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备忘录模式：保存对象状态的设计模式

article 2024/11/13 12:27:06

1. 引言

在软件开发中，常常需要保存一个对象的状态，以便将来能够恢复到该状态。在某些情况下，这种需求显得尤为重要，例如在撤销操作、版本控制以及游戏进度保存等场景中。备忘录模式（Memento Pattern）正是为了解决这个问题，它允许在不暴露对象实现细节的情况下保存和恢复对象的状态。

2. 备忘录模式的定义

备忘录模式是一种行为型设计模式，它通过创建一个备忘录对象来保存原对象的状态，并提供恢复原对象状态的功能。备忘录对象不对外暴露其具体实现细节，确保原对象的封装性。

3. 适用场景

当需要在系统中保存对象的状态，以便在特定时刻进行恢复时。
当对象的状态变化较为频繁，需要实现撤销功能时。
当需要实现版本控制或历史记录功能时。

4. 结构

备忘录模式主要包括以下角色：

备忘录（Memento）：用于存储对象的状态信息，可以是内部状态的快照。
发起人（Originator）：负责创建备忘录，保存当前状态，并可以通过备忘录恢复状态。
管理者（Caretaker）：负责管理备忘录的生命周期，包括保存和恢复。

5. 示例代码

5.1 备忘录类

// 备忘录类
class Memento {
    private String state;

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

    public String getState() {
        return state;
    }
}

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5.2 发起人类

// 发起人类
class Originator {
    private String state;

    public void setState(String state) {
        this.state = state;
        System.out.println("当前状态设置为: " + state);
    }

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

    public void restoreMemento(Memento memento) {
        state = memento.getState();
        System.out.println("状态已恢复为: " + state);
    }
}

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5.3 管理者类

import java.util.Stack;

// 管理者类
class Caretaker {
    private Stack<Memento> mementos = new Stack<>();

    public void save(Originator originator) {
        mementos.push(originator.createMemento());
    }

    public void restore(Originator originator) {
        if (!mementos.isEmpty()) {
            originator.restoreMemento(mementos.pop());
        } else {
            System.out.println("没有备忘录可恢复");
        }
    }
}

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5.4 客户端代码

public class MementoPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Originator originator = new Originator();
        Caretaker caretaker = new Caretaker();

        originator.setState("状态1");
        caretaker.save(originator);

        originator.setState("状态2");
        caretaker.save(originator);

        originator.setState("状态3");

        caretaker.restore(originator); // 恢复到状态2
        caretaker.restore(originator); // 恢复到状态1
        caretaker.restore(originator); // 尝试恢复，显示没有备忘录
    }
}

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