【Java开发】设计模式 18：备忘录模式

1 备忘录模式介绍

备忘录模式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，从而在需要的时候可以将其恢复。

备忘录模式就是为程序提供了一个可回溯的时间节点，如果程序在运行过程中某一步出现了错误，就可以回到之前的某个被保存的节点上重新来过。平时编辑文本的时候，当编辑出现错误时，就需要撤回，此时只需要按下 Ctrl + Z 就可以回到上一步，这样大大方便了文本编辑。

 场景

备忘录模式通常用于需要保存一个对象的历史状态并能够恢复到任意一个已保存状态的场景。常见的应用场景包括文本编辑器的撤销/恢复操作、游戏的存档/读档操作、数据库事务的回滚等。此外，在任何需要保存历史状态并支持撤销操作的领域，备忘录模式都可以发挥作用。

 优缺点

• 优点：可以实现对象的状态存储和恢复，能够在不破坏封装性的前提下对对象状态进行保存和回滚，提高代码的可维护性和灵活性。
• 缺点：需要占用一定的内存空间存储对象状态，如果备忘录对象过多，可能会导致内存消耗过大。此外，备忘录对象的创建和销毁也需要一定的时间和资源开销，增加了系统的复杂度和运行成本。

2 备忘录模式实现

以学生学习为例：

 1.定义学生

/**
 * 学生
 */
public class Student {
    /**
     * 当前正在做的事
     */
    private String currentThing;

    /**
     * 当前做的事完成百分比
     */
    private int percentage;

    /**
     * 做事
     * @param currentThing 当前正在做的事
     */
    public void doSomething(String currentThing) {
        this.currentThing = currentThing;
        this.percentage = new Random().nextInt(100);
    }

    /**
     * 保存当前状态
     * @return 当前状态
     */
    public State save() {
        return new State(this.currentThing, this.percentage);
    }

    /**
     * 重置状态
     * @param state 状态
     */
    public void restore(State state){
        this.currentThing = state.getCurrentThing();
        this.percentage = state.getPercentage();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "正在做：" + this.currentThing + "，进度：" + this.percentage + "%";
    }
}

 2.定义状态

/**
 * 状态
 */
public class State {
    /**
     * 当前正在做的事
     */
    private final String currentThing;

    /**
     * 当前做的事完成百分比
     */
    private final int percentage;

    public State(String currentThing, int percentage) {   //仅开放给同一个包下的Student类使用
        this.currentThing = currentThing;
        this.percentage = percentage;
    }

    public String getCurrentThing() {
        return currentThing;
    }
    public int getPercentage() {
        return percentage;
    }
}

 3.调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义学生
        Student student = new Student();
        // 开始学习
        student.doSomething("学习");
        // 查看当前的状态
        System.out.println(student);
        // 保存当前的状态
        State savedState = student.save();
        // 学到中途打游戏去了
        student.doSomething("打游戏");
        // 查看当前的状态
        System.out.println(student);
        // 打着游戏又想着该学习，又回去学习，回到上次的进度继续学习
        student.restore(savedState);
        // 查看当前的状态
        System.out.println(student);
    }
}

控制台输出：

正在做：学习，进度：33%
正在做：打游戏，进度：40%
正在做：学习，进度：33%

这样就实现了状态的回溯并继续进行，是备忘录模式的典型应用。

 注意

备忘录模式通常由三个角色组成：备忘录（Memento）存储原始对象的内部状态，发起人（Originator）创建并使用备忘录来保存自身状态，负责人（Caretaker）可以根据需要从发起人处获取备忘录以恢复之前的状态。

为了符合迪米特原则，因此本文还要增加一个管理备忘录的类，大家可以自由发挥~