22 C++设计模式之备忘录（Memento）模式

备忘录（Memento）模式定义

备忘录（Memento）: 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。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态

备忘录（Memento）模式优缺点

优点

• 你可以在不破坏对象封装情况的前提下创建对象状态快照。
• 你可以通过让负责人维护原发器状态历史记录来简化原发器代码

缺点

• 如果客户端过于频繁地创建备忘录，程序将消耗大量内存。
• 负责人必须完整跟踪原发器的生命周期，这样才能销毁弃用的备忘录。
• 绝大部分动态编程语言（例如 PHP、 Python 和 JavaScript）不能确保备忘录中的状态不被修改。

备忘录（Memento）模式构成与实现

构成

• 原发器（Originator）类可以生成自身状态的快照，也可以在需要时通过快照恢复自身状态。
• 备忘录 （Memento） 是原发器状态快照的值对象 （valueobject）。通常做法是将备忘录设为不可变的，并通过构造函数一次性传递数据。
• 负责人（Caretaker）仅知道“何时”和“为何”捕捉原发器的状态，以及何时恢复状态。负责人通过保存备忘录栈来记录原发器的历史状态。当原发器需要回溯历史状态时，负责人将从栈中获取最顶部的备忘录，并将其传递给原发器的恢复（restoration）方法。
• 在该实现方法中，备忘录类将被嵌套在原发器中。这样原发器就可访问备忘录的成员变量和方法，即使这些方法被声明为私有。另一方面，负责人对于备忘录的成员变量和方法的访问权限非常有限：它们只能在栈中保存备忘录，而不能修改其状态。

实例

Memento.h：

#ifndef MEMENTO_H_
#define MEMENTO_H_

#include 

// 备忘录类保存编辑器的过往状态
class Snapshot {
 public:
    Snapshot(std::string text, int x, int y, double width)
        : text_(text), cur_x_(x), cur_y_(y), selection_width_(width) {}
    std::string get_text() {
        return text_;
    }
    int get_cur_x() {
        return cur_x_;
    }
    int get_cur_y() {
        return cur_y_;
    }
    double get_selection_width() {
        return selection_width_;
    }

 private:
    const std::string text_;
    const int cur_x_;
    const int cur_y_;
    const double selection_width_;
};

#endif  // MEMENTO_H_
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Originator.h:

#ifndef ORIGINATOR_H_
#define ORIGINATOR_H_

#include 
#include 
#include 
#include "Memento.h"

// 原发器中包含了一些可能会随时间变化的重要数据
// 它还定义了在备忘录中保存自身状态的方法, 以及从备忘录中恢复状态的方法
class Editor {
 public:
    void setText(std::string text) {
        text_ = text;
    }
    void setCursor(int x, int y) {
        cur_x_ = x;
        cur_y_ = y;
    }
    void setSelectionWidth(double width) {
        selection_width_ = width;
    }

    // 在备忘录中保存当前的状态
    std::shared_ptr<Snapshot> createSnapshot() {
        // 备忘录是不可变的对象, 因此原发器会将自身状态作为参数传递给备忘录的构造函数
        auto res = std::make_shared<Snapshot>(text_, cur_x_, cur_y_, selection_width_);
        printf("创建编辑器快照成功, text:%s x:%d y:%d width:%.2f\n", text_.c_str(), cur_x_, cur_y_, selection_width_);
        return res;
    }

    void resotre(std::shared_ptr<Snapshot> sptr_snapshot) {
        text_ = sptr_snapshot->get_text();
        cur_x_ = sptr_snapshot->get_cur_x();
        cur_y_ = sptr_snapshot->get_cur_y();
        selection_width_ = sptr_snapshot->get_selection_width();
        printf("恢复编辑器状态成功, text:%s x:%d y:%d width:%.2f\n", text_.c_str(), cur_x_, cur_y_, selection_width_);
    }

 private:
    // 文本
    std::string text_;
    // 光标位置
    int cur_x_;
    int cur_y_;
    // 当前滚动条位置
    double selection_width_;
};

#endif  // ORIGINATOR_H_
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Caretaker.h:

#ifndef CARETAKER_H_
#define CARETAKER_H_

#include 
#include "Memento.h"
#include "Originator.h"

class Command {
 public:
    explicit Command(Editor* e) : editor_(e) {}
    void makeBackup() {
        backup_ = editor_->createSnapshot();
    }
    void undo() {
        if (backup_) {
            editor_->resotre(backup_);
        }
    }

 private:
    Editor *editor_;
    std::shared_ptr<Snapshot> backup_;
};

#endif  // CARETAKER_H_
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main.cpp

#include "Caretaker.h"

int main() {


    system("chcp 65001");
    // 创建原发器和负责人
    Editor editor;
    Command command(&editor);

    // 定义初始状态
    editor.setText("TOMOCAT");
    editor.setCursor(21, 34);
    editor.setSelectionWidth(3.4);

    // 保存状态
    command.makeBackup();

    // 更改编辑器状态
    editor.setText("KKKK");
    editor.setCursor(111, 222);
    editor.setSelectionWidth(111.222);

    // 撤销
    command.undo();
    system("pause");

    return 0;
}
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输出：

Active code page: 65001
创建编辑器快照成功, text:TOMOCAT x:21 y:34 width:3.40
恢复编辑器状态成功, text:TOMOCAT x:21 y:34 width:3.40
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