技术成神之路：设计模式（九）备忘录模式

介绍

备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为设计模式，它允许在不破坏封装性的前提下捕获和恢复对象的内部状态。通过备忘录模式，可以在程序运行过程中保存和恢复对象的某个状态，从而实现“撤销”等功能。

1.定义

备忘录模式在《设计模式》一书中的定义是：

在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。

2.主要作用

提供一种方法，让对象可以返回到之前的状态，或者在需要的时候撤销其行为。

3.解决的问题

备忘录模式解决了以下问题：

提供了一种捕获对象状态的方式，而不会破坏对象的封装。
允许在不影响客户端代码的情况下保存和恢复对象状态。

4.模式原理

包含角色：

Originator（发起人）：创建一个备忘录，记录当前时刻的内部状态，并可利用备忘录恢复内部状态。
Memento（备忘录）：负责存储发起人的内部状态，在需要时提供这些内部状态。
Caretaker（管理者）：负责保存好备忘录，不能对备忘录的内容进行操作或检查。

UML类图：
在这里插入图片描述
示例代码：

Memento 类 (备忘录)

用来存储状态

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

Originator 类(发起人)

创建一个包含当前状态的备忘录，并能够使用备忘录恢复状态。

public class Originator {private String state;public void setState(String state) {this.state = state;System.out.println("State set to: " + state);}public String getState() {return state;}public Memento saveStateToMemento() {return new Memento(state);}public void getStateFromMemento(Memento memento) {state = memento.getState();}
}

Caretaker 类(管理者)

该类负责保存和恢复备忘录。

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

使用

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());}
}

打印

State set to: State #1
State set to: State #2
State set to: State #3
State set to: State #4
Current State: State #4
First saved State: State #2
Second saved State: State #3

备忘录模式的应用在我们工作中很常见，比如代码回滚，Ctrl + Z 回退上一步，文本编辑器中的撤销功能等，这些功能背后的核心思想都是保存系统特定时刻的状态，并在需要时恢复到这些状态。