备忘录设计模式示例

本文是我们名为“ Java设计模式 ”的学院课程的一部分。

在本课程中，您将深入研究大量的设计模式，并了解如何在Java中实现和利用它们。您将了解模式如此重要的原因，并了解何时以及如何应用模式中的每一个。在这里查看！

1.简介

有时有必要记录对象的内部状态。在实施检查点和“撤消”机制时，这是必需的，该机制使用户退出尝试性操作或从错误中恢复。您必须将状态信息保存在某处，以便可以将对象还原到其先前的状态。但是对象通常封装了部分或全部状态，使得其他对象无法访问它，并且无法在外部保存。暴露此状态将违反封装，这可能会损害应用程序的可靠性和可扩展性。

可以使用Memento模式完成此操作，而无需暴露对象的内部结构。需要捕获其状态的对象称为始发者。

为了说明Memento模式的用法，我们来看一个示例。我们将创建一个包含两个双精度类型字段的类，并在其上运行一些数学运算。我们将为用户提供撤消操作。如果用户不满意某些操作后的结果，则用户可以调用撤消操作，该操作会将对象的状态恢复到最后保存的点。

该示例还包括一个保存点机制，用户可以使用该机制保存对象的状态。我们还将提供各种撤消操作。一个简单的撤消操作会将对象状态恢复到先前的保存点。具有指定保存点的撤消将还原对象的特定状态，而全部撤消将删除对象的所有已保存状态，并在创建对象时将其恢复为初始化状态。

在实施模式之前，让我们进一步了解Memento设计模式。

2.什么是Memento设计模式

Memento模式的目的是在不违反封装的情况下捕获并外部化对象的内部状态，以便以后可以将对象恢复为该状态。

图1

纪念品

存储原始对象的内部状态。纪念品可以根据原始创建者的判断存储尽可能多的原始内部状态。
防止发起者以外的对象访问。备忘录有效地具有两个接口。 Caretaker看到与Memento的接口很狭窄-它只能将Memento传递给其他对象。相反，Originator看到了一个广泛的接口，该接口使它可以访问将自身恢复到先前状态所需的所有数据。理想情况下，仅允许产生纪念品的始发者访问纪念品的内部状态。

鼻祖

创建一个包含其当前内部状态快照的纪念品。
使用纪念品恢复其内部状态。

看守人

负责纪念品的保管。
切勿操作或检查纪念品的内容。

当客户端想要保存发起者的状态时，它向发起者请求当前状态。发起方将恢复其状态所需的所有那些属性存储在称为Memento的单独对象中，并将其返回给客户端。因此，在给定的时间点，可以将Memento视为包含另一个对象的内部状态的对象。一个Memento对象必须对除原始者之外的所有对象隐藏原始者变量值。换句话说，它应该保护其内部状态，以防止除原始方以外的其他对象访问。为此，在允许始发者访问其内部状态的同时，应将Memento设计为提供对其他对象的受限访问。

当客户希望将发起者恢复到其先前的状态时，它只是将备忘录传递回发起者。始发者使用包含在memento中的状态信息，并将自身返回到存储在Memento对象中的状态。

3.实施Memento设计模式

package com.javacodegeeks.patterns.mementopattern;public class Originator {private double x;private double y;private String lastUndoSavepoint;CareTaker careTaker;public Originator(double x, double y,CareTaker careTaker){this.x = x;this.y = y;this.careTaker = careTaker;createSavepoint("INITIAL");}public double getX(){return x;}public double getY(){return y;}public void setX(double x) {this.x = x;}public void setY(double y) {this.y = y;}public void createSavepoint(String savepointName){careTaker.saveMemento(new Memento(this.x, this.y), savepointName);lastUndoSavepoint = savepointName;}public void undo(){setOriginatorState(lastUndoSavepoint);}public void undo(String savepointName){setOriginatorState(savepointName);}public void undoAll(){setOriginatorState("INITIAL");careTaker.clearSavepoints();}private void setOriginatorState(String savepointName){Memento mem = careTaker.getMemento(savepointName);this.x = mem.getX();this.y = mem.getY();}@Overridepublic String toString(){return "X: "+x+", Y: "+y;}}

上面是Originator类，其对象状态应保存在内存中。该类包含两个double类型的字段x和y ，并且还引用了CareTaker 。的CareTaker用来保存和检索代表该状态的纪念品对象Originator对象。

在构造函数中，我们使用createSavepoint方法保存了对象的初始状态。此方法创建一个memento对象，并请求看护者照顾该对象。我们使用了lastUndoSavepoint变量，该变量用于存储上次保存的lastUndoSavepoint的键名，以实现undo操作。

该类提供三种类型的undo操作。不带任何参数的undo方法将还原最后保存的状态，以保存点名称作为参数的undo将还原使用该特定保存点名称保存的状态。 undoAll方法要求看护者清除所有保存点并将其设置为初始状态（创建对象时的状态）。

package com.javacodegeeks.patterns.mementopattern;public class Memento {private double x;private double y;public Memento(double x, double y){this.x = x;this.y = y;}public double getX(){return x;}public double getY(){return y;}
}

该Memento类用于存储的状态Originator和照顾接受者存储。该类没有任何设置方法，仅用于获取对象的状态。

package com.javacodegeeks.patterns.mementopattern;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class CareTaker {private final Map<String, Memento>savepointStorage = new HashMap<String, Memento>();public void saveMemento(Memento memento,String savepointName){System.out.println("Saving state..."+savepointName);savepointStorage.put(savepointName, memento);}public Memento getMemento(String savepointName){System.out.println("Undo at ..."+savepointName);return savepointStorage.get(savepointName);}public void clearSavepoints(){System.out.println("Clearing all save points...");savepointStorage.clear();}}

上面的类是用于存储和提供请求的memento对象的看护者类。该类包含saveMemento方法用于保存memento对象， getMemento方法用于返回请求memento对象，以及clearSavepoints方法用于清除所有保存点，并删除所有已保存的memento对象。

现在，让我们测试示例。

package com.javacodegeeks.patterns.mementopattern;public class TestMementoPattern {public static void main(String[] args) {CareTaker careTaker = new CareTaker();Originator originator = new Originator(5, 10, careTaker);System.out.println("Default State: "+originator);originator.setX(originator.getY()*51);System.out.println("State: "+originator);originator.createSavepoint("SAVE1");originator.setY(originator.getX()/22);System.out.println("State: "+originator);originator.undo();System.out.println("State after undo: "+originator);originator.setX(Math.pow(originator.getX(),3));originator.createSavepoint("SAVE2");System.out.println("State: "+originator);originator.setY(originator.getX()-30);originator.createSavepoint("SAVE3");System.out.println("State: "+originator);originator.setY(originator.getX()/22);originator.createSavepoint("SAVE4");System.out.println("State: "+originator);originator.undo("SAVE2");System.out.println("Retrieving at: "+originator);originator.undoAll();System.out.println("State after undo all: "+originator);}}

上面的代码将导致以下输出。

Saving state...INITIAL
Default State: X: 5.0, Y: 10.0
State: X: 510.0, Y: 10.0
Saving state...SAVE1
State: X: 510.0, Y: 23.181818181818183
Undo at ...SAVE1
State after undo: X: 510.0, Y: 10.0
Saving state...SAVE2
State: X: 1.32651E8, Y: 10.0
Saving state...SAVE3
State: X: 1.32651E8, Y: 1.3265097E8
Saving state...SAVE4
State: X: 1.32651E8, Y: 6029590.909090909
Undo at ...SAVE2
Retrieving at: X: 1.32651E8, Y: 10.0
Undo at ...INITIAL
Clearing all save points...
State after undo all: X: 5.0, Y: 10.0

在上面的代码中，我们创建了一个CareTaker对象，然后将其分配给Originator对象。然后，将x和y的值分别设置为5和10。然后，对x一些运算并将对象的状态保存为“ SAVE1”。

经过更多的操作后，我们调用了undo方法来恢复对象的最后状态，该状态在输出中会清楚显示。然后，我们进行了一些操作，然后再次将对象的状态保存为“ SAVE2，SAVE3和SAVE4”。

然后，我们问Originator恢复SAVE2状态和呼叫undoAll方法，设置对象的初始状态，并删除所有保存点。

请注意，在以上示例中， Originator负责将其纪念品提供给看护者。原因是我们不想将这种责任赋予用户。在我们的示例中，用户只需要请求保存点和对象状态的恢复。在许多情况下，看护人会由其他类别的人在发起人外部进行操作（如上图所示）。