备忘录模式的Java实现

备忘录模式简述

备忘录模式（Memento Pattern）保存一个对象的某个状态，以便在适当的时候恢复对象。备忘录模式属于行为型模式。

意图：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。

主要解决：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。

核心：保存某个对象的内部状态的拷贝，便于将对象恢复到原先的某个状态。

结构：

Originator: 原发器，决定Memento存储Originator的哪些内部状态。保存状态时负责创建一个备忘录，还原的时候利用一个备忘录进行恢复。
Memento: 备忘录，用于存储Originator的内部状态，也就是要被恢复的对象的状态，并且可以防止Originator以外的对象非法访问Memento。
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。当备忘录份数过多时，根据需要使用相关容器进行组织（list、stack），当程序结束的时候，根据需要是否要先进行序列化和持久化。

关键代码：客户不与备忘录类耦合，与备忘录管理类耦合。

优点：

给用户提供了一种可以恢复状态的机制，可以使用户能够比较方便地回到某个历史的状态。
实现了信息的封装，使得用户不需要关心状态的保存细节。

缺点：

消耗资源，如果类的成员变量过多，势必会占用比较大的资源，而且每一次保存都会消耗一定的内存。

注意事项：

为了符合迪米特原则（最少知道原则），还要增加一个管理备忘录的类。
为了节约内存，可使用原型模式+备忘录模式。

开发中的场景：

数据库软件中，事务操作的回滚操作。
ps中的历史记录。
office中的还原，撤销功能。
棋类设计中的悔棋操作。
打游戏时的存档。

实现

备忘录模式使用三个类 Memento、Originator 和 CareTaker，加上一个Client客户端测试类。

步骤1：创建源发器，这里的备忘操作和恢复操作与备忘录有关，可等到备忘录建好后在写，或者把这些操作放入备忘录类中

package com.ly.memento;/*** liyang 2020-08-26* 源发器，实际操作中的类，里面会创建一个备忘录对象，用于保存源发器的状态，在合适的时候需要时进行状态还原* 这里源发器实际存储的是一个学生信息，存储学生状态的类* 这里简化了类存储的信息，只有姓名和专业，仅作为说明备忘录模式*/public class Originator {String name;String major;//进行备忘操作，并返回备忘录对象public Memento memoOperation() {return new Memento(this);}//数据恢复，恢复成指定备忘录的值public void recoverOperation(Memento memento) {this.name = memento.getName();this.major = memento.getMajor();}public Originator(String name, String major) {this.name = name;this.major = major;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public String getMajor() {return major;}public void setMajor(String major) {this.major = major;}
}

步骤2：创建备忘录，明确要保存源发器中那些变量

package com.ly.memento;/*** liyang 2020-08-26* 备忘录类* 保存源发器类中相关信息的状态* 成员变量是源发器中需要备忘的，且设置为私有，防止非正常访问*/public class Memento {private String name;private String major;public Memento(Originator originator) {this.name = originator.name;this.major = originator.major;}public String getName() {return name;}public String getMajor() {return major;}
}

步骤3：创建备忘录的负责人

package com.ly.memento;import java.util.Stack;/*** liyang 2020-08-26* 负责人类，因为备忘录可能不止一个，比如五分钟自己创建一个备忘录，我们需要一个统一管理的地方，* 便于在恢复的时候根据所需状态，从负责人这个地方拿所需恢复的备忘录* 如果一个项目或者工程，从头到尾只有一个备忘录，那么就没有创建负责人类的必要了** 这里使用*/public class CareTaker {//private Memento memento;private final Stack<Memento> mementoStack = new Stack<>();public void setMemento(Memento memento) {mementoStack.push(memento);}public Memento getMemento() {if(!mementoStack.empty()) return mementoStack.pop();return null;}}

步骤4：客户端测试

package com.ly.memento;/*** liyang 2020-08-26* 客户端测试*/public class Client {public static void main(String[] args) {//创建一个源发器Originator originator = new Originator("Alice", "Mechanical Engineering");//创建一个备忘录Memento memento = originator.memoOperation();//创建一个负责人CareTaker careTaker = new CareTaker();//把备忘录放到负责人那里careTaker.setMemento(memento);//更新源发器，源发器决定转专业System.out.println("最开始的专业：" + originator.major);originator.setMajor("Civil Engineering");System.out.println("第1次转专业后：" + originator.major);//存一下当前状态careTaker.setMemento(originator.memoOperation());//学习一周后，发现这个专业比先前专业还坑比，决定回退到原专业，先去负责人拿回备忘录careTaker.getMemento();           //最近一次备忘录不是需要的memento = careTaker.getMemento(); //需要第二次弹出的备忘录//专业恢复originator.recoverOperation(memento);System.out.println("恢复到第1次转专业前：" + originator.major);//源发器决定第二次转专业，并且获得批准originator.setMajor("Computer Science");System.out.println("第2次转专业后：" + originator.major);//存一下当前状态careTaker.setMemento(originator.memoOperation());//新的学期开学，模拟专业信息丢失System.out.println("--模拟未知错误，导致专业信息丢失--");originator.setMajor("unknown error");System.out.println("当前专业：" + originator.major);//专业信息恢复originator.recoverOperation(careTaker.getMemento());System.out.println("-----专业信息恢复-----");System.out.println("当前专业：" + originator.major);System.out.println(originator.major.equals("Computer Science") ? "-----信息恢复成功-----": "-----信息恢复失败-----");}}

结果

最开始的专业：Mechanical Engineering
第1次转专业后：Civil Engineering
恢复到第1次转专业前：Mechanical Engineering
第2次转专业后：Computer Science
--模拟未知错误，导致专业信息丢失--
当前专业：unknown error
-----专业信息恢复-----
当前专业：Computer Science
-----信息恢复成功-----Process finished with exit code 0

参考资料：

https://www.runoob.com/design-pattern/memento-pattern.html