java设计模式之备忘录模式

一、备忘录模式简介
所谓备忘录模式就是在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样可以在以后将对象恢复到原先保存的状态。
备忘录模式将要保存的细节给封装在备忘录中，就是哪天要改变保存的细节也不会影响到客户端。
备忘录中的角色：
Originator: 原发器。负责创建一个备忘录，用以记录当前对象的内部状态，通过也可以使用它来利用备忘录恢复内部状态。同时原发器还可以根据需要决定Memento存储Originator的那些内部状态。
Memento: 备忘录。用于存储Originator的内部状态，并且可以防止Originator以外的对象访问Memento。在备忘录Memento中有两个接口，其中Caretaker只能看到备忘录中的窄接口，它只能将备忘录传递给其他对象。Originator可以看到宽接口，允许它访问返回到先前状态的所有数据。
Caretaker: 负责人。负责保存好备忘录，不能对备忘录的内容进行操作和访问，只能够将备忘录传递给其他对象。
在备忘录模式中，最重要的就是备忘录Memento了。我们都是备忘录中存储的就是原发器的部分或者所有的状态信息，而这些状态信息是不能够被其他对象所访问了，也就是说我们是不可能在备忘录之外的对象来存储这些状态信息，如果暴漏了内部状态信息就违反了封装的原则，故备忘录是除了原发器外其他对象都是不可以访问的。所以为了实现备忘录模式的封装，我们需要对备忘录的访问做些控制：
对原发器：可以访问备忘录里的所有信息。
对负责人：不可以访问备忘录里面的数据，但是他可以保存备忘录并且可以将备忘录传递给其他对象。
其他对象：不可访问也不可以保存，它只负责接收从负责人那里传递过来的备忘录同时恢复原发器的状态。
所以就备忘录模式而言理想的情况就是只允许生成该备忘录的那个原发器访问备忘录的内部状态。
典型的备忘录代码如下：

class Memento {
    private String state;
    public Memento(Originator o){
    　　state = o.state;
    }
    public void setState(String state){
       this.state=state;
    }
    public String getState(){
       return this.state;
    }　　
}

使用场景
1、需要保存一个对象在某一个时刻的状态或部分状态。
2、如果用一个接口来让其他对象得到这些状态，将会暴露对象的实现细节并破坏对象的封装性，一个对象不希望外界直接访问其内部状态，通过负责人可以间接访问其内部状态。
3、Windows 里的 ctrl+ z。 
4、IE 中的后退。 
5、数据库的事务管理。

二、示例演示
1、业务需求
这里以游戏中挑战BOSS为实现场景，在挑战BOSS之前，角色的血量、蓝量都是满值，然后存档。在挑战BOSS时，由于操作失误导致血量和蓝量大量损耗，所以只好恢复到刚刚开始的存档点，继续进行挑战BOSS了。这里使用备忘录模式来实现。
2、定义游戏角色类：Role.java

public class Role{
    private int bloodFlow;//血量
    private int magicPoint;//蓝量
    
    public Role(int bloodFlow,int magicPoint){//构造函数
        this.bloodFlow = bloodFlow;
        this.magicPoint = magicPoint;
    }


    public int getBloodFlow() {
        return bloodFlow;
    }


    public void setBloodFlow(int bloodFlow) {
        this.bloodFlow = bloodFlow;
    }


    public int getMagicPoint() {
        return magicPoint;
    }


    public void setMagicPoint(int magicPoint) {
        this.magicPoint = magicPoint;
    }
    
    //展示用户当前状态
    public void display(){
        System.out.println("用户当前状态:");
        System.out.println("血量:" + getBloodFlow() + ";蓝量:" + getMagicPoint());
    }
    
    //保持存档、当前状态
    public Memento saveMemento(){
        return new Memento(getBloodFlow(), getMagicPoint());//返回一个备忘录对象
    }
    
    //恢复存档
    public void restoreMemento(Memento memento){
        this.bloodFlow = memento.getBloodFlow();
        this.magicPoint = memento.getMagicPoint();
    }
}

2、编写备忘录：Memento.java

public class Memento {
    private int bloodFlow;
    private int magicPoint;


    public int getBloodFlow() {
        return bloodFlow;
    }


    public void setBloodFlow(int bloodFlow) {
        this.bloodFlow = bloodFlow;
    }


    public int getMagicPoint() {
        return magicPoint;
    }


    public void setMagicPoint(int magicPoint) {
        this.magicPoint = magicPoint;
    }
    
    public Memento(int bloodFlow,int magicPoint){
        this.bloodFlow = bloodFlow;
        this.magicPoint = magicPoint;
    }
}

3、编写负责人类：Caretaker.java

public class Caretaker {
    Memento memento;//持有一个备忘录引用


    public Memento getMemento() {
        return memento;
    }


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


}

4、编写客户端：Client.java

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //打BOSS之前：血、蓝全部满值
        Role role = new Role(100, 100);
        System.out.println("----------挑战BOSS之前----------");
        role.display();
        
        //用负责人保持进度
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        caretaker.memento = role.saveMemento();
        
        //挑战BOSS，快gome Over了
        role.setBloodFlow(20);
        role.setMagicPoint(20);
        System.out.println("----------挑战BOSS之后----------");
        role.display();
        
        //利用负责人恢复存档
        role.restoreMemento(caretaker.getMemento());
        System.out.println("----------恢复之后----------");
        role.display();
        
    }
}

5、结果：

----------挑战BOSS之前----------
用户当前状态：
血量:100;蓝量:100
----------挑战BOSS之后----------
用户当前状态：
血量:20;蓝量:20
----------恢复之后----------
用户当前状态：
血量:100;蓝量:100

三、总结

1、备忘录模式可以实现在不破坏封装的前提下，捕获一个类的内部状态，并且在该对象之外保存该对象的状态，保证该对象能够恢复到历史的某个状态。
2、备忘录模式实现了内部状态的封装，除了创建它的原发器之外其他对象都不能够访问它。
3、备忘录模式会占用较多的内存，消耗资源。