设计模式(行为型)之备忘录模式(Memento Pattern)

PS一句：最终还是选择CSDN来整理发表这几年的知识点，该文章平行迁移到CSDN。因为CSDN也支持MarkDown语法了，牛逼啊！

【工匠若水 http://blog.csdn.net/yanbober】 阅读前一篇《设计模式(行为型)之中介者模式(Mediator Pattern)》http://blog.csdn.net/yanbober/article/details/45533335

概述

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，当前很多软件都提供了撤销(Undo)操作，其中就使用了备忘录模式。

核心

概念： 在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样可以在以后将对象恢复到原先保存的状态。它是一种对象行为型模式，其别名为Token。

备忘录模式结构重要核心模块：

Originator（原发器）

它是一个普通类，可以创建一个备忘录，并存储它的当前内部状态，也可以使用备忘录来恢复其内部状态，一般将需要保存内部状态的类设计为原发器。

Memento（备忘录)

存储原发器的内部状态，根据原发器来决定保存哪些内部状态。备忘录的设计一般可以参考原发器的设计，根据实际需要确定备忘录类中的属性。需要注意的是，除了原发器本身与负责人类之外，备忘录对象不能直接供其他类使用，原发器的设计在不同的编程语言中实现机制会有所不同。

Caretaker（负责人）

负责人又称为管理者，它负责保存备忘录，但是不能对备忘录的内容进行操作或检查。在负责人类中可以存储一个或多个备忘录对象，它只负责存储对象，而不能修改对象，也无须知道对象的实现细节。

注意事项：

由于在备忘录中存储的是原发器的中间状态，因此需要防止原发器以外的其他对象访问备忘录，特别是不允许其他对象来修改备忘录。所以在设计备忘录类时需要考虑其封装性，除了Originator类，不允许其他类来调用备忘录类Memento的构造函数与相关方法，如果不考虑封装性，允许其他类调用，将导致在备忘录中保存的历史状态发生改变，通过撤销操作所恢复的状态就不再是真实的历史状态，备忘录模式也就失去了本身的意义。

使用场景

保存一个对象在某一个时刻的全部状态或部分状态，这样以后需要时它能够恢复到先前的状态，实现撤销操作。

防止外界对象破坏一个对象历史状态的封装性。

程序猿实例

这里展示一个备忘录模式的例子（模拟一个Android机器人在二维平面地图上坐标点移动，可以回退一步），严格遵守模式几大核心模板，不多解释：

            
                package yanbober.github.io;

//Originator（原发器）
class RobotPosition {
    private String mRobotName;
    privateint mCurXPos;
    privateint mCurYpos;

    publicRobotPosition(String mRobotName, int mCurXPos, int mCurYpos) {
        this.mRobotName = mRobotName;
        this.mCurXPos = mCurXPos;
        this.mCurYpos = mCurYpos;
    }

    publicvoidsetPos(int mCurXPos, int mCurYpos) {
        this.mCurXPos = mCurXPos;
        this.mCurYpos = mCurYpos;
    }

    publicvoiddrawScreen() {
        System.out.println("#RobotPosition#"+mRobotName+": "+mCurXPos+", "+mCurYpos);
    }

    public RobotPositionMemento save() {
        returnnew RobotPositionMemento(mRobotName, mCurXPos, mCurYpos);
    }

    publicvoidrestore(RobotPositionMemento memento) {
        this.mRobotName = memento.getmRobotName();
        this.mCurXPos = memento.getmCurXPos();
        this.mCurYpos = memento.getmCurYpos();
    }
}
//Memento（备忘录)
class RobotPositionMemento {
    private String mRobotName;
    privateint mCurXPos;
    privateint mCurYpos;

    publicRobotPositionMemento(String mRobotName, int mCurXPos, int mCurYpos) {
        this.mRobotName = mRobotName;
        this.mCurXPos = mCurXPos;
        this.mCurYpos = mCurYpos;
    }

    public String getmRobotName() {
        return mRobotName;
    }

    publicintgetmCurXPos() {
        return mCurXPos;
    }

    publicintgetmCurYpos() {
        return mCurYpos;
    }
}
//Caretaker（负责人）
class RobotPositionCaretaker {
    private  RobotPositionMemento memento;

    public RobotPositionMemento getMemento() {
        return memento;
    }

    publicvoidsetMemento(RobotPositionMemento memento) {
        this.memento = memento;
    }
}
//客户端publicclassMain {publicstaticvoidmain(String[] args) {
        RobotPositionCaretaker caretaker = new RobotPositionCaretaker();
        RobotPosition robot = new RobotPosition("Android", 0, 0);
        robot.drawScreen();
        caretaker.setMemento(robot.save());

        robot.setPos(0, 1);
        robot.drawScreen();
        caretaker.setMemento(robot.save());

        robot.setPos(5, 5);
        robot.drawScreen();

        //back on step
        robot.restore(caretaker.getMemento());
        robot.drawScreen();
        caretaker.setMemento(robot.save());
    }
}
        

升级装逼：

哪有机器人回退只能回退一步的说法呢？太弱了，再怎么地也得支持多步回退啊。对上面修改如下（支持多步回退，不做过多解释）：

            
                package yanbober.github.io;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//Originator（原发器）
class RobotPosition {
    private String mRobotName;
    privateint mCurXPos;
    privateint mCurYpos;

    publicRobotPosition(String mRobotName, int mCurXPos, int mCurYpos) {
        this.mRobotName = mRobotName;
        this.mCurXPos = mCurXPos;
        this.mCurYpos = mCurYpos;
    }

    publicvoidsetPos(int mCurXPos, int mCurYpos) {
        this.mCurXPos = mCurXPos;
        this.mCurYpos = mCurYpos;
    }

    publicvoiddrawScreen() {
        System.out.println("#RobotPosition#"+mRobotName+": "+mCurXPos+", "+mCurYpos);
    }

    public RobotPositionMemento save() {
        returnnew RobotPositionMemento(mRobotName, mCurXPos, mCurYpos);
    }

    publicvoidrestore(RobotPositionMemento memento) {
        this.mRobotName = memento.getmRobotName();
        this.mCurXPos = memento.getmCurXPos();
        this.mCurYpos = memento.getmCurYpos();
    }
}
//Memento（备忘录)
class RobotPositionMemento {
    private String mRobotName;
    privateint mCurXPos;
    privateint mCurYpos;

    publicRobotPositionMemento(String mRobotName, int mCurXPos, int mCurYpos) {
        this.mRobotName = mRobotName;
        this.mCurXPos = mCurXPos;
        this.mCurYpos = mCurYpos;
    }

    public String getmRobotName() {
        return mRobotName;
    }

    publicintgetmCurXPos() {
        return mCurXPos;
    }

    publicintgetmCurYpos() {
        return mCurYpos;
    }
}
//Caretaker（负责人）
class RobotPositionCaretaker {
    private List<RobotPositionMemento> mementoList = new ArrayList<>();

    public RobotPositionMemento getMemento(int setp) {
        return mementoList.get(setp);
    }

    publicvoidsetMemento(RobotPositionMemento memento) {
        this.mementoList.add(memento);
    }
}
//客户端publicclassMain {publicstaticvoidmain(String[] args) {
        RobotPositionCaretaker caretaker = new RobotPositionCaretaker();
        RobotPosition robot = new RobotPosition("Android", 0, 0);
        robot.drawScreen();
        caretaker.setMemento(robot.save());

        robot.setPos(0, 1);
        robot.drawScreen();
        caretaker.setMemento(robot.save());

        robot.setPos(5, 5);
        robot.drawScreen();

        //back to step 1
        robot.restore(caretaker.getMemento(0));
        robot.drawScreen();
        caretaker.setMemento(robot.save());
    }
}
        

运行结果：

RobotPosition#Android: 0, 0
RobotPosition#Android: 0, 1
RobotPosition#Android: 5, 5
RobotPosition#Android: 0, 0

总结一把

备忘录模式优点：

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。

实现了对信息的封装，一个备忘录对象是一种原发器对象状态的表示，不会被其他代码所改动。备忘录保存了原发器的状态，采用列表、堆栈等集合来存储备忘录对象可以实现多次撤销操作。

备忘录模式缺点：

资源消耗过大，如果需要保存的原发器类的成员变量太多，就不可避免需要占用大量的存储空间，每保存一次对象的状态都需要消耗一定的系统资源。

【工匠若水 http://blog.csdn.net/yanbober】 继续阅读《设计模式(行为型)之备忘录模式(Memento Pattern)》 http://blog.csdn.net/yanbober/article/details/45535821