设计模式十九：备忘录模式（Memento Pattern）

备忘录模式是一种行为型设计模式，它允许对象在不暴露其内部状态的情况下捕获和恢复其状态。该模式的主要目标是在不破坏封装性的前提下，实现对象状态的备份和恢复。备忘录模式常用于需要保存对象历史状态、撤销操作或者实现快照功能的情况。

备忘录模式的使用场景

备忘录模式适用于需要记录对象历史状态，或者在多个时间点对对象状态进行比较、回滚或恢复的情况。通过使用备忘录模式，可以保持系统的灵活性、可维护性和可扩展性。

撤销和恢复功能
备忘录模式可以用于实现撤销和恢复功能，使用户能够在操作出现问题时回滚到之前的状态。
版本控制系统
备忘录模式可以用于实现版本控制系统，保存不同版本的状态，以便用户可以随时切换到不同的版本。
编辑器和文档管理
文本编辑器、图形编辑器等可以使用备忘录模式来保存不同的编辑状态，以便用户可以随时回到之前的编辑状态。
游戏状态管理
备忘录模式可以用于保存游戏的不同状态，例如在某个关卡或任务结束后，可以保存游戏状态以便玩家随时恢复。
表单填写
当用户在多步表单填写过程中，备忘录模式可以用来保存用户每一步的输入状态，以便用户可以回到之前的填写步骤。
会话管理
在Web应用程序中，备忘录模式可以用于保存会话状态，以便在用户需要时恢复上一个页面的状态。
系统恢复
备忘录模式可以用于系统故障后的状态恢复，尤其是对于那些需要持续运行的系统。
快照功能
某些应用程序可能需要对特定对象的状态进行快照，以便进行分析、报告或监控。

备忘录模式的主要几个角色

Originator（发起人）
这是需要保存和恢复状态的对象。它创建备忘录对象来存储其内部状态，也可以从备忘录中恢复状态。Originator 通常是一个具有状态的类，它可以创建备忘录、将自己的状态保存到备忘录中，并从备忘录中恢复状态。
Memento（备忘录）
备忘录对象用于存储 Originator 的内部状态。备忘录通常包含了 Originator 在某个时间点的状态快照。备忘录对象可能具有只能由 Originator 访问的私有成员，以确保封装性。
Caretaker（管理者）
Caretaker 负责管理备忘录对象。它可以将备忘录对象存储在某个容器中（例如堆栈），以便于后续的恢复操作。Caretaker 通常不直接操作备忘录的内容，而是通过 Originator 来请求恢复状态。

备忘录模式java代码实例

实现一个简单的文本编辑器，其中可以保存和恢复不同时间点的文本状态
Originator（发起人）：

public class TextEditor {private String content;public void write(String text) {content = text;}public Memento save() {return new Memento(content);}public void restore(Memento memento) {content = memento.getState();}public String getContent() {return content;}
}

Memento（备忘录）：

public class Memento {private String state;public Memento(String stateToSave) {state = stateToSave;}public String getState() {return state;}
}

Caretaker（管理者）：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class Caretaker {private List<Memento> mementos = new ArrayList<>();public void addMemento(Memento memento) {mementos.add(memento);}public Memento getMemento(int index) {return mementos.get(index);}
}

客户端

public class Main {public static void main(String[] args) {TextEditor textEditor = new TextEditor();Caretaker caretaker = new Caretaker();textEditor.write("Hello, World!");caretaker.addMemento(textEditor.save());textEditor.write("Hello, My Friend!");caretaker.addMemento(textEditor.save());// 恢复到之前的状态textEditor.restore(caretaker.getMemento(0));System.out.println(textEditor.getContent()); // 输出：Hello, World!}
}