备忘录模式（Memento Pattern）

概述

备忘录模式是一种行为设计模式，它提供了一种在不破坏封装性的前提下，捕获并外部化对象内部状态的能力。这样一来，对象可以在将来某个时刻恢复到之前的状态。这种模式非常适合需要实现撤销操作的场景，比如文本编辑器的撤销功能、游戏的存档与读档等。

目的

• 保存状态：允许对象将其当前状态保存起来，以便之后可以恢复。

• 保持封装性：确保状态的存储对其他对象不可见，以保护内部信息的安全。

• 支持撤销操作：简化实现撤销和重做功能的过程。

角色

• Originator（发起人）：负责创建和恢复备忘录的类。它定义了一个接口用以获取它的当前状态，并使用备忘录恢复其内部状态。

• Memento（备忘录）：用于存储Originator对象的内部状态。备忘录类可以原封不动地存储Originator对象的私有信息，但除了Originator自己之外，其他对象不能访问这些信息。

• Caretaker（管理者）：负责保存备忘录对象，但不能对备忘录的内容进行操作或直接访问。它只是提供了一个存储结构来持有备忘录对象。

实现步骤

1. 定义Originator类：包含创建备忘录的方法（createMemento()）和恢复备忘录的方法（restoreMemento()）。

2. 定义Memento类：存储Originator对象的状态信息。通常会根据实际情况选择将其属性设置为私有，以保证封装性。

3. 定义Caretaker类：用来管理备忘录对象，通常是一个简单的容器类，不涉及备忘录内容的具体操作。

4. 使用模式：在需要保存状态时，由Originator创建一个备忘录对象；Caretaker负责存储这个备忘录。当需要恢复状态时，Caretaker将备忘录传递给Originator，由Originator调用恢复方法进行状态恢复。

代码示例

// Memento类
class Memento {
    private String state;

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

    String getState() {
        return state;
    }
}

// Originator类
class Originator {
    private String state;

    public void setState(String state) {
        this.state = state;
        System.out.println("Originator: State set to " + state);
    }

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

    public void restoreMemento(Memento memento) {
        state = memento.getState();
        System.out.println("Originator: State restored to " + state);
    }

    public String getState() {
        return state;
    }
}

// Caretaker类
class Caretaker {
    private Memento memento;

    public void setMemento(Memento memento) {
        this.memento = memento;
    }

    public Memento getMemento() {
        return memento;
    }
}

// 客户端代码
public class MementoPatternDemo {

    public static void main(String[ ] args) {

        Originator originator = new Originator();
        originator.setState("State1");
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        caretaker.setMemento(originator.createMemento());

        originator.setState("State2");
        System.out.println("Current State: " + originator.getState());

        originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());
    }
}

应用场景

• 当需要实现撤销/重做功能时。

• 需要保存和恢复对象的内部状态，但又不想暴露这些状态的细节时。

• 在不影响对象自身接口设计的情况下，提供一种灵活的状态恢复机制。

总结

备忘录模式通过将对象的状态封装在备忘录中，使得对象可以在不影响当前状态的情况下，灵活地回滚到之前的状态。它通过明确分离状态的备份与恢复责任，提高了软件的灵活性和可维护性。