Java设计模式——备忘录模式

需求
游戏角色状态恢复问题
游戏角色有攻击力和防御力，在大战Boss前保存自身的状态（攻击力和防御力），当大战Boss后攻击力和防御力下降，从备忘录对象恢复到大战前的状态。
传统方案
- 类图
  每一个游戏角色写一个状态类来保存角色的状态。
- 传统方式的问题分析
  1）一个对象，就对应一个保存对象状态的对象。这样当我们游戏的对象很多时，不利于管理，开销也很大。
  2）传统方案只是简单地做备份，new出另外一个对象出来，再把需要备份的数据放到这个新对象中，但这就暴露了对象内部的细节。

备忘录模式

基本介绍
1）备忘录模式（Memento Pattern）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。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。
2）可以这样理解备忘录模式：现实生活中的备忘录是用来记录某些要去做的事情，或者是记录已经达成的共同意见的事情，以防忘记了。
而在软件层面，备忘录模式有着相同的含义，备忘录对象主要用来记录一个对象的某种状态（在记录对象某种状态时可能是不同时期的，比如在某个时期里记录最新的对象状态。），或者某些数据，当要做回退时，可以从备忘录对象里获取原来的数据进行恢复操作。
3）备忘录模式属于行为模式。
原理类图
对原理类图的说明——备忘录模式的角色及职责
1）Originator：对象（需要保存状态的对象）。
2）Memento：备忘录对象，负责保存好记录，即Originator内部状态。
3）Caretaker：守护者对象，负责保存多个备忘录对象，使用集合管理，提高效率。
说明：若希望保存多个Originator对象的不同时间的状态或者不同属性值，可以使用HashMap实现。

原理代码

public class Originator {private String state;public String getState() {return state;}public void setState(String state) {this.state = state;}// 编写一个方法,可以保存当前对象的状态,并返回一个Mementopublic Memento saveStateMemento() {return new Memento(state);}// 通过备忘录对象,恢复状态public void getStateFromMemento(Memento memento) {state = memento.getState();}
}

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

public class Caretaker {// 在List集合中会有很多的备忘录对象private List<Memento> mementoList = new ArrayList<Memento>();public void add(Memento memento) {mementoList.add(memento);}// 获取到第index个Originator的备忘录对象(即保存状态)public Memento get(int index) {return mementoList.get(index);}
}

public class Client {public static void main(String[] args) {Originator originator = new Originator();Caretaker caretaker = new Caretaker();originator.setState(" 状态#1 攻击力:100");// 保存了当前的状态caretaker.add(originator.saveStateMemento());originator.setState(" 状态#2 攻击力:80");caretaker.add(originator.saveStateMemento());originator.setState(" 状态#3 攻击力:50");caretaker.add(originator.saveStateMemento());// 希望恢复到状态#1System.out.println("当前状态是： " + originator.getState());originator.getStateFromMemento(caretaker.get(0));System.out.println("恢复后的状态是： " + originator.getState());}}

备忘录模式——解决需求

需求类图

代码实现

public class GameRole {// 攻击力private int vit;// 防御力private int def;public GameRole(int vit, int def) {super();this.vit = vit;this.def = def;}public int getVit() {return vit;}public void setVit(int vit) {this.vit = vit;}public int getDef() {return def;}public void setDef(int def) {this.def = def;}// 创建Memento,及根据游戏角色当前的状态得到一个Mementopublic Memento createMemento() {return new Memento(vit, def);}// 从备忘录对象,恢复GameRole的状态public void recoverGameRoleFromMemento(Memento memento) {this.vit = memento.getVit();this.def = memento.getDef();}// 显示当前游戏角色的状态public void display() {System.out.println("游戏角色当前的攻击力： " + this.vit);System.out.println("游戏角色当前的防御力： " + this.def);}}

public class Memento {// 攻击力private int vit;// 防御力private int def;public Memento(int vit, int def) {super();this.vit = vit;this.def = def;}public int getVit() {return vit;}public void setVit(int vit) {this.vit = vit;}public int getDef() {return def;}public void setDef(int def) {this.def = def;}}

// 守护者对象,保存游戏角色的状态
public class Caretaker {// 如果只保存一次状态private Memento memento;// 如果对GameRole保存多次状态// private ArrayList<Memento> mementos;// 如果对多个游戏保存多个状态// private HashMap<String, List<Memento>> rolesMementos;public Memento getMemento() {return memento;}public void setMemento(Memento memento) {this.memento = memento;}}

public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建游戏角色GameRole gameRole = new GameRole(100, 100);System.out.println("和Boss大战前的状态");gameRole.display();// 把当前状态保存caretakerCaretaker caretaker = new Caretaker();caretaker.setMemento(gameRole.createMemento());System.out.println("和Boss开始大战~~~");// 攻击力和防御值都下降了gameRole.setVit(30);gameRole.setDef(30);System.out.println("和Boss大战后的状态");gameRole.display();System.out.println("大战后，使用备忘录对象恢复到大战前");gameRole.recoverGameRoleFromMemento(caretaker.getMemento());System.out.println("恢复后的状态");gameRole.display();}
}

备忘录模式的注意事项和细节
1）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。
2）实现了信息的封装，使得用户不需要关心状态的保存细节。
3）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，这个需要注意。
4）适用的应用场景：1、后悔药；2、打游戏时的存档；3、Windows里的ctrl+z；4、IE中的后退；5、数据库的事务管理（rollback）。
5）为了节约内存，备忘录模式可以和原型模式配合使用。（原型模式可以快速复制一个对象，对资源进行节省。）

笔记课程参照：B站尚硅谷Java设计模式—— P127~P130

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