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行为型_备忘录

原文:https://www.cnblogs.com/adamjwh/p/11018268.html

每个人都有犯错误的时候,都希望有种“后悔药”能弥补自己的过失,让自己重新开始,但现实是残酷的。在计算机应用中,客户同样会常常犯错误,能否提供“后悔药”给他们呢?当然是可以的,而且是有必要的。这个功能由“备忘录模式”来实现。

其实很多应用软件都提供了这项功能,如 Word、记事本、Photoshop、Eclipse 等软件在编辑时按 Ctrl+Z 组合键时能撤销当前操作,使文档恢复到之前的状态;还有在 IE 中的后退键、数据库事务管理中的回滚操作、玩游戏时的中间结果存档功能、数据库与操作系统的备份操作、棋类游戏中的悔棋功能等都属于这类。

备忘录模式能记录一个对象的内部状态,当用户后悔时能撤销当前操作,使数据恢复到它原先的状态。

定义与特点

备忘录(Memento)模式的定义: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,以便以后当需要时能将该对象恢复到原先保存的状态。该模式又叫快照模式。

备忘录模式是一种对象行为型模式,其主要优点如下。

  • 提供了一种可以恢复状态的机制。当用户需要时能够比较方便地将数据恢复到某个历史的状态。
  • 实现了内部状态的封装。除了创建它的发起人之外,其他对象都不能够访问这些状态信息。
  • 简化了发起人类。发起人不需要管理和保存其内部状态的各个备份,所有状态信息都保存在备忘录中,并由管理者进行管理,这符合单一职责原则。

其主要缺点是:资源消耗大。如果要保存的内部状态信息过多或者特别频繁,将会占用比较大的内存资源。

结构与实现

备忘录模式的核心是设计备忘录类以及用于管理备忘录的管理者类,现在我们来学习其结构与实现。

模式的结构

备忘录模式的主要角色如下。

  1. 发起人(Originator)角色:记录当前时刻的内部状态信息,提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能,实现其他业务功能,它可以访问备忘录里的所有信息。
  2. 备忘录(Memento)角色:负责存储发起人的内部状态,在需要的时候提供这些内部状态给发起人。
  3. 管理者(Caretaker)角色:对备忘录进行管理,提供保存与获取备忘录的功能,但其不能对备忘录的内容进行访问与修改。

备忘录模式的结构图如图 1 所示。

https://gitee.com/lienhui68/picStore/raw/master/null/20200826162429.png

模式的实现

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package com.eh.eden.pattern;


import lombok.Data;

//发起人
@Data
class Originator {
    // 内部状态
    private String state;

    // 创建快照
    public Memento createMemento() {
        return new Memento(state);
    }

    // 恢复快照
    public void restoreMemento(Memento m) {
        this.setState(m.getState());
    }
}

//备忘录
@Data
class Memento {
    private String state;

    public Memento(String state) {
        this.state = state;
    }
}


//管理者
@Data
class Caretaker {
    private Memento memento;
}

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 发起人
        Originator originator = new Originator();
        // 管理者
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        originator.setState("S0");
        System.out.println("初始状态:" + originator.getState());
        caretaker.setMemento(originator.createMemento()); //保存状态
        originator.setState("S1");
        System.out.println("新的状态:" + originator.getState());
        originator.restoreMemento(caretaker.getMemento()); //恢复状态
        System.out.println("恢复后状态:" + originator.getState());
    }
}
// 运行结果
初始状态:S0
新的状态:S1
恢复后状态:S0

应用场景

前面学习了备忘录模式的定义与特点、结构与实现,现在来看该模式的以下应用场景。

  1. 需要保存与恢复数据的场景,如玩游戏时的中间结果的存档功能。
  2. 需要提供一个可回滚操作的场景,如 Word、记事本、Photoshop,Eclipse 等软件在编辑时按 Ctrl+Z 组合键,还有数据库中事务操作。

模式扩展

在前面介绍的备忘录模式中,有单状态备份的例子,也有多状态备份的例子。下面介绍备忘录模式如何同原型模式混合使用。在备忘录模式中,通过定义“备忘录”来备份“发起人”的信息,而原型模式的 clone() 方法具有自备份功能,所以,如果让发起人实现 Cloneable 接口就有备份自己的功能,这时可以删除备忘录类,其结构图如图 4 所示。

https://gitee.com/lienhui68/picStore/raw/master/null/20200826163053.png

实现代码如下

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package com.eh.eden.pattern;


import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

//发起人原型
class OriginatorPrototype implements Cloneable {
    @Getter
    @Setter
    private String state;


    public OriginatorPrototype createMemento() {
        return this.clone();
    }

    public void restoreMemento(OriginatorPrototype opt) {
        this.setState(opt.getState());
    }

    public OriginatorPrototype clone() {
        try {
            return (OriginatorPrototype) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

//原型管理者
class PrototypeCaretaker {
    @Getter
    @Setter
    private OriginatorPrototype memento;
}


class Client {
    public static void main(String[] args) {
        OriginatorPrototype originator = new OriginatorPrototype();
        PrototypeCaretaker caretaker = new PrototypeCaretaker();
        originator.setState("S0");
        System.out.println("初始状态:" + originator.getState());
        caretaker.setMemento(originator.createMemento()); //保存状态
        originator.setState("S1");
        System.out.println("新的状态:" + originator.getState());
        originator.restoreMemento(caretaker.getMemento()); //恢复状态
        System.out.println("恢复后状态:" + originator.getState());
    }
}
// 运行结果
初始状态:S0
新的状态:S1
恢复后状态:S0