备忘录模式Memento——给你的对象一剂“后悔药”

你的名字 2023-01-16 11:22 117阅读 0赞

备忘录模式在不破坏封闭的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。

> # 一、备忘录模式 #

我们编辑word文档、写这篇博客的时候，经常用到 ctrl+z 这个快捷键，就是撤销当前操作回到上一步编辑状态。还有一些线上考试系统，在考到中间的时候退出，再重进还能在上一次的基础上接着做题。这里面都有一个环节，那就是回复到之前的某个节点，这个怎么实现的呢？

其中一种方式就是通过备忘录模式去实现，它能保存对象当前状态，并在之后恢复到此状态（后悔药），当然它也保证被保存的对象状态不能被外部访问，保证内部完整性，不向外透露。

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## 角色 ##

*  发起人: 发起人的内部要规定要备忘的范围，负责提供备案数据
 *  备忘录: 存储发起人对象的内部状态，在需要的时候，可以向其他人提供这个内部状态，以方便负责人恢复发起人状态
 *  负责人: 负责对备忘录进行管理（保存或提供备忘录）

> # 二、代码实现 #

这里就以考试系统为例，中途退出再进入。

Originator 创建者：

/**
     * Originator 创建者
     * 其内部可以实现备忘录的创建以及恢复
     * 负责创建一个备忘录，用来记录、恢复自身的内部状态。同时根据需要决定Memento存储自身的那些状态
     *
     * 考试系统（Originator）
     */
    @ToString
    public class ExaminationSystem {
        // 题目序号
        private int topicNum = 1;
        // 剩余时间
        private int remainingTime = 120;
        // 答案缓存
        private String answer = "";
    
        // 开始答题
        public void startTest(){
            Console.log("开始答题：" + String.format("第%d题", topicNum));
            remainingTime -=10;
            Console.log("时间还剩" + remainingTime + "分钟");
            answer = "答案1";
            topicNum++;
            Console.log("开始做"+String.format("第%d题", topicNum));
        }
    
        // 退出考试
        public void quit(){
            Console.log("---------------------");
            Console.log("退出前的情况："+this.toString());
            Console.log("退出考试");
            Console.log("---------------------");
        }
    
        // 创建备忘录
        public Memento createMemoto(){
            Memento memento = new Memento();
            memento.topicNum = topicNum;
            memento.remainingTime = remainingTime;
            memento.answer = answer;
            return memento;
        }
    
        // 获取备忘录，恢复当时的对象状态
        public void restore(Memento memento){
            this.topicNum = memento.topicNum;
            this.remainingTime = memento.remainingTime;
            this.answer = memento.answer;
            System.out.println("恢复后的考试属性："+this.toString());
        }
    }

Memento 备忘录类：

/**
     * 备忘录类
     */
    @ToString
    public class Memento {
        public int topicNum;
        public int remainingTime;
        public String answer;
    }

/**
     * 负责管理 Memento
     */
    public class Caretaker {
        //备忘录
        Memento memento;
    
        //存档
        public void archive(Memento memoto){
            this.memento = memoto;
        }
    
        //获取存档
        public Memento getMemoto(){
            return memento;
        }
    }

public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            // 构建考试系统对象（Originator）
            ExaminationSystem examination = new ExaminationSystem();
            //开始考试
            examination.startTest();
            //构建caretaker，用于试卷存档
            Caretaker caretaker = new Caretaker();
            //通过考试系统本身创建备忘录，caretaker执行存档操作
            caretaker.archive(examination.createMemoto());
            //退出考试
            examination.quit();
            //重新开启考试，并通过caretaker恢复考试进度
            ExaminationSystem examination_new = new ExaminationSystem();
            examination_new.restore(caretaker.getMemoto());
        }
    }

开始答题：第1题
    时间还剩110分钟
    开始做第2题
    ---------------------
    退出前的情况：ExaminationSystem(topicNum=2, remainingTime=110, answer=答案1)
    退出考试
    ---------------------
    恢复后的考试属性：ExaminationSystem(topicNum=2, remainingTime=110, answer=答案1)

> # 三、适用场景 #

上面的介绍可以看到备忘录模式可以保存一份对象的快照，一般来说，一个对象有一个对应的备忘对象，记录对象中要备忘的字段，而多个对象的备忘，同一由同一个负责人进行管理，可以用 Map 来做到这一点，负责人中的备忘容器是一个 Map 类型的数据，值是一个实现备忘接口的数据结构即可。

有了这个快照那就等于有了“后悔药”，比如可以暂时将游戏存档，可以撤销操作回到之前的状态，再比如把保存的备忘录序列化成字符串保存在磁盘中，下次启动的时候从磁盘中获取状态，这样就可以做一个简单的快照了，等等。

另外要注意一下备忘模式的优缺点:

*  优点:
    
     *  备忘录模式仅做数据备忘，不论该数据是否正确。
     *  设计模式最大的优点就是解耦，各司其职，发起人只需要提供备忘数据，不需要对其进行管理
 *  缺点
    
     *  实际应用中，备忘录模式大多是多状态的，如果进行大量备忘的话，会占用大量内存，当然，如果持久化在磁盘中的话，会减少内存占用，但会增加IO操作，这就需要开发者根据实际业务情况进行取舍了。

### 使用场景 ###

*  需要保存一个对象在某一个时刻的状态或者部分状态
 *  如果用一个接口来让其他对象的到这些状态，将会暴露这个对象的实现细节并破坏对象的的封装性，一个对象不希望外界直接访问其内部状态，通过中间对象可以间接访问其内部状态

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