【Python笔记-设计模式】备忘录模式

一、说明

备忘录模式是一种行为设计模式，允许在不暴露对象实现细节的情况下保存和恢复对象之前的状态。

(一) 解决问题

主要解决在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态，以便在需要时恢复对象到之前的状态。

(二) 使用场景

• 撤销操作、历史记录、快照等
• 需要保持对象的封装性，不希望暴露其内部状态的细节给外部时

二、结构

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

三、伪代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
__doc__ = """
备忘录模式
例：假设有一个文本编辑器应用程序，用户可以在其中编辑文本，并且可以撤销和恢复操作
"""
 
 
class Memento:
    """备忘录（Memento）"""
 
    def __init__(self, content):
        self._content = content
 
    def get_content(self):
        return self._content
 
 
class Originator:
    """原发器（Originator）"""
 
    def __init__(self):
        self._content = ""
 
    def type(self, text):
        self._content += text
 
    def get_content(self):
        return self._content
 
    def create_memento(self):
        return Memento(self._content)
 
    def restore_from_memento(self, memento):
        self._content = memento.get_content()
 
 
class Caretaker:
    """负责人（Caretaker）"""
 
    def __init__(self):
        self._mementos = []
 
    def add_memento(self, memento):
        print(f"当前内容: {memento.get_content()}")
        self._mementos.append(memento)
 
    def get_memento(self, index):
        print("撤销到指定步骤")
        return self._mementos[index]
 
 
if __name__ == "__main__":
    """
        当前内容: Hello, 
        当前内容: Hello, world!
        撤销到指定步骤
        当前内容: Hello, 
    """
    originator = Originator()
    caretaker = Caretaker()
 
    # 用户开始编辑文本
    originator.type("Hello, ")
    memento1 = originator.create_memento()
    caretaker.add_memento(memento1)
 
    # 用户继续编辑文本
    originator.type("world!")
    memento2 = originator.create_memento()
    caretaker.add_memento(memento2)
 
    # 用户撤销操作
    memento = caretaker.get_memento(0)
    originator.restore_from_memento(memento)
 
    print(f"当前内容: {memento.get_content()}")

四、优缺点

优点

• 封装性好：备忘录模式可以有效地封装对象的状态，不暴露其内部细节，符合面向对象设计的封装原则。
• 简化原始对象：备忘录模式可以将对象的状态保存在备忘录对象中，从而简化了原始对象的结构，使其更加清晰和易于维护。

缺点

• 性能影响：频繁保存和恢复对象状态可能会影响程序的性能，特别是在状态较大或者对象较复杂的情况下。
• 实现复杂度高：备忘录模式的实现可能较为复杂，特别是涉及到多个对象状态的保存和恢复时。

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