C++ 设计模式：备忘录模式（Memento Pattern）

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备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为设计模式，它允许在不破坏封装性的前提下捕获和恢复对象的内部状态。这个模式在需要保存和恢复对象状态的场景中非常有用，例如实现撤销操作。

1.问题分析

在开发中，有时需要保存对象的状态，以便在需要时恢复到之前的状态。这种需求在撤销/重做操作、游戏存档、编辑器状态恢复等场景中尤为常见。
备忘录模式通过将对象的状态封装在一个独立的备忘录对象中，实现了状态的保存和恢复，同时保持了对象的封装性。

2.实现步骤

1. 定义备忘录类：存储对象的内部状态，
2. 定义发起人类：负责创建和恢复备忘录。
3. 定义管理者类：负责保存和管理备忘录对象。
4. 客户端代码：实现保存状态到备忘录和从备忘录恢复状态。

3.代码示例

3.1.定义备忘录类

// Memento类，负责存储机器人的状态
class Memento {public:Memento(int x, int y, const std::string& state) : x_(x), y_(y), state_(state) {}int getX() const { return x_; }int getY() const { return y_; }std::string getState() const { return state_; }private:int x_;int y_;std::string state_;
};

3.2.定义发起人类

// Robot类，负责创建和恢复Memento
class Robot {public:void setPosition(int x, int y) {x_ = x;y_ = y;std::cout << "Position set to: (" << x << ", " << y << ")" << std::endl;}void setState(const std::string& state) {state_ = state;std::cout << "State set to: " << state << std::endl;}Memento saveStateToMemento() { return Memento(x_, y_, state_); }void getStateFromMemento(const Memento& memento) {x_ = memento.getX();y_ = memento.getY();state_ = memento.getState();std::cout << "State restored to: (" << x_ << ", " << y_ << "), " << state_ << std::endl;}private:int x_;int y_;std::string state_;
};

3.3.定义管理者类

// Caretaker类，负责保存和恢复Memento
class Caretaker {public:void addMemento(const Memento& memento) { mementos_.push_back(memento); }Memento getMemento(int index) const { return mementos_.at(index); }private:std::vector<Memento> mementos_;
};

3.4.客户端代码

int main() {Robot robot;Caretaker caretaker;robot.setPosition(0, 0);robot.setState("Idle");caretaker.addMemento(robot.saveStateToMemento());robot.setPosition(10, 20);robot.setState("Moving");caretaker.addMemento(robot.saveStateToMemento());robot.setPosition(30, 40);robot.setState("Stopped");robot.getStateFromMemento(caretaker.getMemento(0));robot.getStateFromMemento(caretaker.getMemento(1));return 0;
}