设计模式之备忘录模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

备忘录模式（Memento Pattern）保存一个对象的某个状态，以便在适当的时候恢复对象，备忘录模式属于行为型模式。备忘录模式允许在不破坏封装性的前提下，捕获和恢复对象的内部状态。

一、备忘录模式的介绍

意图

在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并允许在对象之外保存和恢复这些状态。

主要解决的问题

允许捕获并保存一个对象的内部状态，以便在将来可以恢复到该状态，实现撤销和回滚操作。

使用场景

当需要提供一种撤销机制，允许用户回退到之前的状态时。

实现方式

1. 创建备忘录类：用于存储和封装对象的状态。

2. 创建发起人角色：负责创建备忘录，并根据需要恢复状态。

3. 创建备忘录管理类（可选）：负责管理所有备忘录对象。

关键代码

1. 备忘录：存储发起人的状态信息。

2. 发起人：创建备忘录，并根据备忘录恢复状态。

结构

备忘录模式包含以下几个主要角色：

1. 备忘录（Memento）：负责存储原发器对象的内部状态。备忘录可以保持原发器的状态的一部分或全部信息。

2. 原发器（Originator）：创建一个备忘录对象，并且可以使用备忘录对象恢复自身的内部状态。原发器通常会在需要保存状态的时候创建备忘录对象，并在需要恢复状态的时候使用备忘录对象。

3. 负责人（Caretaker）：负责保存备忘录对象，但是不对备忘录对象进行操作或检查。负责人只能将备忘录传递给其他对象。

应用实例

1. 后悔药：提供一种撤销操作的功能。

2. 游戏存档：保存游戏进度，允许玩家加载之前的存档。

3. Windows中的Ctrl+Z：实现撤销操作。

4. IE浏览器的后退：允许用户回退到之前的页面。

5. 数据库事

6. 务管理：通过事务日志保存状态，实现回滚。
   

二、备忘录模式的优缺点

优点

1. 提供状态恢复机制：允许用户方便地回到历史状态。

2. 封装状态信息：用户不需要关心状态的保存细节。

缺点

1. 资源消耗：如果对象的状态复杂，保存状态可能会占用较多资源。

三、备忘录模式的使用建议

1. 在需要保存和恢复数据状态的场景中使用备忘录模式。

2. 考虑使用原型模式结合备忘录模式，以节约内存。

3. 为了降低耦合度，应通过备忘录管理类间接管理备忘录对象。

4. 备忘录模式应谨慎使用，避免过度消耗系统资源。

四、备忘录模式的实现

备忘录模式使用三个类 Memento、Originator 和 CareTaker。Memento 包含了要被恢复的对象的状态。Originator 创建并在 Memento 对象中存储状态。Caretaker 对象负责从 Memento 中恢复对象的状态。

MementoPatternDemo，我们的演示类使用 CareTaker 和 Originator 对象来显示对象的状态恢复。

1. 步骤 1：创建 Memento 类。

Memento.java

public class Memento {
   private String state;
 
   public Memento(String state){
      this.state = state;
   }
 
   public String getState(){
      return state;
   }  
}

1. 步骤 2：创建 Originator 类。

Originator.java

public class Originator {
   private String state;
 
   public void setState(String state){
      this.state = state;
   }
 
   public String getState(){
      return state;
   }
 
   public Memento saveStateToMemento(){
      return new Memento(state);
   }
 
   public void getStateFromMemento(Memento Memento){
      state = Memento.getState();
   }
}

1. 步骤 3：创建 CareTaker 类。

CareTaker.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class CareTaker {
   private List<Memento> mementoList = new ArrayList<Memento>();
 
   public void add(Memento state){
      mementoList.add(state);
   }
 
   public Memento get(int index){
      return mementoList.get(index);
   }
}

1. 步骤 4：使用 CareTaker 和 Originator 对象。

MementoPatternDemo.java

public class MementoPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Originator originator = new Originator();
      CareTaker careTaker = new CareTaker();
      originator.setState("State #1");
      originator.setState("State #2");
      careTaker.add(originator.saveStateToMemento());
      originator.setState("State #3");
      careTaker.add(originator.saveStateToMemento());
      originator.setState("State #4");
 
      System.out.println("Current State: " + originator.getState());    
      originator.getStateFromMemento(careTaker.get(0));
      System.out.println("First saved State: " + originator.getState());
      originator.getStateFromMemento(careTaker.get(1));
      System.out.println("Second saved State: " + originator.getState());
   }
}

1. 步骤 5：验证输出。

Current State: State #4
First saved State: State #2
Second saved State: State #3

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