图像编辑工具的高级设计模式

Question

我最近开始创建一个图像编辑工具，它将迎合一个非常具体的需求。这对那些打算使用它的人来说就像我自己的娱乐一样多。然而，我在早期遇到了一些架构上的障碍。

像任何图像编辑器一样，用户将使用“工具”来绘制和操作图像。我的第一次尝试由一个简单的界面组成：

public interface IDrawingTool
{
    void DrawEffect( Graphics g );
    // other stuff
}

这(我认为)将是好的和干净的，并将允许易于维护和扩展。只需在中添加接口对象，并在运行时调用所选接口对象的DrawEffect方法。

这种方法的问题是，不同的绘图工具不能清晰地附着在单个界面上。例如，钢笔工具只需知道要绘制的点即可工作。但是，矩形需要单击的第一个点，以及当前位置。多边形工具需要跟踪多次鼠标单击。

我想不出一个好的方法来实现这一点。我现在能想到的最好的方法是为每个工具包含一个switch语句和一个case，这意味着绘制逻辑将位于Canvas类中，而不是由工具类型对象封装。因为这是练习，我想以正确的方式来做这件事。提前感谢您的帮助。

Answer 1

好的，经验法则:如果您在代码草图中看到一条switch语句，则表明您需要改用多态性。因此，在这种情况下，您希望能够进行各种操作，并且您发现自己需要一个switch，因此您应该思考“我如何使用多态性使其成为某种东西？”

现在，让我们来看看Command模式，其中的对象是动词而不是名词。每个命令都实现一个doThis()方法；当您构造对象时，将确定命令将执行的操作。

public interface Command {
   public void doThis(Graphics g);  // I don't promise returning 
                                    // void is the best choice
   // Would it be better to return a Graphics object?
}

public class DrawRectangle implements Command {
   public DrawRectagle( Point topLeft, Point btmRight) { // ...
   }
   public void doThis(Graphics g){ // ...
   }
}

现在，考虑一下如果您想要实现撤销，您会做些什么

更新

好的，让我们再扩展一下。使用此模式的重点是确保客户不需要知道太多，除非您正在进行原始构造。因此，在这个例子中，让我们考虑一下画一个矩形。当您选择一个矩形工具时，您将在按钮单击事件处理程序上有一些代码(这都是伪代码btw)

 cmdlist = [] // empty list
 bool firstClick = true
 Point tl = br = new Point(0,0)
 onClick:
   if firstClick:
     get mouse position into tl
     firstClick = false
   else:
     get mouse position into br
     cmdlist.append(new DrawRectangle(tl, br))
     firstClick = true

现在，当您选择了矩形后，您可以向命令列表结构中添加一个DrawRectangle对象。一段时间后，您将遍历该列表

for cmd in cmdlist:
   cmd.doThis(Graphics g)

然后这些事情就完成了。现在应该很明显了，您可以通过向命令添加"undoThis“方法来实现撤消。当你创建一个命令时，你必须编译代码，这样对象才能知道如何撤销它自己。然后撤消意味着只从列表中删除最后一个命令对象，并执行其undoThis方法。

Answer 2

你可以把你的界面设计得复杂一点吗？让我们从一些代码开始，然后我将解释它是如何工作的。

public class AbstractDrawingTool {

    private Graphics g;

    void AbstractDrawingTool( Graphics g ) {
        this.g = g;
    }

    void keyDown(KeyEvent e);
    void keyUp(KeyEvent e);
    void mouseMove(MouseEvent e);
    void mouseClick(MouseEvent e);
    void drop();
    // other stuff
}

这个想法是，一旦用户开始使用特定的实现，就将用户输入传递给工具。这样，您就可以创建许多不同的绘图工具，所有工具都使用相同的界面。例如，一个简单的PointDrawingTool只会实现mouseClick事件来在画布上放置一个点。PolygonDrawingTool还将实现keyUp事件，以便在按下特定键(即退出键)时停止绘制线条。

一个特例是drop方法。它将被调用，以“删除”当前选择的工具。如果从工具栏或类似工具栏中选择了另一个实现，则会发生这种情况。

您还可以将此定义与命令模式结合使用。在这种情况下，AbstractDrawingTool的实现将负责创建命令接口的实例，并可能在操作完成后将它们放在堆栈上(即在画布上放置一个点)。

Answer 3

当我试图重新设计我的mapping SW以同时支持GDI+和Cairo图形库时，我遇到了类似的问题。我通过将绘图接口减少到一些常见的操作/原语来解决这个问题，请参阅下面的代码。

在这之后，你想要绘制的“效果”就是命令(就像查利说的那样)。它们使用IPainter接口进行绘制。这种方法的好处是，效果与GDI+这样的具体绘图引擎完全解耦。这对我来说很方便，因为我可以通过切换到Cairo engine将我的绘图导出为SVG。

当然，如果您需要一些额外的图形操作，则必须使用它来扩展IPainter接口，但基本原理保持不变。有关这方面的更多信息，请访问：http://igorbrejc.net/development/c/welcome-to-cairo

public interface IPainter : IDisposable
{
    void BeginPainting ();
    void Clear ();
    void DrawLines (int[] coords);
    void DrawPoint (int x, int y);
    void EndPainting ();
    void PaintCurve (PaintOperation operation, int[] coords);
    void PaintPolygon (PaintOperation operation, int[] coords);
    void PaintRectangle (PaintOperation operation, int x, int y, int width, int height);
    void SetHighQualityLevel (bool highQuality);
    void SetStyle (PaintingStyle style);
}

public class PaintingStyle
{
    public PaintingStyle()
    {
    }

    public PaintingStyle(int penColor)
    {
        this.penColor = penColor;
    }

    public int PenColor
    {
        get { return penColor; }
        set { penColor = value; }
    }

    public float PenWidth
    {
        get { return penWidth; }
        set { penWidth = value; }
    }

    private int penColor;
    private float penWidth;
}

public enum PaintOperation
{
    Outline,
    Fill,
    FillAndOutline,
}