设计模式 - 备忘录模式

目录

一. 前言

二. 实现

三. 优缺点

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一. 前言

    备忘录模式又称快照模式，是一种行为型设计模式。它可以在不破坏封装性的前提下捕获一个对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态，以便在需要的时候恢复到原先保存的状态。在不违反封装的情况下获得对象的内部状态，从而在需要时可以将对象恢复到最初状态。

二. 实现

Originator：原始对象。
Caretaker：负责保存好备忘录。
Menento：备忘录，存储原始对象的的状态。备忘录实际上有两个接口，一个是提供给 Caretaker 的窄接口，它只能将备忘录传递给其它对象；一个是提供给 Originator 的宽接口，允许它访问到先前状态所需的所有数据。理想情况是只允许 Originator 访问本备忘录的内部状态。

案例：以下实现了一个简单计算器程序，可以输入两个值，然后计算这两个值的和。备忘录模式允许将这两个值存储起来，然后在某个时刻用存储的状态进行恢复。

/*** Originator Interface*/
public interface Calculator {// Create MementoPreviousCalculationToCareTaker backupLastCalculation();// setMementovoid restorePreviousCalculation(PreviousCalculationToCareTaker memento);int getCalculationResult();void setFirstNumber(int firstNumber);void setSecondNumber(int secondNumber);
}

/*** Originator Implementation*/
public class CalculatorImp implements Calculator {private int firstNumber;private int secondNumber;@Overridepublic PreviousCalculationToCareTaker backupLastCalculation() {// create a memento object used for restoring two numbersreturn new PreviousCalculationImp(firstNumber, secondNumber);}@Overridepublic void restorePreviousCalculation(PreviousCalculationToCareTaker memento) {this.firstNumber = ((PreviousCalculationToOriginator) memento).getFirstNumber();this.secondNumber = ((PreviousCalculationToOriginator) memento).getSecondNumber();}@Overridepublic int getCalculationResult() {// result is adding two numbersreturn firstNumber + secondNumber;}@Overridepublic void setFirstNumber(int firstNumber) {this.firstNumber = firstNumber;}@Overridepublic void setSecondNumber(int secondNumber) {this.secondNumber = secondNumber;}
}

/*** Memento Interface to Originator** This interface allows the originator to restore its state*/
public interface PreviousCalculationToOriginator {int getFirstNumber();int getSecondNumber();
}/***  Memento interface to CalculatorOperator (Caretaker)*/
public interface PreviousCalculationToCareTaker {// no operations permitted for the caretaker
}

/*** Memento Object Implementation* <p>* Note that this object implements both interfaces to Originator and CareTaker*/
public class PreviousCalculationImp implements PreviousCalculationToCareTaker,PreviousCalculationToOriginator {private int firstNumber;private int secondNumber;public PreviousCalculationImp(int firstNumber, int secondNumber) {this.firstNumber = firstNumber;this.secondNumber = secondNumber;}@Overridepublic int getFirstNumber() {return firstNumber;}@Overridepublic int getSecondNumber() {return secondNumber;}
}

/*** CareTaker object*/
public class Client {public static void main(String[] args) {// program startsCalculator calculator = new CalculatorImp();// assume user enters two numberscalculator.setFirstNumber(10);calculator.setSecondNumber(100);// find resultSystem.out.println(calculator.getCalculationResult());// Store result of this calculation in case of errorPreviousCalculationToCareTaker memento = calculator.backupLastCalculation();// user enters a numbercalculator.setFirstNumber(17);// user enters a wrong second number and calculates resultcalculator.setSecondNumber(-290);// calculate resultSystem.out.println(calculator.getCalculationResult());// user hits CTRL + Z to undo last operation and see last resultcalculator.restorePreviousCalculation(memento);// result restoredSystem.out.println(calculator.getCalculationResult());}
}

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三. 优缺点

优点：
1. 状态保存与恢复：备忘录模式可以帮助我们保存对象的状态，并在需要时恢复到之前的状态。这在某些情况下非常有用，比如撤销操作或者程序崩溃后的恢复。
2. 封装性和隔离性：可以确保对象的状态保存在备忘录对象中，而不会暴露给其他对象。这为对象的封装性和隔离性提供了保护，使得对象的状态变化对其他对象是透明的。
缺点：
1. 内存占用：可能引起较大的内存占用，特别是当对象的状态较多且状态改变频繁时。每个备忘录对象都需要保存一份完整的状态，如果状态较多或者备忘录对象较多，可能会消耗大量内存。
2. 性能开销：备忘录模式涉及到创建、存储和恢复状态的操作，这些操作可能引起一定的性能开销。特别是在状态较大或者对象较复杂的情况下，备忘录模式的性能可能会受到影响。

JDK中的备忘录模式
java.io.Serializable