Java设计模式——备忘录模式【Memento Pattern】

一、引言

23种设计模式大概分为三大类：

5种（创建型模式）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。

7种（结构型模式）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

11种（行为型模式）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :

备忘录模式基本介绍：

• 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。备忘录模式属于行为型模式。
• 可以这样理解备忘录模式：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。而在软件层面，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

二、备忘录模式

1.备忘录模式原理类图

对原理类图的说明：

• originator：原始对象(需要保存状态的对象)
• Memento：备忘录对象,负责保存记录，即 Originator 内部状态
• Caretaker：守护者对象,负责保存多个备忘录对象，使用集合进行管理，提高效率

说明：如果希望保存多个 originator 对象的不同时候的状态信息也是可以的，只需要用 HashMap 即可

三、具体需求

1.游戏角色状态恢复

游戏角色有攻击力和防御力，在大战Boss 前保存自身的状态(攻击力和防御力)，当大战 Boss 后攻击力和防御力下降，从备忘录对象恢复到大战前的状态

2.传统方案

思路：

传统方式的问题分析：

• 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（即被保存对象的属性和方法）

3. 备忘录模式方案

思路分析 - 类图

注：因为只是保存大战前后的游戏角色状态，所以CareTaker中没有用集合

具体实现

// Memento.java
public class Memento {
	private int vit;//攻击力
	private int def;//防御力
	
	public Memento(int vit, int def) {
		super();
		this.vit = vit;
		this.def = def;
	}
	// get/set方法略
}

// 守护者对象：保存游戏角色的状态 CareTaker.java
public class CareTaker {
	//如果只保存一次状态
	private Memento memento;
	//如果对GameRole保存多次状态
	//private ArrayList mementoList;
	//如果对多个GameRole保存多个状态
	//private HashMap> rolesMementos;

	public Memento getMemento() {
		return memento;
	}
	public void setMemento(Memento memento) {
		this.memento = memento;
	}	
}

// GameRole.java
public class GameRole {
	private int vit;
	private int def;
	
	//创建Memento：根据当前状态得到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("当前攻击力："+this.vit+" 防御力："+this.def);
	}
	// get/set方法略
}

// Client.java
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		GameRole gameRole = new GameRole();
		gameRole.setDef(100);
		gameRole.setVit(100);
		System.out.println("大战Boss前的状态：");
		gameRole.display();
		
		//把当前状态保存到careTaker
		CareTaker careTaker = new CareTaker();
		careTaker.setMemento(gameRole.createMemento());
		
		System.out.println("===大战Boss===");
		gameRole.setDef(30);
		gameRole.setVit(30);
		gameRole.display();
		
		System.out.println("大战后恢复状态：");
		gameRole.recoverGameRoleFromMemento(careTaker.getMemento());
		gameRole.display();
	}
}

四、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： 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(深拷贝/浅拷贝)