Java设计模式—备忘录模式(快照模式)
定义

备忘录模式提供了一种状态恢复的实现机制,使得用户可以方便地回到一个特定的历史步骤,当新的状态无效或者存在问题时,可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原,很多软件都提供了撤销(Undo)操作,如 Word、记事本、Photoshop、IDEA等软件在编辑时按 Ctrl+Z 组合键时能撤销当前操作,使文档恢复到之前的状态;还有在 浏览器 中的后退键、数据库事务管理中的回滚操作、玩游戏时的中间结果存档功能、数据库与操作系统的备份操作、棋类游戏中的悔棋功能等都属于这类。
组成结构
备忘录模式的主要角色如下:
发起人(Originator)角色:
记录当前时刻的内部状态信息,提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能,实现其他业务功能,它可以访问备忘录里的所有信息。
备忘录(Memento)角色:
负责存储发起人的内部状态,在需要的时候提供这些内部状态给发起人。
管理者(Caretaker)角色:
对备忘录进行管理,提供保存与获取备忘录的功能,但其不能对备忘录的内容进行访问与修改。
备忘录有两个等效的接口:
窄接口:管理者(Caretaker)对象(和其他发起人对象之外的任何对象)看到的是备忘录的窄接口(narror Interface),这个窄接口只允许他把备忘录对象传给其他的对象。
宽接口:与管理者看到的窄接口相反,发起人对象可以看到一个宽接口(wide Interface),这个宽接口允许它读取所有的数据,以便根据这些数据恢复这个发起人对象的内部状态。

package debug01;public class debug01 {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());}
}
debug01类是程序的入口点,其中包含main方法。- 在
main方法中,首先创建了Originator和CareTaker的实例。 - 然后,
originator对象的状态被设置为 "State #1"、"State #2"、"State #3" 和 "State #4",并且在每次状态更改后,将当前状态保存到careTaker中。 - 最后,打印出最后设置的状态以及通过
careTaker恢复的两个先前保存的状态。
package debug01;import java.util.*;public class CareTaker {private List<Memento> mementoList = new ArrayList<Memento>();public void add(Memento state) {mementoList.add(state);}public Memento get(int index) {return mementoList.get(index);}
}
CareTaker类负责保存Originator的状态。它使用一个List来存储Memento对象。add方法用于向mementoList中添加状态。get方法用于获取指定索引位置的Memento对象。
package debug01;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();}
}
Originator类是原始对象,其中包含了要保存的状态。setState方法用于设置状态。getState方法用于获取状态。saveStateToMemento方法创建并返回一个新的Memento对象,该对象包含了当前状态的副本。getStateFromMemento方法用于从Memento对象中恢复状态。
package debug01;
public class Memento {private String state;public Memento(String state) {this.state = state;}public String getState() {return state;}
}
Memento类用于存储Originator的状态。- 它有一个带有状态参数的构造函数,用于初始化状态。
getState方法用于获取状态的值。
整个代码实现了备忘录模式,用于保存和恢复对象的状态。
优缺点
优点:
- 提供了一种可以恢复状态的机制。当用户需要时能够比较方便地将数据恢复到某个历史的状态。
- 实现了内部状态的封装。除了创建它的发起人之外,其他对象都不能够访问这些状态信息。
- 简化了发起人类。发起人不需要管理和保存其内部状态的各个备份,所有状态信息都保存在备忘录中,并由管理者进行管理,这符合单一职责原则。
缺点:
- 资源消耗大。如果要保存的内部状态信息过多或者特别频繁,将会占用比较大的内存资源。
使用场景

- 需要保存与恢复数据的场景,如玩游戏时的中间结果的存档功能。
- 需要提供一个可回滚操作的场景,如 Word、记事本、Photoshop,idea等软件在编辑时按 Ctrl+Z 组合键,还有数据库中事务操作。
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