备忘录模式实例

备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，它允许在不破坏封装性的前提下捕获并保存一个对象的内部状态，并在需要时恢复该状态。这种模式通常用于实现撤销操作或者提供一种可以回滚到之前状态的机制。下面，我们将通过一个简单的例子来理解备忘录模式的工作原理和应用场景。

备忘录模式的结构

备忘录模式包含三个主要的角色：

1. 发起人（Originator）：负责创建一个备忘录Memento，用以记录当前时刻的内部状态，并可以利用该备忘录恢复内部状态。
2. 备忘录（Memento）：负责存储发起人的内部状态，并保护这些状态不受外界的直接影响。
3. 管理者（Caretaker）：负责保存好备忘录，但是不对其进行任何业务上的修改或访问内部信息。

应用场景

备忘录模式在需要提供撤销操作或者历史记录恢复的场景中非常有用。例如，在文本编辑器中，用户可能需要撤销之前的编辑操作；在游戏开发中，玩家可能需要加载之前的存档；在数据库事务管理中，事务的回滚和恢复也是备忘录模式的典型应用。

示例代码

下面是一个简单的备忘录模式的代码示例，我们将以文本编辑器的撤销功能为例：

// 发起人，即文本编辑器
class Originator {
    private String text;

    public String getText() {
        return text;
    }

    public void setText(String text) {
        this.text = text;
    }

    // 创建备忘录
    public Memento saveStateToMemento() {
        return new Memento(text);
    }

    // 从备忘录恢复状态
    public void getStateFromMemento(Memento memento) {
        text = memento.getText();
    }
}

// 备忘录，存储文本编辑器的状态
class Memento {
    private String text;

    public Memento(String text) {
        this.text = text;
    }

    public String getText() {
        return text;
    }
}

// 管理者，负责保存备忘录
class Caretaker {
    private Memento memento;

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

    public Memento getMemento() {
        return memento;
    }
}

// 客户端代码
public class MementoPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Originator editor = new Originator();
        Caretaker caretaker = new Caretaker();

        // 用户输入文本
        editor.setText("Hello World");
        System.out.println("Current Text: "   editor.getText());

        // 保存当前状态
        caretaker.setMemento(editor.saveStateToMemento());

        // 用户修改文本
        editor.setText("Hello Memento Pattern");
        System.out.println("Modified Text: "   editor.getText());

        // 用户撤销操作
        editor.getStateFromMemento(caretaker.getMemento());
        System.out.println("Restored Text: "   editor.getText());
    }
}

备忘录模式的优点

1. 保持封装性：备忘录模式通过封装状态信息，使得发起人的状态可以被外部保存和恢复，而不需要暴露其内部实现。
2. 简化发起人：发起人不需要知道备忘录的具体实现细节，只需要与管理者交互。
3. 撤销操作：提供了一种简单的方式来实现撤销操作，用户可以轻松地回滚到之前的状态。

备忘录模式的缺点

1. 资源消耗：如果保存的状态信息较多，或者状态保存的频率很高，可能会消耗大量的内存。
2. 状态完整性：备忘录模式只保存发起人的部分状态，如果需要保存完整的状态，则需要额外的工作。

结论

备忘录模式是一种非常实用的设计模式，特别是在需要撤销操作或者历史记录恢复的场景中。通过合理地使用备忘录模式，可以提高软件的可维护性和用户体验。然而，开发者在使用备忘录模式时，也需要考虑到其可能带来的资源消耗问题，并根据实际的应用场景做出适当的设计决策。