认真学习设计模式之备忘录模式(Memento Pattern)

【1】概述

备忘录模式（Memento Pattern）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。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。

可以这里理解备忘录模式：现实生活中的备忘录是用来记录某些要去做的事情，或者是记录已经达成的共同意见的事情，以防忘记了。而在软件层面，备忘录模式有着相同的含义，备忘录对象主要用来记录一个对象的某种状态，或者某些数据，当要做回退时，可以从备忘录对象里获取原来的数据进行恢复操作

备忘录模式属于行为型模式。

UML原理图

对原理类图的说明-即(备忘录模式的角色及职责)

• originator : 对象(需要保存状态的对象)
• Memento ： 备忘录对象,负责保存好记录，即Originator 内部状态
• Caretaker: 守护者对象,负责保存多个备忘录对象， 使用集合管理，提高效率

说明：如果希望保存多个originator 对象的不同时间的状态，也可以，只需要要HashMap<String, 集合>

【2】案例分析

游戏角色状态恢复问题

游戏角色有攻击力和防御力，在大战Boss 前保存自身的状态(攻击力和防御力)，当大战Boss 后攻击力和防御力下降，从备忘录对象恢复到大战前的状态。

① 传统方式

传统方式可能如下解决：

传统的方式的问题分析

• 一个对象，就对应一个保存对象状态的对象， 这样当我们游戏的对象很多时，不利于管理，开销也很大.
• 传统的方式是简单地做备份，new 出另外一个对象出来，再把需要备份的数据放到这个新对象，但这就暴露了对象内部的细节

我们的解决方案： => 备忘录模式

② 备忘录模式

① 定义守护者对象Caretaker

public class Caretaker {
  
  //在List 集合中会有很多的备忘录对象
  private List<Memento> mementoList = new ArrayList<Memento>();
  
  public void add(Memento memento) {
    mementoList.add(memento);
  }
  
  //获取到第index个Originator 的 备忘录对象(即保存状态)
  public Memento get(int index) {
    return mementoList.get(index);
  }
}

② 定义备忘录对象与原始对象

public class Memento {
  private String state;

  //构造器
  public Memento(String state) {
    super();
    this.state = state;
  }

  public String getState() {
    return state;
  }
}

public class Originator {

  private String state;//状态信息

  public String getState() {
    return state;
  }

  public void setState(String state) {
    this.state = state;
  }
  
  //编写一个方法，可以保存一个状态对象 Memento
  //因此编写一个方法，返回 Memento
  public Memento saveStateMemento() {
    return new Memento(state);
  }
  
  //通过备忘录对象，恢复状态
  public void getStateFromMemento(Memento memento) {
    state = memento.getState();
  }
}

③ 客户端测试

public class Client {

  public static void main(String[] args) {

    Originator originator = new Originator();
    Caretaker caretaker = new Caretaker();
    
    originator.setState(" 状态#1 攻击力 100 ");
    
    //保存了当前的状态
    caretaker.add(originator.saveStateMemento());
    
    originator.setState(" 状态#2 攻击力 80 ");
    
    caretaker.add(originator.saveStateMemento());
    
    originator.setState(" 状态#3 攻击力 50 ");
    caretaker.add(originator.saveStateMemento());
    
    System.out.println("当前的状态是 =" + originator.getState());
    
    //希望得到状态 1, 将 originator 恢复到状态1
    
    originator.getStateFromMemento(caretaker.get(0));
    System.out.println("恢复到状态1 , 当前的状态是");
    System.out.println("当前的状态是 =" + originator.getState());
  }
}

打印结果：

当前的状态是 = 状态#3 攻击力 50 
恢复到状态1 , 当前的状态是
当前的状态是 = 状态#1 攻击力 100

③ 备忘录模式的注意事项和细节

• 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
• 实现了信息的封装，使得用户不需要关心状态的保存细节
• 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, 这个需要注意
• 适用的应用场景：1、后悔药。2、打游戏时的存档。3、Windows 里的ctri + z。4、IE 中的后退。4、数据库的事务管理

为了节约内存，备忘录模式可以和原型模式配合使用。