备忘录模式 - 设计模式学习
备忘录模式(Memento)：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。
以下给出备忘录模式的UML图：
Originator(发起人):负责创建一个备忘录Memento，用以记录当前时刻它的内部状态，并可使用备忘录恢复内部状态。Originator可根据需要决定Memento存储Originator的哪些内部状态。
Memento(备忘录):负责存储Originnator对象的内部状态，并可防止Originator以外的其他对象访问备忘录Memento，备忘录有两个接口，Caretaker只能看到备忘录的窄接口，它只能将备忘录传递给其他对象。
Caretaker(管理者):负责保存好备忘录Memento，不能对备忘录的内容进行操作或检查。
以下给出备忘录模式的基本代码结构：
namespace ConsoleApplication1 { class Originator { private string state; public string State //需要保存的属性，可能有多个 { get { return state; } set { state = value; } } public Memento CreateMemento() //创建备忘录，将当前需要保存的信息导入并实例化出一个Memento对象 { return (new Memento(state)); } public void SetMemento(Memento memento) { state = memento.State; //恢复备忘录，将Memento导入并将相关数据恢复 } public void Show() { Console.WriteLine("State=" + state); //显示数据 } } //备忘录 class Memento { private string state; public Memento(string state) //构造方法，将相关数据导入 { this.state = state; } public string State //需要保存的数据属性，可以是多个 { get { return state; } } } //管理者(Caretaker)类 class Caretaker { private Memento memento; public Memento Memento //得到或设置备忘录 { get { return memento; } set { memento = value; } } } class Program { static void Main(string[] args) { Originator o = new Originator(); //Originator初始状态，状态属性为"On" o.State = "On"; o.Show(); Caretaker c = new Caretaker(); //保存状态时，由于有了很好的封装，可以隐藏Originator c.Memento = o.CreateMemento(); o.State = "Off"; //Originator改变了状态属性为"Off" o.Show(); o.SetMemento(c.Memento); //恢复原初始状态 o.Show(); Console.ReadKey(); } } }
Memento模式比较适用于功能比较复杂的，但需要维护或记录属性历史的类，或者需要保存的属性只是众多属性中的一小部分时，Originator可以根据保存的Memento信息还原到前一状态。如果在某个系统中使用命令模式时，需要实现命令的撤销功能，那么命令模式可以使用备忘录模式来存储可撤销操作的状态。
当角色的状态改变的时候，有可能这个状态无效，这时候就可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原。
回到《大话设计模式》中保存游戏进度的例子：
这是未使用备忘录模式的代码，注释中注明其缺点。
namespace ConsoleApplication1 { class GameRole { //生命力 private int vit; public int Vitality { get { return vit; } set { vit = value; } } //攻击力 private int atk; public int Attack { get { return atk; } set { atk = value; } } //防御力 private int def; public int Defense { get { return def; } set { def = value; } } //状态显示 public void StateDisplay() { Console.WriteLine("角色当前状态："); Console.WriteLine("体力：{0}",this.vit); Console.WriteLine("攻击力{0}",this.atk); Console.WriteLine("防御力{0}",this.def); Console.WriteLine(""); } //获得初始状态 public void GetInitState() { this.vit = 100; this.atk = 100; this.def = 100; } //战斗 public void Fight() { this.vit = 0; this.atk = 0; this.def = 0; } } class Program { static void Main(string[] args) { //大战Boss前 GameRole lixiaoyao = new GameRole(); lixiaoyao.GetInitState(); //大战Boss前，获得初始角色状态 lixiaoyao.StateDisplay(); //保存进度 GameRole backup = new GameRole(); backup.Vitality = lixiaoyao.Vitality; //缺点：向客户端暴露了实现细节 backup.Attack = lixiaoyao.Attack; backup.Defense = lixiaoyao.Defense; //大战Boss时，拉柴了 lixiaoyao.Fight(); lixiaoyao.StateDisplay(); //恢复之前状态 lixiaoyao.Vitality = backup.Vitality; lixiaoyao.Attack = backup.Attack; lixiaoyao.Defense = backup.Defense; lixiaoyao.StateDisplay(); Console.ReadKey(); } } }
下面来看看使用了备忘录模式的代码：
namespace ConsoleApplication1 { class GameRole { //生命力 private int vit; public int Vitality { get { return vit; } set { vit = value; } } //攻击力 private int atk; public int Attack { get { return atk; } set { atk = value; } } //防御力 private int def; public int Defense { get { return def; } set { def = value; } } //状态显示 public void StateDisplay() { Console.WriteLine("角色当前状态："); Console.WriteLine("体力：{0}",this.vit); Console.WriteLine("攻击力{0}",this.atk); Console.WriteLine("防御力{0}",this.def); Console.WriteLine(""); } //获得初始状态 public void GetInitState() { this.vit = 100; this.atk = 100; this.def = 100; } //战斗 public void Fight() { this.vit = 0; this.atk = 0; this.def = 0; } //保存角色状态 public RoleStateMemento SaveState() { return (new RoleStateMemento(vit, atk, def)); } //恢复角色状态 public void RecoveryState(RoleStateMemento memento) { this.vit = memento.Vitality; this.atk = memento.Attack; this.def = memento.Defense; } } class RoleStateMemento { private int vit; private int atk; private int def; public RoleStateMemento(int vit, int atk, int def) { this.vit = vit; this.atk = atk; this.def = def; } //生命力 public int Vitality { get { return vit; } set { vit = value; } } //攻击力 public int Attack { get { return atk; } set { atk = value; } } public int Defense { get { return def; } set { def = value; } } } //角色状态管理者类 class RoleStateCaretaker { private RoleStateMemento memento; public RoleStateMemento Memento { get { return memento; } set { memento = value; } } } class Program { static void Main(string[] args) { //大战Boss前 GameRole lixiaoyao = new GameRole(); lixiaoyao.GetInitState(); //游戏角色初始状态，三种指标数据均是100 lixiaoyao.StateDisplay(); //保存进度 RoleStateCaretaker stateAdmin = new RoleStateCaretaker(); //保存游戏进度，由于封装在Memento中，因此我们并不知道保存了哪些具体的角色数据 stateAdmin.Memento = lixiaoyao.SaveState(); //大战Boss时，拉柴了 lixiaoyao.Fight(); lixiaoyao.StateDisplay(); //恢复之前状态 lixiaoyao.RecoveryState(stateAdmin.Memento); lixiaoyao.StateDisplay(); lixiaoyao.StateDisplay(); Console.ReadKey(); } } }
个人感觉，虽然在客户端隐藏了具体细节，但是好像那三个属性有了重复代码。
要注意备忘录模式的缺点，就是当角色状态需要完整存储到备忘录对象中，如果状态数据很大很多，那么在资源消耗上，备忘录对象会非常消耗内存。