设计模式——备忘录模式（Memento）

备忘录模式（Memento Pattern），也称为快照模式或Token模式，是GoF（Gang of Four，四位设计模式专家）提出的23种设计模式之一，属于行为模式。该模式的主要目的是在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便在适当的时候能够恢复到原先的状态。

备忘录模式主要包含以下三个角色：

Originator（发起人）：负责创建一个备忘录（Memento），用以记录当前时刻自身的内部状态，并可使用备忘录恢复内部状态。Originator可以根据需要决定Memento存储自己的哪些内部状态。
Memento（备忘录）：负责存储Originator对象的内部状态，并可以防止Originator以外的其他对象访问备忘录。备忘录有两个接口：Caretaker只能看到备忘录的窄接口，他只能将备忘录传递给其他对象；而Originator却可看到备忘录的宽接口，允许它访问返回到先前状态所需要的所有数据。
Caretaker（管理者）：负责保存备忘录Memento，但不能对Memento的内容进行访问或者操作。

备忘录模式的优点包括：

封装性：备忘录模式可以把复杂的发起人内部信息对其他的对象屏蔽起来，从而可以恰当地保持封装的边界。
简化发起人：发起人不再需要管理和保存其内部状态的一个个版本，客户端可以自行管理他们所需要的这些状态的版本。
恢复机制：提供了一种状态恢复的实现机制，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。

然而，备忘录模式也有其缺点：

资源消耗：如果发起人角色的状态需要完整地存储到备忘录对象中，那么在资源消耗上面备忘录对象会很昂贵。
存储空间未知：当负责人角色将一个备忘录存储起来的时候，负责人可能并不知道这个状态会占用多大的存储空间，从而无法提醒用户一个操作是否很昂贵。

以下是一个简单的备忘录模式（Memento Pattern）的Java代码示例。在这个示例中，我们有一个Originator类，它有一个内部状态，并可以创建和恢复其状态的备忘录。Memento类用于存储Originator的状态，而Caretaker类则负责保存和管理这些备忘录。

// 备忘录接口
interface Memento {// 这里可以定义一些方法来获取备忘录的状态
}// 具体的备忘录类
class OriginatorMemento implements Memento {private String state;public OriginatorMemento(String state) {this.state = state;}// 获取备忘录的状态（这里只是一个简单的getter方法）public String getState() {return state;}// 可能还有其他方法来设置状态，但在这个简单的例子中我们不需要
}// 发起人类
class Originator {private String state;// 创建一个备忘录并返回public Memento createMemento() {return new OriginatorMemento(this.state);}// 恢复备忘录中的状态public void restoreMemento(Memento memento) {this.state = ((OriginatorMemento) memento).getState();}// 设置发起人状态public void setState(String state) {this.state = state;}// 获取发起人状态public String getState() {return state;}
}// 管理者类
class Caretaker {private Memento memento;// 保存备忘录public void setMemento(Memento memento) {this.memento = memento;}// 获取备忘录public Memento getMemento() {return memento;}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Originator originator = new Originator();Caretaker caretaker = new Caretaker();// 设置发起人状态originator.setState("State 1");System.out.println("Current state: " + originator.getState());// 保存当前状态到备忘录caretaker.setMemento(originator.createMemento());// 修改发起人状态originator.setState("State 2");System.out.println("Current state: " + originator.getState());// 恢复之前保存的备忘录中的状态originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());System.out.println("Restored state: " + originator.getState());}
}

在这个例子中，Originator类有一个state字段，它可以通过setState方法设置，并通过getState方法获取。createMemento方法创建一个OriginatorMemento对象，其中包含当前的state。restoreMemento方法接受一个Memento对象，并将其中的状态设置回Originator的state字段。