设计模式之备忘录模式

一、备忘录模式

  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。

• 原发器(Originator)角色：原发器根据需要决定将自己的哪些内部状态保存到备忘录中，并可以使用备忘录来恢复内部状态。

• 备忘录(Memento)角色：负责存储原发器对象的内部状态，但是具体需要存储哪些状态是由原发器对象来决定的。另外备忘录应该只能由原发器对象来访问它内部的数据，原发器外部的对象不应该访问到备忘录对象的内部数据。为了控制对备忘录对象的访问，备忘录模式中出现了窄接口和宽接口的概念。

  • 窄接口：管理者只能看到备忘录的窄接口，窄接口的实现中通常没有任何的方法，只是一个类型标识。窄接口使得管理者只能将备忘录传递给其他对象。
  • 宽接口：原发器能够看到备忘录的宽接口，从而可以从备忘录中获取到所需的数据，来将自己恢复到备忘录中所保存的状态。理想情况是：只允许生成备忘录的原发器来访问该备忘录的内部状态，通常实现成为原发器内的一个私有内部类。

• 管理者(Caretaker)角色：备忘录管理者，或者称为备忘录负责人。主要负责保存好备忘录对象，但是不能对备忘录对象的内容进行操作或检查。

二、备忘录模式实现方式

1、备忘录角色

//宽接口
public class Memento {

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

//窄接口
public interface Memento {
 
}
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2、原发器角色

//宽接口
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();
   }
}

//窄接口
public class Originator {
   private String state;
 
   public void setState(String state){
      this.state = state;
   }
 
   public String getState(){
      return state;
   }
 
   public Memento saveStateToMemento(){
      return new MementoImpl(state);
   }
 
   public void getStateFromMemento(Memento Memento){
   	  MementoImpl mementoImpl = (MementoImpl) memento;
      state = Memento.getState();
   }
   /**
     * 真正的备忘录对象，实现了备忘录窄接口 实现成私有的内部类，不让外部访问
     */
    private static class MementoImpl implements  Memento {
        private String state;

        public MementoImpl(String state) {
            super();
            this.state = state;
        }

        public String getState() {
            return state;
        }
    }

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3、管理者角色

对备忘录进行管理、保存和提供备忘录，只能将备忘录传递给其他角色

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

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());
   }
}
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结果

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

三、备忘录模式总结

优点

• 状态恢复机制，使得用户可以方便地回到一个特定的历史步骤，当新的状态无效或者存在问题时，可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原。
• 信息的封装，一个备忘录对象是一种原发器对象状态的表示，不会被其他代码所改动。备忘录保存了原发器的状态，采用列表、堆栈等集合来存储备忘录对象可以实现多次撤销操作。

缺点

• 如果需要保存的状态过多时，每一次保存都会消耗很多内存(所以可以结合原型模式使用)。

使用场景

• 需要保存和恢复数据的相关场景；
• 提供一个可回滚的操作，如ctrl+z、浏览器回退按钮、Backspace键等；
• 需要监控的副本场景；