们需要在每次点击事件发生时调用undoManager的相关方法来记录当前的操作。具体来说，当用户点击按钮时，我们可以这样做：

// 开始记录操作
undoManager?.beginUndoing()

// 执行实际的业务逻辑，比如增加计数器的值
count += 1

// 结束记录
undoManager?.endUndoing()

这里的关键在于正确地调用beginUndoing()和endUndoing()方法，以确保每一次有意义的操作都被完整地记录下来。值得注意的是，如果在执行业务逻辑的过程中出现了异常，我们应该调用discardUndoRegistration()来清除这次未完成的操作记录，避免给撤销栈带来不必要的负担。

3.2 如何处理复杂的用户操作序列

随着应用功能的日益丰富，用户可能需要执行一系列复杂的操作才能完成某项任务。在这种情况下，简单的单步撤销显然无法满足需求。张晓认为，这时候就需要利用NSUndoManager提供的高级特性——操作分组，来更高效地管理这些操作。

操作分组允许我们将一系列相关联的操作视为一个整体，用户可以选择一次性撤销或重做整个组的操作。这对于提高用户体验尤其重要，因为它减少了撤销栈的深度，使得撤销过程更加直观和高效。实现这一功能的关键在于正确地使用beginUndoGrouping()和endUndoGrouping()方法。例如：

// 开始一个新的撤销组
undoManager?.beginUndoGrouping()

// 执行一系列相关的操作
for item in items {
    // 每个item代表一个需要执行的操作
    performOperation(item)
}

// 结束当前的撤销组
undoManager?.endUndoGrouping()

通过这样的方式，我们不仅能够有效地管理复杂的用户操作序列，还能确保撤销功能的实现既简洁又强大。张晓相信，只要掌握了这些技巧，即使是初学者也能快速上手，为自己的应用增添一份专业感。

四、撤销与重做操作的实现

4.1 通过NSUndoManager执行撤销操作

在iOS应用开发中，撤销功能是提升用户体验的重要组成部分。当用户不小心执行了一个错误的操作时，能够迅速地撤回到之前的状态，无疑是一种极大的安慰。张晓深知这一点的重要性，因此在她的教程中，特别强调了如何利用NSUndoManager来实现这一功能。通过前面章节的学习，读者已经了解了如何创建和配置NSUndoManager对象，以及如何记录用户的基本操作。现在，让我们进一步探讨如何通过NSUndoManager来执行撤销操作。

在Swift中，撤销操作主要通过调用undo()方法来实现。当用户触发撤销请求时，NSUndoManager会自动从撤销栈中取出最近的一个操作并逆向执行，从而恢复到该操作前的状态。例如，在一个简单的计数器应用中，如果用户连续点击了多次“add”按钮，那么只需要调用undoManager.undo()，就可以依次撤销这些操作，使计数器的值逐步减小，直到用户停止撤销为止。

if let canUndo = undoManager?.canUndo, canUndo {
    undoManager?.undo()
}

以上代码检查了undoManager是否可以执行撤销操作，如果可以，则调用undo()方法。这种简洁的实现方式不仅易于理解，而且非常高效。张晓提醒开发者们，在编写撤销逻辑时，一定要注意检查undoManager.canUndo的值，以避免在没有可撤销操作的情况下尝试执行撤销，从而引发不必要的错误。

4.2 实现重做功能，恢复用户操作

除了撤销之外，重做功能同样重要。有时候，用户可能会误撤销了一些他们实际上并不想撤销的操作，这时，能够提供一种简便的方式来恢复这些操作就显得尤为重要了。幸运的是，NSUndoManager同样为我们提供了实现重做功能的方法。

在Swift中，重做操作主要是通过调用redo()方法来完成的。当用户执行了一次撤销操作后，相应的操作会被存储在重做栈中。如果用户随后想要恢复这个操作，只需要调用undoManager.redo()即可。与撤销类似，我们也需要检查undoManager.canRedo的值，以确保只有在存在可重做的操作时才执行重做。

if let canRedo = undoManager?.canRedo, canRedo {
    undoManager?.redo()
}

通过这种方式，我们不仅能够为用户提供一个完整的撤销/重做体验，还能确保整个过程既流畅又可靠。张晓强调，无论是在实现撤销还是重做功能时，都应该注重用户体验，确保操作的连贯性和一致性。只有这样，才能真正让用户感受到应用的人性化设计，从而提升他们的满意度和忠诚度。

五、代码实践与案例分析

5.1 一个简单的NSUndoManager使用示例

为了帮助读者更好地理解NSUndoManager的实际应用，张晓决定通过一个具体的示例来展示如何在iOS应用中实现基本的撤销功能。假设我们正在开发一个简单的记账应用，用户可以在此应用中记录日常开销。为了增强用户体验，张晓计划添加撤销功能，使得用户能够在不小心输入错误时，能够轻松地撤销最近的操作。

首先，我们需要创建一个NSUndoManager实例，并将其与我们的视图控制器关联起来。在Swift中，这可以通过简单的几行代码来实现：

var undoManager: NSUndoManager?

override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    undoManager = NSUndoManager()
}

接下来，当用户点击“add”按钮来增加一条新的消费记录时，我们需要确保这次操作被记录下来。这可以通过调用beginUndoing()和endUndoing()方法来实现：

@IBAction func addExpense(_ sender: UIButton) {
    // 开始记录操作
    undoManager?.beginUndoing()
    
    // 假设我们有一个名为expenses的数组用来存储所有的消费记录
    expenses.append(Expense(amount: 50, description: "Coffee"))
    
    // 结束记录
    undoManager?.endUndoing()
}

在这个例子中，我们假设Expense是一个简单的模型类，用来存储消费金额和描述。当用户点击“add”按钮时，一个新的消费记录被添加到了expenses数组中，并且整个过程被NSUndoManager记录了下来。如果在这期间发生了任何异常，我们应该调用discardUndoRegistration()来清除这次未完成的操作记录，避免给撤销栈带来不必要的负担。

最后，为了让用户能够撤销最近的操作，我们需要实现一个撤销按钮。当用户点击这个按钮时，我们可以通过调用undo()方法来撤销最近的一次操作：

@IBAction func undoAction(_ sender: UIButton) {
    if let canUndo = undoManager?.canUndo, canUndo {
        undoManager?.undo()
    }
}

这段代码首先检查了undoManager是否可以执行撤销操作，如果可以，则调用undo()方法。通过这种方式，我们不仅实现了基本的撤销功能，还确保了整个过程既简洁又高效。

5.2 高级用法：处理复杂交互和状态管理

随着应用功能的日益丰富，用户可能需要执行一系列复杂的操作才能完成某项任务。在这种情况下，简单的单步撤销显然无法满足需求。张晓认为，这时候就需要利用NSUndoManager提供的高级特性——操作分组，来更高效地管理这些操作。

操作分组允许我们将一系列相关联的操作视为一个整体，用户可以选择一次性撤销或重做整个组的操作。这对于提高用户体验尤其重要，因为它减少了撤销栈的深度，使得撤销过程更加直观和高效。实现这一功能的关键在于正确地使用beginUndoGrouping()和endUndoGrouping()方法。

例如，假设我们正在开发一个图像编辑应用，用户可以在这个应用中对图片进行多种编辑操作，如裁剪、旋转和调整亮度等。为了确保用户能够方便地撤销这些操作，我们可以使用操作分组来将这些操作组合在一起：

func applyMultipleEdits(to image: UIImage) {
    undoManager?.beginUndoGrouping()
    
    // 应用一系列编辑操作
    let croppedImage = crop(image: image, toRect: CGRect(x: 0, y: 0, width: 200, height: 200))
    let rotatedImage = rotate(image: croppedImage, byDegrees: 90)
    let adjustedImage = adjustBrightness(image: rotatedImage, byFactor: 0.5)
    
    // 结束当前的撤销组
    undoManager?.endUndoGrouping()
}

在这个例子中，我们首先调用beginUndoGrouping()来开始一个新的撤销组，然后执行一系列编辑操作，最后调用endUndoGrouping()来结束当前的撤销组。通过这种方式，用户可以选择一次性撤销或重做整个组的操作，而不是逐个撤销或重做每个单独的操作。

通过上述方式，NSUndoManager不仅能够满足基本的撤销需求，还能灵活应对各种复杂情况，为用户提供更加稳定可靠的服务。张晓相信，只要掌握了这些技巧，即使是初学者也能快速上手，为自己的应用增添一份专业感。

六、性能优化与常见问题

6.1 NSUndoManager的性能考虑

尽管NSUndoManager为iOS应用带来了极大的便利，但在实际开发过程中，张晓也意识到，不当的使用方式可能会对应用的性能产生负面影响。特别是在处理大量数据或执行复杂操作时，如果不加以优化，NSUndoManager可能会成为拖累应用响应速度的罪魁祸首。因此，在设计和实现撤销功能时，性能优化是一个不容忽视的环节。

1. 控制撤销栈的大小

张晓建议开发者们在使用NSUndoManager时，应该合理控制撤销栈的大小。撤销栈的大小直接影响着内存的占用量，如果栈过大，不仅会消耗更多的内存资源，还可能导致应用变得迟钝。为了平衡用户体验与性能，张晓推荐设置一个合理的撤销次数上限，例如限制用户最多可以撤销最近的20次操作。这样既能满足大多数用户的撤销需求，又能有效避免因撤销栈过大而带来的性能问题。

2. 合理使用撤销组

正如前文所述，合理地使用撤销组可以显著提高撤销功能的效率。张晓指出，在处理一系列连续的小操作时，将它们合并成一个大的撤销步骤不仅可以减少撤销栈的深度，还能提高撤销操作的速度。例如，在一个文本编辑器中，如果用户连续输入了多个字符，可以将这些输入合并为一个撤销步骤，这样用户在撤销时就能一次性恢复到输入前的状态，而不是逐个字符地撤销。

3. 适时清理撤销信息

在长时间使用应用的过程中，撤销栈可能会积累大量的撤销信息。为了保持应用的良好性能，张晓建议开发者定期清理撤销栈中的旧信息。例如，当用户关闭某个页面或退出应用时，可以调用discardAllUndoneChanges()方法来清空撤销栈，释放内存资源。此外，还可以设置一个定时任务，每隔一段时间自动清理撤销栈，确保其始终保持在一个合理的大小范围内。

通过上述措施，NSUndoManager不仅能为用户提供便捷的撤销功能，还能在不影响应用性能的前提下，为用户带来更加流畅的使用体验。

6.2 解决使用NSUndoManager时可能遇到的问题

在实际开发过程中，张晓发现许多开发者在使用NSUndoManager时经常会遇到一些棘手的问题。为了帮助大家更好地应对这些问题，她总结了几种常见问题及其解决方案。

1. 操作记录丢失

有时，开发者可能会遇到操作记录丢失的情况，即用户执行的操作未能被正确地记录下来。这通常是由于在调用beginUndoing()和endUndoing()方法时出现错误所致。为了避免这种情况的发生，张晓建议在每次执行可撤销操作之前，都要确保先调用了beginUndoing()方法，并在操作完成后调用endUndoing()方法。如果在执行过程中发生了异常，应该及时调用discardUndoRegistration()来清除这次未完成的操作记录，避免给撤销栈带来不必要的负担。

2. 撤销功能失效

在某些情况下，用户可能会发现撤销功能失效，即无法撤销之前的操作。这可能是由于undoManager对象未被正确初始化或配置所导致。张晓提醒开发者们，在创建NSUndoManager实例时，一定要确保每个需要支持撤销功能的上下文环境都有一个独立的undoManager实例。此外，还需要检查undoManager.canUndo的值，确保只有在存在可撤销操作时才执行撤销操作。

3. 性能瓶颈

当应用处理大量数据或执行复杂操作时，NSUndoManager可能会成为性能瓶颈。张晓建议开发者们在设计撤销功能时，充分考虑性能因素。例如，可以通过限制撤销次数、合理使用撤销组以及适时清理撤销信息等方式来优化性能。此外，还可以利用shouldSaveUnregisteredUndoInfo属性来自动保存未注册的撤销信息，即使应用程序崩溃也能保证用户的进度不会完全丢失。

通过采取这些措施，开发者不仅能够解决使用NSUndoManager时可能遇到的问题，还能确保应用在提供强大撤销功能的同时，保持良好的性能表现。张晓相信，只要掌握了这些技巧，即使是初学者也能快速上手，为自己的应用增添一份专业感。

七、总结与进阶建议

7.1 巩固NSUndoManager的使用技巧

在掌握了NSUndoManager的基础用法之后，张晓深知，要想真正发挥出这一工具的强大功能，还需要不断地巩固和深化理解。她强调，对于iOS开发者而言，熟练运用NSUndoManager不仅能够提升应用的质量，更能为用户提供更加人性化的体验。以下是几个关键点，帮助开发者们进一步巩固NSUndoManager的使用技巧：

深入理解撤销与重做的机制：虽然前文已经介绍了撤销与重做操作的基本原理，但张晓认为，开发者们应该进一步探究其背后的实现细节。例如，了解NSUndoManager内部是如何维护撤销栈和重做栈的，以及它是如何决定何时保存撤销信息的。这种深层次的理解有助于开发者在遇到复杂问题时，能够更快地找到解决方案。
实践中的注意事项：在实际项目中，张晓建议开发者们要注意以下几点：首先，确保每次执行可撤销操作时，都正确地调用了beginUndoing()和endUndoing()方法；其次，在处理异常情况时，务必记得调用discardUndoRegistration()来清除未完成的操作记录；最后，定期检查撤销栈的状态，避免因撤销信息积累过多而导致性能下降。
优化撤销功能：为了提升用户体验，张晓推荐开发者们在设计撤销功能时，考虑到实际应用场景的特点。例如，在一个文本编辑器中，可以将连续的字符输入合并为一个撤销步骤，这样不仅减少了撤销栈的深度，还提高了撤销操作的速度。此外，还可以通过设置撤销次数上限来控制撤销栈的大小，从而在保证功能性的前提下，优化应用性能。

通过这些技巧的不断练习与应用，开发者们不仅能够更加熟练地使用NSUndoManager，还能在实际工作中遇到挑战时，从容应对，为用户提供更加稳定可靠的撤销功能。

7.2 为iOS开发者提供的进阶学习建议

对于那些希望在iOS开发领域更进一步的开发者们，张晓给出了以下几点宝贵的建议：

持续学习最新的技术动态：iOS开发是一个快速发展的领域，新技术和新框架层出不穷。张晓鼓励开发者们时刻关注苹果官方发布的最新文档和技术博客，及时了解最新的技术趋势和发展方向。通过不断学习，开发者们可以掌握最新的工具和技术，从而在竞争激烈的市场中保持领先优势。
参与社区交流与合作：张晓深知，一个人的力量总是有限的。她建议开发者们积极参与各种技术社区和论坛，与其他开发者分享经验、交流心得。通过这种形式的合作与交流，不仅可以获得宝贵的反馈和建议，还能结识志同道合的朋友，共同成长进步。
实践是最好的老师：理论知识固然重要，但只有通过不断的实践，才能真正掌握一门技术。张晓鼓励开发者们在学习过程中，多动手实践，尝试将学到的知识应用到实际项目中去。无论是开发一个小工具，还是参与开源项目，都能让开发者们在实践中不断积累经验，提升自己的技术水平。

通过遵循这些建议，张晓相信，即使是初学者也能在短时间内迅速提升自己的iOS开发能力，为自己的职业生涯打下坚实的基础。

八、总结

通过本文的详细讲解，张晓希望每位iOS开发新手都能掌握NSUndoManager的基本用法，并能在实际项目中灵活运用。从理解NSUndoManager的核心概念到实现撤销与重做功能的具体步骤，再到处理复杂交互和状态管理的高级技巧，本文涵盖了NSUndoManager使用的方方面面。张晓强调，合理地控制撤销栈的大小、适时清理撤销信息以及合理使用撤销组，都是优化应用性能的关键。面对可能遇到的问题，如操作记录丢失或撤销功能失效，开发者应学会正确地调用相关方法，并确保undoManager对象被正确初始化和配置。总之，通过不断实践与学习，开发者不仅能够提升自己的技术水平，还能为用户提供更加稳定和人性化的撤销体验。