备忘录模式

备忘录模式(Memento Pattern)保存一个对象的某个状态,以便在适当的时候恢复对象。备忘录模式属于行为型模式。

介绍

意图

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。

主要解决

所谓备忘录模式就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,这样可以在以后将对象恢复到原先保存的状态。

何时使用

很多时候我们总是需要记录一个对象的内部状态,这样做的目的就是为了允许用户取消不确定或者错误的操作,能够恢复到他原先的状态,使得他有”后悔药”可吃。

如何解决

通过一个备忘录类专门存储对象状态。

关键代码

客户不与备忘录类耦合,与备忘录管理类耦合。

应用实例

  1. 后悔药
  2. 打游戏时的存档
  3. Windows 里的 ctri + z
  4. IE 中的后退
  5. 数据库的事务管理

优点

  1. 给用户提供了一种可以恢复状态的机制,可以使用户能够比较方便地回到某个历史的状态。
  2. 实现了信息的封装,使得用户不需要关心状态的保存细节。

缺点

消耗资源。如果类的成员变量过多,势必会占用比较大的资源,而且每一次保存都会消耗一定的内存。

使用场景

  1. 需要保存/恢复数据的相关状态场景。
  2. 提供一个可回滚的操作。

注意事项

  1. 为了符合迪米特原则,还要增加一个管理备忘录的类。
  2. 为了节约内存,可使用原型模式+备忘录模式。

模式结构

下图是备忘录模式的UML结构图:

在备忘录模式结构图中包含如下几个角色:

  • Originator(原发器):它是一个普通类,可以创建一个备忘录,并存储它的当前内部状态,也可以使用备忘录来恢复其内部状态,一般将需要保存内部状态的类设计为原发器。
  • Memento(备忘录):存储原发器的内部状态,根据原发器来决定保存哪些内部状态。备忘录的设计一般可以参考原发器的设计,根据实际需要确定备忘录类中的属性。需要注意的是,除了原发器本身与负责人类之外,备忘录对象不能直接供其他类使用,原发器的设计在不同的编程语言中实现机制会有所不同。
  • Caretaker(负责人):负责人又称为管理者,它负责保存备忘录,但是不能对备忘录的内容进行操作或检查。在负责人类中可以存储一个或多个备忘录对象,它只负责存储对象,而不能修改对象,也无须知道对象的实现细节。

理解备忘录模式并不难,但关键在于如何设计备忘录类和负责人类。由于在备忘录中存储的是原发器的中间状态,因此需要防止原发器以外的其他对象访问备忘录,特别是不允许其他对象来修改备忘录。

实现

备忘录模式使用三个类 Memento、Originator 和 CareTaker。Memento 包含了要被恢复的对象的状态。Originator 创建并在 Memento 对象中存储状态。Caretaker 对象负责从 Memento 中恢复对象的状态。
MementoPatternDemo,我们的演示类使用 CareTaker 和 Originator 对象来显示对象的状态恢复。

步骤 1

创建 Memento 类。
Memento.java

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public class Memento {
private String state;

public Memento(String state){
this.state = state;
}

public String getState(){
return state;
}
}

步骤 2

创建 Originator 类。
Originator.java

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public class Originator {
private String state;

public void setState(String state){
this.state = state;
}

public String getState(){
return state;
}

public Memento saveStateToMemento(){
return new Memento(state);
}

public void getStateFromMemento(Memento Memento){
state = Memento.getState();
}
}

步骤 3

创建 CareTaker 类。
CareTaker.java

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import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CareTaker {
private List<Memento> mementoList = new ArrayList<Memento>();

public void add(Memento state){
mementoList.add(state);
}

public Memento get(int index){
return mementoList.get(index);
}
}

步骤 4

使用 CareTaker 和 Originator 对象。
MementoPatternDemo.java

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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());
}
}

步骤 5
验证输出。

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Current State: State #4
First saved State: State #2
Second saved State: State #3


参考资料:

  1. 菜鸟教程
  2. quanke.gitbooks.io