Java设计模式之备忘录模式

本文继续23种设计模式系列之备忘录模式。

我们在编程的时候，经常需要保存对象的中间状态，当需要的时候，可以恢复到这个状态。比如，我们使用Eclipse进行编程时，假如编写失误（例如不小心误删除了几行代码），我们希望返回删除前的状态，便可以使用Ctrl+Z来进行返回。下象棋的时候，可以反悔。这时我们便可以使用备忘录模式来实现。

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。这样就可以将该对象恢复到原先保存的状态

角色

发起人：记录当前时刻的内部状态，负责定义哪些属于备份范围的状态，负责创建和恢复备忘录数据。

备忘录：负责存储发起人对象的内部状态，在需要的时候提供发起人需要的内部状态。

管理角色：对备忘录进行管理，保存和提供备忘录。

应用

class Originator {  
    private String state = "";  
      
    public String getState() {  
        return state;  
    }  
    public void setState(String state) {  
        this.state = state;  
    }  
    public Memento createMemento(){  
        return new Memento(this.state);  
    }  
    public void restoreMemento(Memento memento){  
        this.setState(memento.getState());  
    }  
}  
  
class Memento {  
    private String state = "";  
    public Memento(String state){  
        this.state = state;  
    }  
    public String getState() {  
        return state;  
    }  
    public void setState(String state) {  
        this.state = state;  
    }  
}  
class Caretaker {  
    private Memento memento;  
    public Memento getMemento(){  
        return memento;  
    }  
    public void setMemento(Memento memento){  
        this.memento = memento;  
    }  
}  
public class Client {  
    public static void main(String[] args){  
        Originator originator = new Originator();  
        originator.setState("状态1");  
        System.out.println("初始状态:"+originator.getState());  
        Caretaker caretaker = new Caretaker();  
        caretaker.setMemento(originator.createMemento());  
        originator.setState("状态2");  
        System.out.println("改变后状态:"+originator.getState());  
        originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());  
        System.out.println("恢复后状态:"+originator.getState());  
    }  
}  

代码演示了一个单状态单备份的例子，逻辑非常简单：Originator类中的state变量需要备份，以便在需要的时候恢复；Memento类中，也有一个state变量，用来存储Originator类中state变量的临时状态；而Caretaker类就是用来管理备忘录类的，用来向备忘录对象中写入状态或者取回状态。

 

多状态多备份备忘录

       通用代码演示的例子中，Originator类只有一个state变量需要备份，而通常情况下，发起人角色通常是一个javaBean，对象中需要备份的变量不止一个，需要备份的状态也不止一个，这就是多状态多备份备忘录。实现备忘录的方法很多，备忘录模式有很多变形和处理方式，像通用代码那样的方式一般不会用到，多数情况下的备忘录模式，是多状态多备份的。其实实现多状态多备份也很简单，最常用的方法是，我们在Memento中增加一个Map容器来存储所有的状态，在Caretaker类中同样使用一个Map容器才存储所有的备份。下面我们给出一个多状态多备份的例子：

class Originator {  
    private String state1 = "";  
    private String state2 = "";  
    private String state3 = "";  
  
    public String getState1() {  
        return state1;  
    }  
    public void setState1(String state1) {  
        this.state1 = state1;  
    }  
    public String getState2() {  
        return state2;  
    }  
    public void setState2(String state2) {  
        this.state2 = state2;  
    }  
    public String getState3() {  
        return state3;  
    }  
    public void setState3(String state3) {  
        this.state3 = state3;  
    }  
    public Memento createMemento(){  
        return new Memento(BeanUtils.backupProp(this));  
    }  
      
    public void restoreMemento(Memento memento){  
        BeanUtils.restoreProp(this, memento.getStateMap());  
    }  
    public String toString(){  
        return "state1="+state1+"state2="+state2+"state3="+state3;  
    }  
}  
class Memento {  
    private Map<String, Object> stateMap;  
      
    public Memento(Map<String, Object> map){  
        this.stateMap = map;  
    }  
  
    public Map<String, Object> getStateMap() {  
        return stateMap;  
    }  
  
    public void setStateMap(Map<String, Object> stateMap) {  
        this.stateMap = stateMap;  
    }  
}  
class BeanUtils {  
    public static Map<String, Object> backupProp(Object bean){  
        Map<String, Object> result = new HashMap<String, Object>();  
        try{  
            BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass());  
            PropertyDescriptor[] descriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();  
            for(PropertyDescriptor des: descriptors){  
                String fieldName = des.getName();  
                Method getter = des.getReadMethod();  
                Object fieldValue = getter.invoke(bean, new Object[]{});  
                if(!fieldName.equalsIgnoreCase("class")){  
                    result.put(fieldName, fieldValue);  
                }  
            }  
              
        }catch(Exception e){  
            e.printStackTrace();  
        }  
        return result;  
    }  
      
    public static void restoreProp(Object bean, Map<String, Object> propMap){  
        try {  
            BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass());  
            PropertyDescriptor[] descriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();  
            for(PropertyDescriptor des: descriptors){  
                String fieldName = des.getName();  
                if(propMap.containsKey(fieldName)){  
                    Method setter = des.getWriteMethod();  
                    setter.invoke(bean, new Object[]{propMap.get(fieldName)});  
                }  
            }  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}  
class Caretaker {  
    private Map<String, Memento> memMap = new HashMap<String, Memento>();  
    public Memento getMemento(String index){  
        return memMap.get(index);  
    }  
      
    public void setMemento(String index, Memento memento){  
        this.memMap.put(index, memento);  
    }  
}  
class Client {  
    public static void main(String[] args){  
        Originator ori = new Originator();  
        Caretaker caretaker = new Caretaker();  
        ori.setState1("中国");  
        ori.setState2("强盛");  
        ori.setState3("繁荣");  
        System.out.println("===初始化状态===\n"+ori);  
          
        caretaker.setMemento("001",ori.createMemento());  
        ori.setState1("软件");  
        ori.setState2("架构");  
        ori.setState3("优秀");  
        System.out.println("===修改后状态===\n"+ori);  
          
        ori.restoreMemento(caretaker.getMemento("001"));  
        System.out.println("===恢复后状态===\n"+ori);  
    }  
}  

总结

优点

1、当发起人角色中的状态改变时，有可能这是个错误的改变，我们使用备忘录模式就可以把这个错误的改变还原。

2、备份的状态是保存在发起人角色之外的，这样，发起人角色就不需要对各个备份的状态进行管理。

缺点

1、在实际应用中，备忘录模式都是多状态和多备份的，发起人角色的状态需要存储到备忘录对象中，对资源的消耗是比较严重的。

2、如果有需要提供回滚操作的需求，使用备忘录模式非常适合，比如jdbc的事务操作，文本编辑器的Ctrl+Z恢复等。

更多设计模式：23种设计模式系列

作者：jason0539

博客：http://blog.csdn.net/jason0539（转载请说明出处）

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