备忘录模式

概述

• 备忘录模式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，很多软件都提供了撤销（Undo）操作，如 Word、记事本、Photoshop、IDEA等软件在编辑时按 Ctrl+Z 组合键时能撤销当前操作，使文档恢复到之前的状态；还有在 浏览器 中的后退键、数据库事务管理中的回滚操作、玩游戏时的中间结果存档功能、数据库与操作系统的备份操作、棋类游戏中的悔棋功能等都属于这类。
• 定义：备忘录模式（Memento）又叫快照模式，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。

结构

备忘录模式的主要角色如下：

• 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。
• 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。
• 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。

备忘录有两个等效的接口：

• 窄接口：窄接口不能访问和修改备忘录中的数据。管理者只能看到备忘录的窄接口。
• 宽接口：宽接口可以访问和修改备忘录中的数据。发起人对象可以看到一个宽接口(wide Interface)

案例

• 游戏中的某个场景，一游戏角色有生命力、攻击力、防御力等数据，在打Boss前和后一定会不一样的，我们允许玩家如果感觉与Boss决斗的效果不理想可以让游戏恢复到决斗之前的状态。

• 要实现上述案例，可以使用备忘录模式，备忘录模式分为两种

  • “白箱”备忘录模式
  • “黑箱”备忘录模式

“白箱”备忘录模式

• 类图

  备忘录角色对任何对象都提供一个宽接口，备忘录角色的内部所存储的状态就对所有对象公开。类图如下：

白箱备忘录由于管理者角色可以访问到备忘录中的数据，并且可以进行修改。所以这种模式违背了备忘录模式的定义。

• 实现

  游戏角色

备忘录角色：存储游戏角色信息

备忘录管理角色：管理备忘录

调用

• 备忘录管理者可以对备忘录中的数据进行访问和修改

  

“黑箱”备忘录模式（妙！）

• 备忘录可以被发起人访问和修改。而对于管理者只能获取和设置。在Java语言中，实现双重接口的办法就是将备忘录类设计成发起人类的内部成员类。

• 类图

  将 RoleStateMemento 设为 GameRole 的内部类，从而将 RoleStateMemento 对象封装在 GameRole 里面；同时提供一个标识接口 Memento 给 RoleStateCaretaker 及其他对象使用。

这样 GameRole 类看到的是 RoleStateMemento 所有的接口，而RoleStateCaretaker 及其他对象看到的仅仅是标识接口 Memento 所暴露出来的接口，从而维护了封装型。类图如下：

妙！

• 实现

  定义接口

角色类，将备忘录角色作为角色类的内部类，这样角色类就可以访问备忘录的所有数据

备忘录管理类

同时可以看到备忘录管理类内部是访问不到备忘录的！

调用

优点

• 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。

缺点

• 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。

使用场景

• 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。

• 需要提供一个可回滚操作的场景，如 Word、记事本、Photoshop，idea等软件在编辑时按 Ctrl+Z 组合键，还有数据库中事务回滚操作。