设计模式-行为型模式-备忘录模式

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1、模式的定义与特点

备忘录（Memento）模式的定义：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，以便以后当需要时能将该对象恢复到原先保存的状态。该模式又叫快照模式。

备忘录模式是一种对象行为型模式，其主要优点如下。

• 提供了一种可以恢复状态的机制。当用户需要时能够比较方便地将数据恢复到某个历史的状态。
• 实现了内部状态的封装。除了创建它的发起人之外，其他对象都不能够访问这些状态信息。
• 简化了发起人类。发起人不需要管理和保存其内部状态的各个备份，所有状态信息都保存在备忘录中，并由管理者进行管理，这符合单一职责原则。

其主要缺点是：资源消耗大。如果要保存的内部状态信息过多或者特别频繁，将会占用比较大的内存资源。

2、模式的结构与实现

备忘录模式的核心是设计备忘录类以及用于管理备忘录的管理者类，现在我们来学习其结构与实现。

1. 模式的结构

备忘录模式的主要角色如下。

1. 发起人（Originator）角色：记录当前时刻的内部状态信息，提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能，实现其他业务功能，它可以访问备忘录里的所有信息。
2. 备忘录（Memento）角色：负责存储发起人的内部状态，在需要的时候提供这些内部状态给发起人。
3. 管理者（Caretaker）角色：对备忘录进行管理，提供保存与获取备忘录的功能，但其不能对备忘录的内容进行访问与修改。

备忘录模式的结构图如图 1 所示。

3、代码实现 

3.1、发起人（Originator）角色

#ifndef ORIGINATOR_H
#define ORIGINATOR_H

#include 

// 发起人（Originator）角色
// 记录当前时刻的内部状态信息，提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能，
// 实现其他业务功能，它可以访问备忘录里的所有信息。

class Originator
{
public:
    Originator();

    // 设置状态
    void setState(const string &state);

    // 获取状态
    string getState() const;

    // 创建备忘录
    Memento  * createMemento();

    // 使用备忘录重置状态
    void restoreMemento(Memento * pM);

private:
    string mState;
};

#endif // ORIGINATOR_H

#include "originator.h"

Originator::Originator()
{
    mState = "";
}

void Originator::setState(const string &state)
{
    mState = state;
}

string Originator::getState() const
{
    return mState;
}

Memento *Originator::createMemento()
{
    return new Memento(mState);
}

void Originator::restoreMemento(Memento *pM)
{
    mState = pM->getState();
}

3.2、 备忘录（Memento）角色

#ifndef MEMENTO_H
#define MEMENTO_H

#include 
using namespace std;

// 备忘录（Memento）角色
// 负责存储发起人的内部状态，在需要的时候提供这些内部状态给发起人。

class Memento
{
public:
    Memento(const string &state);

    // 设置状态
    void setState(const string &state);

    // 获取状态
    string getState() const;

private:
    string mState;
};

#endif // MEMENTO_H

#include "memento.h"

Memento::Memento(const string &state)
    :mState(state)
{

}

void Memento::setState(const string &state)
{
    mState = state;
}

string Memento::getState() const
{
    return mState;
}

 3.3、管理者（Caretaker）角色

#ifndef CARETAKER_H
#define CARETAKER_H

class Memento;

// 管理者（Caretaker）角色
// 对备忘录进行管理，提供保存与获取备忘录的功能，
// 但其不能对备忘录的内容进行访问与修改。

class Caretaker
{
public:
    Caretaker();

    // 设置备忘录
    void setMemento(Memento * pM);

    // 获取备忘录
    Memento *getMemento();

private:
    Memento * mPMemento;
};

#endif // CARETAKER_H

#include "caretaker.h"

Caretaker::Caretaker()
{
    mPMemento = nullptr;
}

void Caretaker::setMemento(Memento *pM)
{
    mPMemento = pM;
}

Memento *Caretaker::getMemento()
{
    return mPMemento;
}

 3.4、代码调用

#include 

#include "originator.h"
#include "caretaker.h"

int main()
{
    // 备忘录（Memento）模式的定义：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，
    // 以便以后当需要时能将该对象恢复到原先保存的状态。该模式又叫快照模式。

    Originator *pOri = new Originator();
    Caretaker *pCar = new Caretaker();

    // 初始状态
    pOri->setState("S0");
    std::cout << "Initial state:    " << pOri->getState() << std::endl;

    // //保存状态
    pCar->setMemento(pOri->createMemento());

    // 新状态
    pOri->setState("S1");
    std::cout << "New status:   " << pOri->getState() << std::endl;

    // //恢复状态
    pOri->restoreMemento(pCar->getMemento());
    std::cout << "Restore state:    " << pOri->getState() << std::endl;

    delete pOri;
    delete pCar;

    return 0;
}

 

模式的应用场景

前面学习了备忘录模式的定义与特点、结构与实现，现在来看该模式的以下应用场景。

1. 需要保存与恢复数据的场景，如玩游戏时的中间结果的存档功能。
2. 需要提供一个可回滚操作的场景，如 Word、记事本、Photoshop，Eclipse 等软件在编辑时按 Ctrl+Z 组合键，还有数据库中事务操作。