【玩转23种Java设计模式】行为型模式篇：备忘录模式

软件设计模式（Design pattern），又称设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

汇总目录链接：【玩转23种Java设计模式】学习目录汇总整理

一、简介

  备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，用于保存对象的状态，以便在未来可以恢复到之前的某个状态。该模式避免了直接暴露对象的内部状态，从而实现了数据的封装性。

主要角色：

• Originator（发起人）：创建并存储自身状态到备忘录中，可以从备忘录中恢复状态。
• Memento（备忘录）：存储发起人的状态，提供给发起人恢复状态的接口。
• Caretaker（管理者）：负责保存和管理备忘录，但不能操作备忘录内容。

二、实例

例如：模拟文本编辑器中“撤销”操作的实现。

1、文本编辑器（TextEditor）

class TextEditor {private String text;public void setText(String text) {this.text = text;}public String getText() {return text;}// 创建备忘录public Memento save() {return new Memento(text);}// 从备忘录恢复状态public void restore(Memento memento) {this.text = memento.getText();}// Memento：备忘录内部类static class Memento {private final String text;private Memento(String text) {this.text = text;}private String getText() {return text;}}
}

2、管理者（Caretaker）

class Caretaker {private final List<TextEditor.Memento> mementoList = new ArrayList<>();public void addMemento(TextEditor.Memento memento) {mementoList.add(memento);}public TextEditor.Memento getMemento(int index) {return mementoList.get(index);}
}

3、客户端（MementoPatternExample）

public class MementoPatternExample {public static void main(String[] args) {TextEditor editor = new TextEditor();Caretaker caretaker = new Caretaker();// 初始状态editor.setText("Hello");System.out.println("Initial Text: " + editor.getText());caretaker.addMemento(editor.save());// 修改状态1editor.setText("Hello, World");System.out.println("Updated Text: " + editor.getText());caretaker.addMemento(editor.save());// 修改状态2editor.setText("Hello, Design Patterns");System.out.println("Updated Text: " + editor.getText());caretaker.addMemento(editor.save());// 撤销操作editor.restore(caretaker.getMemento(1));System.out.println("After Undo: " + editor.getText());// 再次撤销editor.restore(caretaker.getMemento(0));System.out.println("After Second Undo: " + editor.getText());}
}

三、总结

1、优点

• 封装性好：发起人和备忘录内部状态的实现细节对外界透明，保证了对象的封装性。
• 状态恢复：可以轻松保存和恢复对象的状态，适合需要频繁回退操作的场景。
• 灵活性高：支持保存多个状态，提供多种恢复方式。

2、缺点

• 资源消耗大：如果状态对象较大或需要保存的状态很多，可能会消耗较多内存。
• 管理复杂：需要一个管理机制来保存和恢复状态，增加了系统复杂性。

3、应用场景

• 撤销和重做功能：如文本编辑器、图形编辑器。
• 游戏存档：在游戏中保存和恢复玩家的进度。
• 事务性操作：在操作失败时可以回滚到之前的状态。
• 状态恢复：适用于需要频繁切换对象状态的场景。