前言介绍
接下里介绍的是Java 的设计模式之一:备忘录模式
我们还是以一个问题进行展开,引入备忘录模式
当前有一个游戏程序,玩家操控游戏角色,角色有攻击力和防御力,在大战 Boss 前需要保存自身的状态(攻击力和防御力),当大战 Boss 后可能会造成攻击力和防御力下降,这时需要恢复战前的状态
那么你会怎么解决这个问题?
一、传统方式解决问题
一个角色对应一个类的类,若游戏角色过多,则会有很多的类造成不利于开销与管理
传统的方式的问题分析
一个对象,就对应一个保存对象状态的对象,这样当我们游戏的对象很多时,不利于管理,开销也很大
传统的方式是简单地做备份,new 出另外一个对象出来,再把需要备份的数据放到这个新对象,但这就暴露了对象内部的细节
我们推荐使用:备忘录模式解决这个问题
二、什么是备忘录模式
备忘录模式(Memento Pattern)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
。
这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态
现实生活中的备忘录是用来记录某些要去做的事情,或者是记录已经达成的共同意见的事情,以防忘记了
在软件层面,备忘录模式有着相同的含义,备忘录对象主要用来记录一个对象的某种状态,或者某些数据
,当要做回退时,可以从备忘录对象里获取原来的数据进行恢复
操作
备忘录原理类图
originator :对象(需要保存状态的对象)
Memento :备忘录对象,负责保存好记录,即 Originator 内部状态
Caretaker:守护者对象,负责保存多个备忘录对象, 使用集合管理,提高效率
说明:如果希望保存多个 originator 对象的不同时间的状态,也可以,只需要要 HashMap
三、使用备忘录解决问题
根据思路,我们先开始创建与原始对象游戏角色的备忘录
//备忘录Memento
class Memento {
//攻击力
private int vit;
//防御力
private int def;
public Memento(int vit, int def) {
super();
this.vit = vit;
this.def = def;
}
public int getVit() {return vit;}
public void setVit(int vit) {this.vit = vit;}
public int getDef() {return def;}
public void setDef(int def) {this.def = def; }
}
接着创建原始对象游戏角色,攻击力、防御力
class GameRole {
//攻击力
private int vit;
//防御力
private int def;
//创建 Memento ,即根据当前的状态得到 Memento
public Memento createMemento() {
return new Memento(vit, def);
}
//从备忘录对象,恢复 GameRole 的状态
public void recoverGameRoleFromMemento(Memento memento) {
this.vit = memento.getVit();
this.def = memento.getDef();
}
//显示当前游戏角色的状态
public void display() {
System.out.println("游戏角色当前的攻击力:" + this.vit + " 防御力: " + this.def);
}
public int getVit() {return vit;}
public void setVit(int vit) { this.vit = vit;}
public int getDef() { return def;}
public void setDef(int def) { this.def = def;}
}
接下来创建管理多个备忘录的守护者类
//守护者对象, 保存游戏角色的状态
class Caretaker {
//如果只保存一次状态
private Memento memento;
//对 GameRole 保存多次状态
private ArrayList mementos;
//对多个游戏角色保存多个状态
private HashMap> rolesMementos;
public Memento getMemento() {
return memento;
}
public void setMemento(Memento memento) {
this.memento = memento;
}
}
接下来使用demo,体会备忘录模式是怎么解决这个问题的吧
public static void main(String[] args) {
//创建游戏角色
GameRole gameRole = new GameRole();
gameRole.setVit(100);
gameRole.setDef(100);
System.out.println("和 boss 大战前的状态");
gameRole.display();
//创建备忘录把当前状态保存 caretaker
Caretaker caretaker = new Caretaker();
caretaker.setMemento(gameRole.createMemento());
System.out.println("和 boss 大战~~~");
gameRole.setDef(30);
gameRole.setVit(30);
gameRole.display();
System.out.println("大战后,使用备忘录对象恢复到站前");
gameRole.recoverGameRoleFromMemento(caretaker.getMemento());
System.out.println("恢复后的状态");
gameRole.display();
}
运行结果如下:
和 boss 大战前的状态
游戏角色当前的攻击力:100 防御力: 100
和 boss 大战~~~
游戏角色当前的攻击力:30 防御力: 30
大战后,使用备忘录对象恢复到站前
恢复后的状态
游戏角色当前的攻击力:100 防御力: 100
若多个游戏角色,可以采用集合去存储管理,对应搞得每个角色的状态也可以使用K:V键值对的方式存储不同时期备忘录
备忘录模式的注意事项和细节
给用户提供了一种可以恢复状态的机制,可以使用户能够比较方便地回到某个历史的状态
实现了信息的封装,使得用户不需要关心状态的保存细节
如果类的成员变量过多,势必会占用比较大的资源,而且每一次保存都会消耗一定的内存, 这个需要注意
适用的应用场景:1、后悔药。 2、打游戏时的存档。 3、Windows 里的 ctri + z。 4、IE 中的后退。 4、数据库的事务管理
为了节约内存,备忘录模式可以和原型模式配合使用
参考资料
尚硅谷:设计模式(韩顺平老师):备忘录模式
Refactoring.Guru:《深入设计模式》