在开发电子白板应用时，撤销和重做功能是提升用户体验的核心功能。本文将深入解析如何通过React+Canvas实现高性能的历史记录管理，教你用不到100行代码打造专业级的笔迹回溯功能！

一、为什么选择ImageData方案？

方案对比表

选择getImageData的方案在实现复杂度和内存消耗间取得完美平衡，特别适合需要完整像素级还原的绘图场景。

二、三步实现核心逻辑

1. 状态管理初始化

const Whiteboard = () => {
  const canvasRef = useRef(null);
  const [undoStack, setUndoStack] = useState([]);
  const [redoStack, setRedoStack] = useState([]);
  
  // 初始化画布
  useEffect(() => {
    const canvas = canvasRef.current;
    if (!canvas) return;
    
    const ctx = canvas.getContext('2d');
    canvas.width = 1200;
    canvas.height = 800;
    ctx.fillStyle = 'white';
    ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  }, []);

2. 绘制完成时保存状态

const saveState = () => {
  const canvas = canvasRef.current;
  if (!canvas) return;

  const ctx = canvas.getContext('2d');
  const imageData = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  
  setUndoStack(prev => [...prev, imageData]);
  setRedoStack([]); // 新操作时清空重做栈
};

// 在鼠标抬起时触发保存
const handleMouseUp = () => {
  saveState();
};

3.实现撤销/重做操作

const undo = () => {
  setUndoStack(prev => {
    if (prev.length === 0) return prev;
    
    const ctx = canvasRef.current?.getContext('2d');
    const newStack = [...prev];
    const lastState = newStack.pop()!;
    
    setRedoStack(prevRedo => [...prevRedo, lastState]);
    ctx?.putImageData(newStack[newStack.length - 1], 0, 0);
    return newStack;
  });
};

const redo = () => {
  setRedoStack(prev => {
    if (prev.length === 0) return prev;
    
    const ctx = canvasRef.current?.getContext('2d');
    const newRedo = [...prev];
    const nextState = newRedo.pop()!;
    
    ctx?.putImageData(nextState, 0, 0);
    setUndoStack(prevUndo => [...prevUndo, nextState]);
    return newRedo;
  });
};

三、性能优化关键点

1.内存控制

• 设置最大历史记录数（推荐50-100步）

const MAX_HISTORY = 50;

setUndoStack(prev => {
  const newStack = [...prev, imageData];
  return newStack.slice(-MAX_HISTORY);
});

2.节流处理

let isDrawing = false;

const handleMouseMove = throttle((e: MouseEvent) => {
  if (!isDrawing) return;
  // 绘制逻辑...
}, 16); // 60fps节流

四。扩展思考

1. 混合方案优化

• 大尺寸画布：ImageData + 操作命令记录
• 矢量图形：单独存储路径数据

2. 协同白板场景

• 操作ID时间戳
• 增量式状态同步

3. 本地存储集成

// 保存到localStorage
const saveToLocal = () => {
  const data = canvasRef.current?.toDataURL();
  localStorage.setItem('whiteboard', data);
};

结语

通过ImageData实现撤销重做是Canvas绘图应用的经典解决方案，在React生态中结合状态管理可以轻松构建出高性能的电子白板。后续可以继续探索：

• Web Worker离线渲染
• 基于WebSocket的实时同步
• 机器学习笔迹预测

相关技术栈：
React 18 | TypeScript 5 | Canvas API | 状态管理

延伸阅读：

• 《Canvas高级动画技术》
• 《React性能优化实战》
• 《分布式协同编辑算法》

希望本文能为你的Canvas应用开发带来启发！如果有任何问题，欢迎在评论区交流讨论。