備忘錄模式

什么是備忘錄模式

Java中的備忘錄模式（Memento Pattern）是一種行為型設(shè)計(jì)模式，它允許在不破壞封裝性的前提下捕獲一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對(duì)象之外保存這個(gè)狀態(tài)，以便以后可以將對(duì)象恢復(fù)到原先保存的狀態(tài)。

主要角色包括：

• 發(fā)起者（Originator）：需要保存和恢復(fù)狀態(tài)的對(duì)象。它記錄當(dāng)前時(shí)刻的內(nèi)部狀態(tài)信息，提供創(chuàng)建備忘錄和恢復(fù)備忘錄數(shù)據(jù)的功能，并可以訪問備忘錄里的所有信息。
• 備忘錄（Memento）：負(fù)責(zé)存儲(chǔ)發(fā)起人的內(nèi)部狀態(tài)。它是一個(gè)臨時(shí)中間對(duì)象，用于存儲(chǔ)目標(biāo)對(duì)象的初始相關(guān)屬性信息。當(dāng)需要恢復(fù)對(duì)象的狀態(tài)時(shí)，備忘錄提供這些內(nèi)部狀態(tài)給發(fā)起人。
• 看護(hù)者（Caretaker）：對(duì)備忘錄進(jìn)行管理，提供保存與獲取備忘錄的功能。但它不能對(duì)備忘錄的內(nèi)容進(jìn)行訪問與修改。

優(yōu)點(diǎn)：

• 狀態(tài)保存與恢復(fù)：備忘錄模式可以方便地保存和恢復(fù)對(duì)象的狀態(tài)，使得對(duì)象的狀態(tài)變化具有可追溯性。
• 封裝性：通過將對(duì)象的狀態(tài)封裝在備忘錄對(duì)象中，備忘錄模式可以保持對(duì)象的封裝性，不會(huì)暴露內(nèi)部狀態(tài)給外部對(duì)象。
• 簡(jiǎn)化撤銷和重做操作：在需要實(shí)現(xiàn)撤銷、重做等功能的場(chǎng)景中，備忘錄模式可以大大簡(jiǎn)化操作，提高代碼的清晰度和可維護(hù)性。

缺點(diǎn)：

• 資源消耗：如果對(duì)象的狀態(tài)較為復(fù)雜或狀態(tài)變化頻繁，備忘錄模式可能會(huì)消耗較多的內(nèi)存資源來保存狀態(tài)。
• 性能開銷：頻繁地創(chuàng)建和銷毀備忘錄對(duì)象可能會(huì)導(dǎo)致一定的性能開銷。
• 設(shè)計(jì)復(fù)雜性：如果對(duì)象的狀態(tài)需要保密或訪問權(quán)限受限，備忘錄模式可能會(huì)增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，并可能破壞對(duì)象的封裝性。

常見應(yīng)用場(chǎng)景：

• 文本編輯器：在文本編輯器中，備忘錄模式可以用于實(shí)現(xiàn)撤銷和重做功能。當(dāng)用戶編輯文本時(shí)，編輯器可以定期保存文本狀態(tài)到備忘錄對(duì)象中。當(dāng)用戶需要撤銷或重做操作時(shí)，編輯器可以恢復(fù)或重新應(yīng)用這些狀態(tài)。
• 游戲存檔：在電子游戲中，備忘錄模式可以用于實(shí)現(xiàn)游戲的存檔功能。當(dāng)玩家選擇保存游戲時(shí)，游戲可以將當(dāng)前的游戲狀態(tài)（如玩家位置、分?jǐn)?shù)、物品等）保存到備忘錄對(duì)象中。當(dāng)玩家再次加載游戲時(shí)，游戲可以從備忘錄對(duì)象中恢復(fù)狀態(tài)，讓玩家繼續(xù)之前的游戲進(jìn)度。
• 數(shù)據(jù)庫事務(wù)：在數(shù)據(jù)庫操作中，備忘錄模式可以用于實(shí)現(xiàn)事務(wù)的回滾功能。當(dāng)執(zhí)行一系列數(shù)據(jù)庫操作時(shí)，可以將數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)保存到備忘錄對(duì)象中。如果事務(wù)執(zhí)行失敗或需要回滾，可以恢復(fù)到之前的狀態(tài)。

案例

java實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)輸入內(nèi)容的回退

UML

實(shí)現(xiàn)步驟：

• 創(chuàng)建發(fā)起者ScannerInput，定義保存輸入內(nèi)容字段input
• 創(chuàng)建備忘錄繼承發(fā)起者，主要繼承發(fā)起者的屬性及get/set方法不再重復(fù)提供，提供創(chuàng)建備忘錄及通過備忘錄恢復(fù)狀態(tài)的方法
• 創(chuàng)建看護(hù)者，定義棧對(duì)備忘錄進(jìn)行管理，提供保存與獲取備忘錄的功能。但它不能對(duì)備忘錄的內(nèi)容進(jìn)行訪問與修改

實(shí)現(xiàn)代碼

ScannerInput.java

// 發(fā)起者
public class ScannerInput {
    // 輸入內(nèi)容
    protected String input;
    public ScannerInput(String input) {
        this.input = input;
    }
    public String getInput() {
        return input;
    }
    public void setInput(String input) {
        this.input = input;
    }
}

Originator.java

// 備忘錄
//  繼承發(fā)起者，主要繼承發(fā)起者的屬性及get/set方法不再重復(fù)提供
//  提供創(chuàng)建備忘錄及通過備忘錄恢復(fù)狀態(tài)的方法
public class Originator extends ScannerInput{

    public Originator(String input) {
        super(input);
    }

    // 創(chuàng)建備忘錄
    public ScannerInput createMemento() {
        return new ScannerInput(this.input);
    }

    // 恢復(fù)
    public void restoreMemento(ScannerInput scannerInput) {
        this.input = scannerInput.getInput();
    }
}

Caretaker.java

import java.util.Stack;

// 看護(hù)者
// * 對(duì)備忘錄進(jìn)行管理，提供保存與獲取備忘錄的功能。但它不能對(duì)備忘錄的內(nèi)容進(jìn)行訪問與修改。
public class Caretaker {
    // 定義棧管理備忘錄
    private Stack<ScannerInput> stack = new Stack<ScannerInput>();

    // 壓棧
    public void setScannerInput(ScannerInput scannerInput) {
        stack.push(scannerInput);
    }

    // 出棧
    public ScannerInput getScannerInput() {
        if(stack.size() == 0){
            System.out.println("已經(jīng)不可以回退啦！");
        }
        return stack.pop();
    }
}

TestClient.java

import java.util.Scanner;

public class TestClient {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("請(qǐng)輸入一些文本，輸入'exit'退出：");

        // 創(chuàng)建原發(fā)器對(duì)象并設(shè)置默認(rèn)內(nèi)容
        Originator originator = new Originator("");
        // 創(chuàng)建并保存?zhèn)渫?/span>
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        // 初始化壓棧
        caretaker.setScannerInput(originator.createMemento());

        while (true) {
            String input = scanner.nextLine();
            if ("exit".equalsIgnoreCase(input)) {
                System.out.printf("你輸入了：%s%n" , input);
                break;
            }
            // 回退操作
            else if ("back".equalsIgnoreCase(input)) {
                // 回退
                originator.restoreMemento(caretaker.getScannerInput());
                System.out.printf("回退上一步-你輸入：%s%n 輸入：back(回退上一步) exit(退出)%n" , originator.getInput());
            } else {
                // 設(shè)置內(nèi)容
                originator.setInput(input);
                // 設(shè)置備忘錄
                caretaker.setScannerInput(originator.createMemento());
                System.out.printf("你輸入了：%s%n 輸入：back(回退上一步) exit(退出)%n" , originator.getInput());
            }
        }

        scanner.close();
        System.out.println("已退出。");
    }
}

執(zhí)行結(jié)果：

gitee源碼

git clone https://gitee.com/dchh/JavaStudyWorkSpaces.git文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-858564.html

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