Java 设计模式——备忘录模式（行为型设计模式）

概念介绍

备忘录模式是指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。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。简单的来说就是平时玩的通关游戏，第一次前进了5步，第二次前进时踩到便便了，然后要回到之前的进度。例如下图结构

举例

我们还是用一个小例子来简单介绍一下备忘录模式，在玩一个步骤游戏时，每走一步时步数都加一，遇到道具可以快速走几步，或者减几步。用备忘录模式的思想来实现这个逻辑，就是如下代码
游戏类

/**
 * 游戏
 */
@Data
public class Game {

    /**
     * 玩家走的步数
     */
    private int playerStep;

    /**
     * 备份游戏
     * @return
     */
    public GameMemento createGameMemento(){
        return new GameMemento(playerStep);
    }

    /**
     * 开始玩游戏
     */
    public void play(){
        playerStep = 0;
    }

    /**
     * 恢复备份
     * @param gameMemento
     */
    public void restore(GameMemento gameMemento){
        this.playerStep = gameMemento.getPlayerSteps();
    }
}

备份

/**
 * 备份
 */
@Getter
public class GameMemento {
    /** 步数 */
    private int playerSteps;

    /**
     * 备份步数
     * @param playerSteps
     */
    public GameMemento(int playerSteps){
        this.playerSteps = playerSteps;
    }

}

备份信息管理类

/**
 * 备份信息管理类
 */
public class Caretaker {
    /** 备份 */
    private GameMemento gameMemento;
    /** 恢复备份 */
    public GameMemento retrieveMemento(){
        return this.gameMemento;
    }
    /** 保存备份 */
    public void saveMemento(GameMemento gameMemento){
        this.gameMemento = gameMemento;
    }
}

测试

public class Player {

    public static void main(String[] args) {

        Game game = new Game();
        System.out.println("游戏开始，捡到滑板，前进10步");
        game.setPlayerStep(10);
        //备份当前状态
        System.out.println("备份当前状态");
        GameMemento gameMemento = game.createGameMemento();

        Caretaker caretaker = new Caretaker();

        caretaker.saveMemento(gameMemento);
        System.out.println("备份完成");
        game.play();
        System.out.println("踩到便便了，当前步数为："+game.getPlayerStep());
        System.out.println("还原到之前一步");
        game.restore(caretaker.retrieveMemento());

        System.out.println("恢复完成，当前玩家步数是："+game.getPlayerStep());

    }

}

运行结果

游戏开始，捡到滑板，前进10步
备份当前状态
备份完成
踩到便便了，当前步数为：0
还原到之前一步
恢复完成，当前玩家步数是：10

上面的这个例子使用了lombok插件的注解例如：@Getterhe@Data所以少写了getter和setter方法。看完了这个小例子，大概应该知道备忘录模式是个什么逻辑了吧，有点类似咱们平时知道的事务回滚的机制。下面还是分析一下，备忘录模式都是由哪些部分组成的

备忘录模式结构

备忘录模式的构成角色如下所示。

原发器类（Originator）：创建一个备忘录对象，使用备忘录存储它的内部状态。

负责人类（CareTaker）：负责保存好备忘录对象，不能检查或操作备忘录的内容。

备忘录类（Memento）：将原发器的内部状态存储起来，原发器根据需要决定备忘录存储原发器的哪些内部状态。

总结

优点

1、它提供了一种状态恢复的实现机制，使得用户可以方便地回到一个特定的历史步骤，当新的状态无效或者存在问题时，可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原。

2、备忘录实现了对信息的封装，一个备忘录对象是一种原发器对象状态的表示，不会被其他代码所改动。备忘录保存了原发器的状态，采用列表、堆栈等集合来存储备忘录对象可以实现多次撤销操作。

缺点

资源消耗过大，如果需要保存的原发器类的成员变量太多，就不可避免需要占用大量的存储空间，每保存一次对象的状态都需要消耗一定的系统资源。

适用场景

1、保存一个对象在某一个时刻的全部状态或部分状态，这样以后需要时它能够恢复到先前的状态，实现撤销操作。

2、防止外界对象破坏一个对象历史状态的封装性，避免将对象历史状态的实现细节暴露给外界对象。