【设计模式】—-（18）备忘录模式（行为型）

最新推荐文章于 2024-10-02 20:30:08 发布
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本文介绍备忘录模式的基本概念、适用场景及其实现方式，通过游戏状态备份与还原的例子详细阐述了发起人、备忘录和管理者三个角色的作用。

备忘录模式（Token）

一、定义

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。

二、适用场景

适合于功能比较复杂，但需要维护或记录属性历史的功能。

参与者：

      Originator(发起人)：负责创建一个备忘录Memento，用以记录当前时刻自身的内部状态，并可使用备忘录恢复内部状态。Originator可以根据需要决定Memento存储自己的哪些内部状态。
　　Memento(备忘录)：负责存储Originator对象的内部状态，并可以防止Originator以外的其他对象访问备忘录。备忘录有两个接口：Caretaker只能看到备忘录的窄接口，他只能将备忘录传递给其他对象。Originator却可看到备忘录的宽接口，允许它访问返回到先前状态所需要的所有数据。
　　Caretaker(管理者):负责备忘录Memento，不能对Memento的内容进行访问或者操作。

适用性：

1）必须保存一个对象在某一时刻的（部分）状态，这样以后需要时它才能恢复到先前的状态。

2）如果一个用接口来让其它对象直接得到这些状态，将会暴露对象的实现细节并破坏对象的封装性。


效果：

1）保持封装边界

2）简化原发器

3）使用备忘录可能代价很高

4）定义窄接口和宽接口

5）维护备忘录的潜在代价

三、UML


四、代码

  1. /**
  2.  * 游戏自身（备忘录模式中的发起人，备份的是游戏的状态）
  3.  */
  4. public class Game {

  6.     /**
  7.      * 英雄状态属性
  8.      */
  9.     private HeroState hState;

  11.     /**
  12.      * 场景状态属性
  13.      */
  14.     private SceneState sState;

  16.     public HeroState gethState() {
  17.         return hState;
  18.     }

  20.     public void sethState(HeroState hState) {
  21.         this.hState = hState;
  22.     }

  24.     public SceneState getsState() {
  25.         return sState;
  26.     }

  28.     public void setsState(SceneState sState) {
  29.         this.sState = sState;
  30.     }

  32.     /**
  33.      * 备份游戏
  34.      */
  35.     public GameMemento createMemento(){
  36.         return new GameMemento(hState,sState);
  37.     }
  38.     
  39.     /**
  40.      * 玩游戏
  41.      * @throws InterruptedException 
  42.      */
  43.     public void play(){
  44.         hState.setHP(0);
  45.         hState.setMP(0);
  46.         sState.setCoin(0);
  47.         sState.setWood(0);
  48.     }
  49.     
  50.     /**
  51.      * 游戏还原
  52.      */
  53.     public void restore(GameMemento memento){
  54.         this.hState = memento.gethState();
  55.         this.sState = memento.getsState();
  56.     }
  57. }
2、第二个文件要备份的状态实体：HeroState.java 

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  1. /**
  2.  * 游戏英雄人物状态实体 
  3.  */
  4. public class HeroState implements Cloneable{

  6.     /**
  7.      * 英雄生命值
  8.      */
  9.     private int HP;
  10.     
  11.     /**
  12.      * 英雄魔法值
  13.      */
  14.     private int MP;
  15.     
  16.     /**
  17.      * 状态保存时间
  18.      */
  19.     private Date stateDate;

  21.     public int getHP() {
  22.         return HP;
  23.     }

  25.     public void setHP(int hP) {
  26.         HP = hP;
  27.     }

  29.     public int getMP() {
  30.         return MP;
  31.     }

  33.     public void setMP(int mP) {
  34.         MP = mP;
  35.     }

  37.     public Date getStateDate() {
  38.         return stateDate;
  39.     }

  41.     public void setStateDate(Date stateDate) {
  42.         this.stateDate = stateDate;
  43.     }
  44.     
  45.     public HeroState clone(){
  46.         try {
  47.             return (HeroState) super.clone();
  48.         } catch (CloneNotSupportedException e) {
  49.             // TODO Auto-generated catch block
  50.             e.printStackTrace();
  51.         }
  52.         return null;
  53.     }
  54. }
3、要备份的状态实体：SceneState.java 

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  1. /**
  2.  * 游戏场景状态实体 
  3.  */
  4. public class SceneState implements Cloneable{

  6.     /**
  7.      * 金币数量
  8.      */
  9.     private int coin;
  10.     
  11.     /**
  12.      * 木材数量
  13.      */
  14.     private int wood;
  15.     
  16.     /**
  17.      * 地图名称
  18.      */
  19.     private String mapName;

  21.     public int getCoin() {
  22.         return coin;
  23.     }

  25.     public void setCoin(int coin) {
  26.         this.coin = coin;
  27.     }

  29.     public int getWood() {
  30.         return wood;
  31.     }

  33.     public void setWood(int wood) {
  34.         this.wood = wood;
  35.     }

  37.     public String getMapName() {
  38.         return mapName;
  39.     }

  41.     public void setMapName(String mapName) {
  42.         this.mapName = mapName;
  43.     }
  44.     
  45.     public SceneState clone(){
  46.         try {
  47.             return (SceneState) super.clone();
  48.         } catch (CloneNotSupportedException e) {
  49.             // TODO Auto-generated catch block
  50.             e.printStackTrace();
  51.         }
  52.         return null;
  53.     }
  54. }
4、第四个文件备忘录角色：GameMemcento.java 

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  1. /**
  2.  * 游戏备忘录角色
  3.  */
  4. public class GameMemento{

  6.     /**
  7.      * 英雄状态
  8.      */
  9.     private HeroState hState;
  10.     
  11.     /**
  12.      * 场景状态
  13.      */
  14.     private SceneState sState;
  15.     
  16.     /**
  17.      * 构造方法
  18.      * @param hState
  19.      * @param sState
  20.      */
  21.     public GameMemento(HeroState hState,SceneState sState){
  22.         this.hState = hState.clone();
  23.         this.sState = sState.clone();
  24.     }

  26.     /**
  27.      * 获取备份状态
  28.      * @return
  29.      */
  30.     public HeroState gethState() {
  31.         return hState;
  32.     }

  34.     /**
  35.      * 获取备份状态
  36.      * @return
  37.      */
  38.     public SceneState getsState() {
  39.         return sState;
  40.     }
  41. }
5、第五个文件备忘录管理角色：Caretaker.java 

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  1. /**
  2.  * 备忘录管理器
  3.  */
  4. public class Caretaker {

  6.     /**
  7.      * 备忘录实体
  8.      */
  9.     private GameMemento memento;

  11.     public GameMemento getMemento() {
  12.         return memento;
  13.     }

  15.     public void setMemento(GameMemento memento) {
  16.         this.memento = memento;
  17.     }
  18. }
6、第六个文件：TestMain.java 

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  1. /**
  2.  * 测试Main方法
  3.  */
  4. public class TestMain {

  6.     public static void main(String [] args){
  7.         Game game = new Game();
  8.         HeroState hState = new HeroState();
  9.         hState.setHP(100);
  10.         hState.setMP(100);
  11.         SceneState sState = new SceneState();
  12.         sState.setCoin(1000);
  13.         sState.setWood(1000);
  14.         game.sethState(hState);
  15.         game.setsState(sState);
  16.         System.out.println("游戏状态备份开始");
  17.         GameMemento memento = game.createMemento();
  18.         Caretaker ct = new Caretaker();
  19.         ct.setMemento(memento);
  20.         System.out.println("游戏状态备份完成");
  21.         System.out.println("开始游戏，当前英雄生命值：" + game.gethState().getHP());
  22.         game.play();
  23.         System.out.println("游戏结束，当前英雄生命值：" + game.gethState().getHP());
  24.         System.out.println("游戏状态还原开始");
  25.         game.restore(ct.getMemento());
  26.         System.out.println("游戏状态还原结束");
  27.         System.out.println("当前英雄生命值：" + game.gethState().getHP());
  28.     }
  29. }

五、总结

备忘录模式

优点：

1）在同一个集合上可有多个状态一起工作

2）不需要为支持迭代而破坏一个集合的封装性。

缺点：

将对象状态备份会占用比较多的系统资源。

Go语言设计模式：备忘录模式详解
数据知道的博客
11-03 2161
摘要 备忘录模式是一种行为设计模式，允许在不破坏封装性的前提下保存和恢复对象状态。它包含三个核心角色：发起人（需要保存状态的对象）、备忘录（存储状态的容器）和负责人（管理备忘录的历史记录）。本文通过Go语言实现了一个文本编辑器示例，演示了如何创建快照、撤销操作等功能。实现中利用Go的包内可见性保护备忘录封装性，并介绍了通过序列化简化复杂状态存储的方法。该模式适合需要撤销/重做功能的场景，但需注意可能的内存消耗问题。
设计模式-备忘录模式-Memento Pattern
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09-06 1867
在备份之前，对数据进行哈希摘要，只有当哈希值发生变化时才进行备份，这样可以避免不必要的备份操作。
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如无必要，勿增实体。
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备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，它允许在不破坏封装性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。这样可以在以后将该对象恢复到原先保存的状态。备忘录模式通常用于需要撤销操作或恢复先前状态的场景，例如文本编辑器中的撤销和恢复功能。备忘录模式的核心思想是通过创建一个“备忘录”对象来存储原发器对象的内部状态，而原发器对象则负责创建和恢复备忘录。管理者（Caretaker）类负责管理这些备忘录对象，但并不了解备忘录的内容，只负责存储和检索备忘录。
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