小谈设计模式（19）—备忘录模式

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主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结，希望有兴趣的小伙伴们可以看一下，会持续更新的。希望各位可以监督我，我们一起学习进步，加油，各位。

备忘录模式

备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，它允许在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便在需要时能将该对象恢复到原先保存的状态。

主要角色

发起人（Originator）

负责创建一个备忘录对象，用于保存自身状态，并可以使用备忘录对象来恢复自身状态。

备忘录（Memento）

用于存储发起人对象的内部状态，可以包含多个状态属性。

管理者（Caretaker）

负责保存备忘录对象，但不能对备忘录对象进行修改或检查。

应用场景

• 需要保存和恢复对象的内部状态，但不希望暴露对象实现细节。
• 需要在某个时间点保存对象的状态，并在需要时恢复到该状态。
• 需要实现撤销操作。

结构

• 发起人（Originator）
  负责创建一个备忘录对象，保存自身状态，并可以使用备忘录对象来恢复自身状态。可以通过构造函数或者setter方法将自身状态传递给备忘录对象。
• 备忘录（Memento）
  用于存储发起人对象的内部状态，可以包含多个状态属性。备忘录对象应该只能由发起人对象访问。
• 管理者（Caretaker）
  负责保存备忘录对象，但不能对备忘录对象进行修改或检查。可以使用栈或列表等数据结构来保存多个备忘录对象，以支持多次撤销操作。

实现步骤

• 在发起人类中，定义一个内部类作为备忘录类，该类用于保存发起人对象的状态。
• 在发起人类中，提供创建备忘录对象、恢复状态的方法。
• 在管理者类中，保存备忘录对象，并提供对外的保存和获取备忘录对象的方法。
• 在客户端中，通过发起人类和管理者类来实现对对象状态的保存和恢复操作。

Java程序实现

首先，我们定义发起人类（Originator）

public class Originator {
    private String state;

    public void setState(String state) {
        this.state = state;
    }

    public String getState() {
        return state;
    }

    public Memento createMemento() {
        return new Memento(state);
    }

    public void restoreMemento(Memento memento) {
        this.state = memento.getState();
    }
}

然后，定义备忘录类（Memento）

public class Memento {
    private String state;

    public Memento(String state) {
        this.state = state;
    }

    public String getState() {
        return state;
    }
}

接下来，定义管理者类（Caretaker）

public class Caretaker {
    private Memento memento;

    public void saveMemento(Memento memento) {
        this.memento = memento;
    }

    public Memento getMemento() {
        return memento;
    }
}

最后，我们可以在客户端中使用备忘录模式

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Originator originator = new Originator();
        originator.setState("State 1");

        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        caretaker.saveMemento(originator.createMemento());

        originator.setState("State 2");

        System.out.println("Current state: " + originator.getState());

        originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());

        System.out.println("Restored state: " + originator.getState());
    }
}

输出结果

Current state: State 2
Restored state: State 1

程序分析

以上代码演示了备忘录模式的基本用法。发起人类（Originator）保存了一个状态（state），并提供了创建备忘录和恢复状态的方法。管理者类（Caretaker）负责保存备忘录对象。在客户端中，我们可以通过发起人类和管理者类来实现对状态的保存和恢复操作。

优缺点分析

优点

• 发起人类与备忘录类解耦，发起人类不需要知道备忘录类的实现细节。
• 备忘录类对外提供只读的状态访问接口，保证了状态的安全性。
• 可以轻松实现撤销操作，只需要保存多个备忘录对象，并在需要时恢复到指定的状态。

缺点

• 如果需要保存的状态非常庞大，备忘录对象的创建和恢复操作可能会消耗大量的资源。

总结

备忘录模式通过将对象的状态保存到备忘录对象中，实现了状态的保存和恢复。它可以帮助我们实现撤销操作，以及在需要时恢复对象的状态。备忘录模式可以提高系统的灵活性和可维护性，但需要注意备忘录对象的创建和恢复操作可能会消耗较多的资源。在实际应用中，我们可以根据具体的需求和场景来选择是否使用备忘录模式。