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备忘录设计模式

  • 🚩什么是备忘录设计模式?
  • 🚩备忘录设计模式的特点
  • 🚩备忘录设计模式的结构
  • 🚩备忘录设计模式的优缺点
  • 🚩备忘录设计模式的Java实现
  • 🚩代码总结
  • 🚩总结

🚩什么是备忘录设计模式?

备忘录设计模式(Memento Pattern) 是一种 行为型设计模式,用于在不破坏对象封装性的前提下,捕获对象的内部状态,并在未来的某个时间点恢复到该状态。该模式可以帮助我们实现 撤销(Undo) 操作,常用于文本编辑器、事务管理等场景。

使用场景

  • 需要 保存和恢复对象的状态,比如 撤销/重做 功能

  • 需要 防止外部对象直接访问对象的私有状态,保持封装性

  • 需要 在历史记录中存储对象的多个状态,支持回溯

🚩备忘录设计模式的特点

  • 封装性:对象的状态被存储在备忘录中,避免外部访问

  • 状态恢复:允许对象恢复到之前的状态,支持回溯操作

  • 简化历史记录管理:可以存储多个历史状态,支持撤销、重做等功能

  • 解耦设计:原发器(Originator)与管理者(Caretaker)解耦,原发器只负责创建和恢复状态,管理者负责存储

🚩备忘录设计模式的结构

备忘录模式主要包含以下部分:

  • Originator(原发器):负责创建备忘录(Memento)并存储当前状态,支持从备忘录恢复状态

  • Memento(备忘录):存储原发器的状态,并提供恢复该状态的方法

  • Caretaker(管理者):负责存储多个备忘录对象,可以提供回溯功能

图例:在这里插入图片描述

🚩备忘录设计模式的优缺点

✅ 优点

  • 封装性好,外部对象无法直接访问对象的状态

  • 支持撤销和重做功能,适用于编辑器、事务管理等场景

  • 解耦原发器和管理者,增强了代码的可维护性

❌ 缺点

  • 内存消耗大,如果存储大量状态,可能会影响系统性能

  • 状态存储复杂,如果对象的状态较大,存储和恢复的成本较高

🚩备忘录设计模式的Java实现

代码地址:GitHub

  • 创建 Memento(备忘录) 类
/*** @author hanson* @description: 备忘录* @date 2025-03-25 22:57:26* @version: 1.0*/
public class Memento {// 备忘录private String state;public Memento(String state) {this.state = state;}public String getState() {return state;}
}
  • 创建Originator(原发器)
/*** @author hanson* @description: 原发器* @date 2025-03-25 22:56:35* @version: 1.0*/
public class Originator {// 原发器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 setMemento(Memento memento) {state = memento.getState();}
}
  • 创建Caretaker(管理者)
/*** @author hanson* @description: 管理者* @date 2025-03-25 22:58:35* @version: 1.0*/
public class Caretaker {// 管理者private List<Memento> mementoList = new ArrayList<>();public void addMemento(Memento state) {mementoList.add(state);}public Memento getMemento(int index) {// 判断参数是否合法if (index >= 1 && index <= mementoList.size()) {return mementoList.get(index - 1);}return null;}public void showMemento() {int cnt = 1;// for (遍历对象类型 对象名 : 遍历对象)for (Memento memento : mementoList) {System.out.println("第" + cnt + "次备份,状态为:" + memento.getState());cnt++;}}
}
  • 测试备忘录模式
/*** @author hanso* @description: 测试备忘录模式* @date 2025-03-25 23:00:25* @version: 1.0*/
public class MementoPattern {public static void main(String[] args) {Caretaker caretaker = new Caretaker();Originator originator = new Originator();originator.setState("1024");Memento backup1 = originator.createMemento();caretaker.addMemento(backup1);originator.setState("2048");Memento backup2 = originator.createMemento();caretaker.addMemento(backup2);originator.setState("4096");Memento backup3 = originator.createMemento();caretaker.addMemento(backup3);System.out.println(originator.getState());caretaker.showMemento();Memento memento1 = caretaker.getMemento(2);originator.setMemento(memento1);System.out.println("根据第2次备份还原之后的状态为:" + originator.getState());}
}

📌 运行结果

在这里插入图片描述

🚩代码总结

  • Originator(原发器):负责创建备忘录,并存储和恢复状态

  • Memento(备忘录):存储状态,不对外暴露内部信息

  • Caretaker(管理者):管理多个备忘录对象,提供状态回溯功能

  • 支持多次状态存储与回溯,可用于撤销/重做功能

🚩总结

  • 备忘录设计模式 适用于 状态恢复撤销/重做 等场景

  • 解耦设计,原发器与管理者独立,避免外部访问对象状态

  • 支持历史记录管理,但需要注意 内存消耗问题

  • 广泛应用 于 文本编辑器事务管理游戏存档

✅ Java源码中的应用场景:

  1. 数据库事务管理:

    • 事务回滚(Rollback)

    • 事务日志(Transaction Log)

  2. Spring 事务管理(TransactionManager):

    • 通过事务日志(Transaction Log)来支持回滚

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在这里插入图片描述

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