設計模式系列—備忘錄模式

作者：一角錢技術(shù) 2020-11-02 10:41:33

本篇和大家一起來學習備忘錄模式相關(guān)內(nèi)容。

模式定義

在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對象之外保存這個狀態(tài)，以便以后當需要時能將該對象恢復到原先保存的狀態(tài)。該模式又叫快照模式。

模版實現(xiàn)如下：

package com.niuh.designpattern.memento.v1; 
 
/** 
 * <p> 
 * 備忘錄模式 
 * </p> 
 */ 
public class MementoPattern { 
    public static void main(String[] args) { 
        Originator or = new Originator(); 
        Caretaker cr = new Caretaker(); 
        or.setState("S0"); 
        System.out.println("初始狀態(tài):" + or.getState()); 
        cr.setMemento(or.createMemento()); //保存狀態(tài)       
        or.setState("S1"); 
        System.out.println("新的狀態(tài):" + or.getState()); 
        or.restoreMemento(cr.getMemento()); //恢復狀態(tài) 
        System.out.println("恢復狀態(tài):" + or.getState()); 
    } 
} 
 
//備忘錄 
class Memento { 
    private String state; 
 
    public Memento(String state) { 
        this.state = state; 
    } 
 
    public void setState(String state) { 
        this.state = state; 
    } 
 
    public String getState() { 
        return state; 
    } 
} 
 
//發(fā)起人 
class Originator { 
    private String state; 
 
    public void setState(String state) { 
        this.state = state; 
    } 
 
    public String getState() { 
        return state; 
    } 
 
    public Memento createMemento() { 
        return new Memento(state); 
    } 
 
    public void restoreMemento(Memento m) { 
        this.setState(m.getState()); 
    } 
} 
 
//管理者 
class Caretaker { 
    private Memento memento; 
 
    public void setMemento(Memento m) { 
        memento = m; 
    } 
 
    public Memento getMemento() { 
        return memento; 
    } 
}

輸出結(jié)果如下：

初始狀態(tài):S0 
新的狀態(tài):S1 
恢復狀態(tài):S0

解決的問題

備忘錄模式能記錄一個對象的內(nèi)部狀態(tài)，當用戶后悔時能撤銷當前操作，使數(shù)據(jù)恢復到它原先的狀態(tài)。

每個人都有犯錯誤的時候，都希望有種“后悔藥”能彌補自己的過失，讓自己重新開始，但現(xiàn)實是殘酷的。在計算機應用中，客戶同樣會常常犯錯誤，能否提供“后悔藥”給他們呢?當然是可以的，而且是有必要的。這個功能由“備忘錄模式”來實現(xiàn)。

模式組成

備忘錄模式的核心是設計備忘錄類以及用于管理備忘錄的管理者類。

實例說明

實例概況

以游戲存檔為例，看一下如何用備忘錄模式實現(xiàn)

使用步驟

步驟1：定義備忘錄角色，用于存儲角色狀態(tài)。

class RoleStateMemento { 
 
    private int vit;    //生命力 
    private int atk;    //攻擊力 
    private int def;    //防御力 
 
    public RoleStateMemento(int vit, int atk, int def) { 
        this.vit = vit; 
        this.atk = atk; 
        this.def = def; 
    } 
 
    public int getVit() { 
        return vit; 
    } 
 
    public void setVit(int vit) { 
        this.vit = vit; 
    } 
 
    public int getAtk() { 
        return atk; 
    } 
 
    public void setAtk(int atk) { 
        this.atk = atk; 
    } 
 
    public int getDef() { 
        return def; 
    } 
 
    public void setDef(int def) { 
        this.def = def; 
    } 
}

步驟2：定義發(fā)起人角色(當前游戲角色)，記錄當前游戲角色的生命力、攻擊力、防御力。通過saveState()方法來保存當前狀態(tài)，通過recoveryState()方法來恢復角色狀態(tài)。

class GameRole { 
 
    private int vit;    //生命力 
    private int atk;    //攻擊力 
    private int def;    //防御力 
 
    public int getVit() { 
        return vit; 
    } 
 
    public void setVit(int vit) { 
        this.vit = vit; 
    } 
 
    public int getAtk() { 
        return atk; 
    } 
 
    public void setAtk(int atk) { 
        this.atk = atk; 
    } 
 
    public int getDef() { 
        return def; 
    } 
 
    public void setDef(int def) { 
        this.def = def; 
    } 
 
    //狀態(tài)顯示 
    public void stateDisplay() { 
        System.out.println("角色當前狀態(tài)："); 
        System.out.println("體力：" + this.vit); 
        System.out.println("攻擊力：" + this.atk); 
        System.out.println("防御力： " + this.def); 
        System.out.println("-----------------"); 
    } 
 
    //獲得初始狀態(tài) 
    public void getInitState() { 
        this.vit = 100; 
        this.atk = 100; 
        this.def = 100; 
    } 
 
    //戰(zhàn)斗后 
    public void fight() { 
        this.vit = 0; 
        this.atk = 0; 
        this.def = 0; 
    } 
 
    //保存角色狀態(tài) 
    public RoleStateMemento saveState() { 
        return (new RoleStateMemento(vit, atk, def)); 
    } 
 
    //恢復角色狀態(tài) 
    public void recoveryState(RoleStateMemento memento) { 
        this.vit = memento.getVit(); 
        this.atk = memento.getAtk(); 
        this.def = memento.getDef(); 
    } 
}

步驟3：定義管理者角色，角色狀態(tài)管理者

class RoleStateCaretaker { 
 
    private RoleStateMemento memento; 
 
    public RoleStateMemento getMemento() { 
        return memento; 
    } 
 
    public void setMemento(RoleStateMemento memento) { 
        this.memento = memento; 
    } 
}

步驟4：測試輸出

public class MementoPattern { 
 
    // 邏輯大致為打boss前存檔，打boss失敗了 
    public static void main(String[] args) { 
        //打boss前 
        GameRole gameRole = new GameRole(); 
        gameRole.getInitState(); 
        gameRole.stateDisplay(); 
 
        //保存進度 
        RoleStateCaretaker caretaker = new RoleStateCaretaker(); 
        caretaker.setMemento(gameRole.saveState()); 
 
        //打boss失敗 
        gameRole.fight(); 
        gameRole.stateDisplay(); 
 
        //恢復狀態(tài) 
        gameRole.recoveryState(caretaker.getMemento()); 
        gameRole.stateDisplay(); 
    } 
}

輸出結(jié)果

角色當前狀態(tài)： 
體力：100 
攻擊力：100 
防御力： 100 
----------------- 
角色當前狀態(tài)： 
體力：0 
攻擊力：0 
防御力： 0 
----------------- 
角色當前狀態(tài)： 
體力：100 
攻擊力：100 
防御力： 100

優(yōu)點

備忘錄模式是一種對象行為型模式，其主要優(yōu)點如下。

提供了一種可以恢復狀態(tài)的機制。當用戶需要時能夠比較方便地將數(shù)據(jù)恢復到某個歷史的狀態(tài)。
實現(xiàn)了內(nèi)部狀態(tài)的封裝。除了創(chuàng)建它的發(fā)起人之外，其他對象都不能夠訪問這些狀態(tài)信息。
簡化了發(fā)起人類。發(fā)起人不需要管理和保存其內(nèi)部狀態(tài)的各個備份，所有狀態(tài)信息都保存在備忘錄中，并由管理者進行管理，這符合單一職責原則。

缺點

資源消耗大。如果要保存的內(nèi)部狀態(tài)信息過多或者特別頻繁，將會占用比較大的內(nèi)存資源。

注意事項

為了符合迪米特法則，需要有一個管理備忘錄的類
不要在頻繁建立備份的場景中使用備忘錄模式。為了節(jié)約內(nèi)存，可使用原型模式+備忘錄模式

應用場景

需要保存和恢復數(shù)據(jù)的相關(guān)場景
提供一個可回滾的操作，如ctrl+z、瀏覽器回退按鈕、Backspace鍵等
需要監(jiān)控的副本場景

模式的擴展

在備忘錄模式中，有單狀態(tài)備份的例子，也有多狀態(tài)備份的例子?？梢越Y(jié)合原型模式混合使用。在備忘錄模式中，通過定義“備忘錄”來備份“發(fā)起人”的信息，而原型模式的 clone() 方法具有自備份功能，所以，如果讓發(fā)起人實現(xiàn) Cloneable 接口就有備份自己的功能，這時可以刪除備忘錄類，其結(jié)構(gòu)如下：

源碼中的應用

#Spring 
org.springframework.binding.message.StateManageableMessageContext

StateManageableMessageContext 部分源碼

public interface StateManageableMessageContext extends MessageContext { 
 
   /** 
    * Create a serializable memento, or token representing a snapshot of the internal state of this message context. 
    * @return the messages memento 
    */ 
   public Serializable createMessagesMemento(); 
 
   /** 
    * Set the state of this context from the memento provided. After this call, the messages in this context will match 
    * what is encapsulated inside the memento. Any previous state will be overridden. 
    * @param messagesMemento the messages memento 
    */ 
   public void restoreMessages(Serializable messagesMemento); 
 
   /** 
    * Configure the message source used to resolve messages added to this context. May be set at any time to change how 
    * coded messages are resolved. 
    * @param messageSource the message source 
    * @see MessageContext#addMessage(MessageResolver) 
    */ 
   public void setMessageSource(MessageSource messageSource); 
}

PS：以上代碼提交在 Github ：

https://github.com/Niuh-Study/niuh-designpatterns.git

責任編輯：姜華來源：今日頭條

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