设计模式：备忘录设计模式

模式描述

备忘录设计模式（Memento Design Pattern）是一种行为型设计模式，它的主要目的是在不破坏对象封装性的前提下，捕捉和保存一个对象的内部状态，以便稍后可以将对象恢复到该状态。这种模式通常用于实现撤销和重做操作。

主要角色

1. 备忘录（Memorandum）：保存了发起人的状态，从而能够在适当的时候恢复状态。
2. 发起人（Originator）：创建一个备忘录，以表示其当前状态，并可以从备忘录中恢复状态。

引用场景

1. 后退/前进：浏览器的后退/前进就是缓存页面状态的典型例子。
2. 撤销/重做：通常基于备忘录模式实现撤销和重做操作。
3. 快照：保存某个时间点对象的状态快照。

设计要点

1. 仅仅存储状态：备忘录仅存储对象的内部状态，而不是存储对象的引用。
2. 完全封装：外部不会访问到备忘录类。
3. 避免权限问题：发起人应该具有创建和访问备忘录的权限。

优缺点

• 轻松实现对象状态的快照和恢复
• 分离了对象与状态的保存与恢复过程
• 需要额外的空间来存储状态

与备忘录模式类似的模式

• 原型模式：对一个对象进行克隆，产生一个与原对象类似的新对象。

Java代码示例

首先，我们创建一个发起人（Originator）类，它具有保存和恢复状态的能力：

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();
    }
}

接下来，我们创建备忘录（Memento）类，用于保存发起人的状态：

public class Memento {
    private String state;

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

    public String getState() {
        return state;
    }
}

现在，我们创建一个负责人（Caretaker）类，用于管理备忘录：

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

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

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

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

最后，我们在主类中使用这些类：

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());
    }
}

扩展知识点

备忘录模式与命令模式（Command Pattern）可以结合使用，以实现更加强大的撤销/重做功能。命令模式可以用来记录操作的顺序和执行操作，而备忘录模式用来记录操作前后的状态。这样一来，我们可以轻松地在操作序列中向前或向后移动，同时还可以保留每个操作的上下文信息。