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。
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。
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。
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。
备忘录模式的主要角色如下。
备忘录模式的结构图如图 1 所示。
备忘录模式的实现代码如下:
package com.design.pattern.behaviorPattern.mementoPattern;
public class MementoPattern {
public static void main(String[] args) {
Originator or = new Originator();
Caretaker cr = new Caretaker();
or.setState("S0");
System.out.println("初始化状态:"+or.getState());
cr.setMemento(or.createMemento());//保存状态
or.setState("S1");
System.out.println("新的状态:"+or.getState());
or.restoreMemento(cr.getMemento());//恢复状态
System.out.println("恢复状态:"+or.getState());
}
}
//备忘录
class Memento{
private String state;
public Memento(String state) {
this.state = state;
}
public String getState() {
return state;
}
public void setState(String state) {
this.state = state;
}
}
//发起人
class Originator{
private String state;
public String getState() {
return state;
}
public void setState(String state) {
this.state = state;
}
public Memento createMemento(){
return new Memento(state);
}
public void restoreMemento(Memento memento){
this.setState(memento.getState());
}
}
//管理者
class Caretaker{
private Memento memento;
public Memento getMemento() {
return memento;
}
public void setMemento(Memento memento) {
this.memento = memento;
}
}
程序运行的结果如下:
初始状态:S0
新的状态:S1
恢复状态:S0
【例1】利用备忘录模式设计相亲游戏。
分析:假如有西施、王昭君、貂蝉、杨玉环四大美女同你相亲,你可以选择其中一位作为你的爱人;当然,如果你对前面的选择不满意,还可以重新选择,但希望你不要太花心;这个游戏提供后悔功能,用“备忘录模式”设计比较合适(点此下载所要显示的四大美女的图片)。
首先,先设计一个美女(Girl)类,它是备忘录角色,提供了获取和存储美女信息的功能;然后,设计一个相亲者(You)类,它是发起人角色,它记录当 前时刻的内部状态信息(临时妻子的姓名),并提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能;最后,定义一个美女栈(GirlStack)类,它是管理者角色,负责对备忘录进行管理,用于保存相亲者(You)前面选过的美女信息,不过最多只能保存 4 个,提供后悔功能。
客户类设计成窗体程序,它包含美女栈(GirlStack)对象和相亲者(You)对象,它实现了 ActionListener 接口的事件处理方法 actionPerformed(ActionEvent e),并将 4 大美女图像和相亲者(You)选择的美女图像在窗体中显示出来。图 2 所示是其结构图。
程序代码如下:
package com.design.pattern.behaviorPattern.mementoPattern;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
public class DatingGame {
public static void main(String[] args) {
new DatingGameWin();
}
}
//客户窗体类
class DatingGameWin extends JFrame implements ActionListener {
JPanel centerJP,eastJP;
JRadioButton girl1,girl2,girl3,girl4;
JButton button1,button2;
String fileName;
JLabel g;
You you;
GirlStack girls;
private static String proPath = System.getProperty("user.dir");
public DatingGameWin(){
super("利用备忘录模式设计相亲游戏");
you = new You();
girls = new GirlStack();
this.setBounds(0,0,900,380);
this.setResizable(false);
fileName = proPath+"/src/resources/picture/girls/四大美女.jpg";
g=new JLabel(new ImageIcon(fileName),JLabel.CENTER);
centerJP=new JPanel();
centerJP.setLayout(new GridLayout(1,4));
centerJP.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("四大美女如下:"));
centerJP.add(g);
this.add("Center",centerJP);
eastJP=new JPanel();
eastJP.setLayout(new GridLayout(1,1));
eastJP.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("您选择的爱人是:"));
this.add("East",eastJP);
JPanel southJP = new JPanel();
JLabel info=new JLabel("四大美女有“沉鱼落雁之容、闭月羞花之貌”,您选择谁?");
girl1=new JRadioButton("西施",true);
girl2=new JRadioButton("貂蝉");
girl3=new JRadioButton("王昭君");
girl4=new JRadioButton("杨玉环");
button1=new JButton("确定");
button2=new JButton("返回");
ButtonGroup group=new ButtonGroup();
group.add(girl1);
group.add(girl2);
group.add(girl3);
group.add(girl4);
southJP.add(info);
southJP.add(girl1);
southJP.add(girl2);
southJP.add(girl3);
southJP.add(girl4);
southJP.add(button1);
southJP.add(button2);
button1.addActionListener(this);
button2.addActionListener(this);
this.add("South",southJP);
showPicture("空白");
you.setWifeName("空白");
girls.push(you.createMemento());//保存状态
}
//显示图片
void showPicture(String name)
{
eastJP.removeAll(); //清除面板内容
eastJP.repaint(); //刷新屏幕
you.setWifeName(name);
fileName=proPath+"/src/resources/picture/girls/"+name+".jpg";
g=new JLabel(new ImageIcon(fileName),JLabel.CENTER);
eastJP.add(g);
this.setVisible(true);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
}
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
boolean ok = false;
if(e.getSource()==button1)
{
ok = girls.push(you.createMemento()); //保存状态
if(ok && girl1.isSelected())
{
showPicture("西施");
}
else if(ok && girl2.isSelected())
{
showPicture("貂蝉");
}
else if(ok && girl3.isSelected())
{
showPicture("王昭君");
}
else if(ok && girl4.isSelected())
{
showPicture("杨玉环");
}
}
else if(e.getSource() == button2)
{
you.restoreMemento(girls.pop()); //恢复状态
showPicture(you.getWifeName());
}
}
}
//备忘录:美女
class Girl{
private String name;
public Girl(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
//发起人:您
class You{
private String wifeName;//妻子
public String getWifeName() {
return wifeName;
}
public void setWifeName(String wifeName) {
this.wifeName = wifeName;
}
public Girl createMemento(){
return new Girl(wifeName);
}
public void restoreMemento(Girl girl){
setWifeName(girl.getName());
}
}
//管理者:美女栈
class GirlStack{
private Girl[] girls;
private int top;
public GirlStack() {
girls = new Girl[5];
top = -1;
}
public boolean push(Girl girl){
if (top >= 4){
System.out.println("你太花心了,变来变去的!");
return false;
}else {
girls[++top] = girl;
return true;
}
}
public Girl pop(){
if (top <=0 ){
System.out.println("美女栈空了!");
return girls[0];
}else {
return girls[top--];
}
}
}
程序运行结果如图 3 所示:
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。
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。
package com.design.pattern.behaviorPattern.mementoPattern;
public class PrototypeMemento {
public static void main(String[] args) {
OriginatorPrototype or = new OriginatorPrototype();
PrototypeCaretaker cr = new PrototypeCaretaker();
or.setState("S0");
System.out.println("初始状态:"+or.getState());
cr.setMemento(or.createMemento());//保存状态
or.setState("S1");
System.out.println("新的状态:"+or.getState());
or.restoreMemento(cr.getMemento());//恢复状态
System.out.println("恢复状态:"+or.getState());
}
}
//发起人原型
class OriginatorPrototype implements Cloneable{
private String state;
public String getState() {
return state;
}
public void setState(String state) {
this.state = 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{
private OriginatorPrototype opt;
public void setMemento(OriginatorPrototype opt)
{
this.opt=opt;
}
public OriginatorPrototype getMemento()
{
return opt;
}
}
程序的运行结果如下:
初始状态:S0
新的状态:S1
恢复状态:S0