設計模式（二十）——備忘錄模式
設計模式（二十）——備忘錄模式
一、備忘錄模式
1、備忘錄模式簡介
備忘錄模式在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，並在對象之外保存這個狀態，以後就可將對象恢復到原先保存的狀態。
2、備忘錄模式角色
發起人Originator：負責創建一個Memento，用以記錄當前時刻Originator的內部狀態，並可使用
備忘錄Memento:負責存儲Originator對象的內部狀態，並可防止Originator以外的其他對象訪問備忘錄Memento。備忘錄有兩個接口，Caretaker只能看到備忘錄的窄接口，Caretaker只能將備忘錄傳遞給其他對象。Originator能夠看到一個寬接口，允許Originator訪問返回到先前狀態所需的所有數據。Memento負責存儲發起人對象的內部狀態，在需要的時候提供發起人需要的內部狀態。
管理者Caretaker：負責保存好備忘錄Memento，不能對備忘錄的內容進行操作或檢查。Caretaker對備忘錄進行管理，保存和提供備忘錄。
Memento模式中封裝的是需要保存的狀態，當需要恢復的時候才取出來進行恢復。Memento角色有兩個接口：窄接口和寬接口。寬接口是一般意義上的接口，把對外的接口作為public成員，而窄接口把接口作為private成員，而把需要訪問窄接口函數的類作為Memento類的友元類，即窄接口只暴露給了對窄接口感興趣的類，而不是暴露在外部。
Memento模式比較適用於功能比較復雜的，但需要維護或記錄歷史屬性的類，或者需要保存的屬性只是眾多屬性中的一小部分時，
如果在某個系統中使用命令模式時，需要實現命令的撤銷功能，那麽命令模式可以使用備忘錄模式來存儲可撤銷操作的狀態。
3、備忘錄模式優缺點
備忘錄模式的優點：
A、當發起人中的狀態改變時，有可能是個錯誤的改變，使用備忘錄模式就可以把錯誤的改變還原。
B、備份的狀態是保存在發起人之外的，發起人就不需要對各個備份的狀態進行管理。
備忘錄模式的缺點：
在實際應用中，備忘錄模式都是多狀態和多備份的，發起人角色的狀態需要存儲到備忘錄對象中，對資源的消耗是比較嚴重的。
4、備忘錄模式使用場景
如果有需要提供回滾操作的需求，使用備忘錄模式非常適合，比如JDBC的事務操作，文本編輯器的Ctrl+Z恢復等。
二、備忘錄模式實現
Originator發起人：
#ifndef ORIGINATOR_H
#define ORIGINATOR_H
#include "Memento.h"
#include <iostream>
using namespace std;
//Originator發起人
class Originator
{
public:
Originator(const string& state)
{
m_state = state;
}
Memento* createMemento()
{
return new Memento(m_state);
}
void restoreToMemento(Memento* memento)
{
m_state = memento->getState();
}
void setState(const string& state)
{
m_state = state;
}
string getState()
{
return m_state;
}
void show()
{
cout << m_state << endl;
}
private:
string m_state;
};
#endif // ORIGINATOR_HMemento備忘錄：
#ifndef MEMENTO_H
#define MEMENTO_H
#include <string>
using namespace std;
//Memento
class Memento
{
private:
//Originator為friend類，可以訪問內部信息，但是其他類不能訪問
friend class Originator;
Memento(const string& state)
{
m_state = state;
}
void setState(const string& state)
{
m_state = state;
}
string getState()
{
return m_state;
}
private:
string m_state;
};
#endif // MEMENTO_HCaretaker管理者：
#ifndef CARETAKER_H
#define CARETAKER_H
#include "Memento.h"
//Caretaker管理者
class Caretaker
{
public:
void setMemento(Memento* memento)
{
m_pMemento = memento;
}
Memento* getMemento()
{
return m_pMemento;
}
private:
Memento* m_pMemento;
};
#endif // CARETAKER_H客戶調用程序：
#include "Memento.h"
#include "Originator.h"
#include "Caretaker.h"
int main()
{
//創建初始狀態為old
Originator* originator = new Originator("old");
originator->show();
//建立並保存Memento
Caretaker* taker = new Caretaker();
taker->setMemento(originator->createMemento());
//改變狀態為new
originator->setState("new");
originator->show();
//恢復狀態
originator->restoreToMemento(taker->getMemento());
originator->show();
return 0;
}三、備忘錄模式實例
玩遊戲時都會保存進度，所保存的進度以文件的形式存在。下次就可以繼續玩，而不用從頭開始。進度其實就是遊戲的內部狀態，而文件是在遊戲之外保存狀態。下次可以從文件中讀入保存的進度，從而恢復到原來的狀態。
GameRole發起人：
#ifndef GAMEROLE_H
#define GAMEROLE_H
#include "Memento.h"
#include <iostream>
using namespace std;
//發起人
class GameRole
{
public:
void initState()
{
m_vitality = 100;
m_attack = 100;
m_defense = 100;
}
void fight()
{
m_vitality -= 30;
m_attack -= 50;
m_defense -= 40;
}
void setVitality(unsigned int vitality)
{
m_vitality = vitality;
}
unsigned int getVitality()
{
return m_vitality;
}
void setAttack(unsigned int attack)
{
m_attack = attack;
}
unsigned int getAttack()
{
return m_attack;
}
void setDefense(unsigned int defense)
{
m_defense = defense;
}
unsigned int getDefense()
{
return m_defense;
}
void show()
{
cout << "State at current:" << endl;
cout << " Vitality: " << m_vitality << endl;
cout << " Attack: " << m_attack << endl;
cout << " Defense: " << m_defense << endl;
}
//創建備忘錄
Memento* createMemento()
{
return new Memento(m_vitality, m_attack, m_defense);
}
//從備忘錄恢復狀態
void restoreFromMemento(Memento* memento)
{
m_vitality = memento->getVitality();
m_attack = memento->getAttack();
m_defense = memento->getDefense();
}
private:
unsigned int m_vitality;//生命力
unsigned int m_attack;//攻擊力
unsigned int m_defense;//防禦力
};
#endif // GAMEROLE_HMemento備忘錄：
#ifndef MEMENTO_H
#define MEMENTO_H
//備忘錄
class Memento
{
friend class GameRole;
private:
Memento(unsigned int vitality,unsigned int attack,unsigned int defense)
{
m_vitality = vitality;
m_attack = attack;
m_defense = defense;
}
void setVitality(unsigned int vitality)
{
m_vitality = vitality;
}
unsigned int getVitality()
{
return m_vitality;
}
void setAttack(unsigned int attack)
{
m_attack = attack;
}
unsigned int getAttack()
{
return m_attack;
}
void setDefense(unsigned int defense)
{
m_defense = defense;
}
unsigned int getDefense()
{
return m_defense;
}
private:
unsigned int m_vitality;
unsigned int m_attack;
unsigned int m_defense;
};
#endif // MEMENTO_HCareTaker管理者：
#ifndef CARETAKER_H
#define CARETAKER_H
#include "Memento.h"
#include <iostream>
//管理者
class CareTaker
{
public:
~CareTaker()
{
if(m_pMemento != NULL)
{
delete m_pMemento;
m_pMemento = NULL;
}
}
Memento* GetMemento()
{
return m_pMemento;
}
void SetMemento(Memento* memento)
{
m_pMemento = memento;
}
private:
Memento* m_pMemento;
};
#endif // CARETAKER_H客戶調用程序：
#include "GameRole.h"
#include "CareTaker.h"
#include "Memento.h"
int main()
{
//攻擊之前
GameRole* role = new GameRole();
role->initState();
role->show();
//保存進度
CareTaker* taker=new CareTaker();
taker->SetMemento(role->createMemento());
//開戰，損耗嚴重
role->fight();
role->show();
//恢復開戰前狀態
role->restoreFromMemento(taker->GetMemento());
role->show();
delete role;
delete taker;
return 0;
}本文出自 “生命不息，奮鬥不止” 博客，謝絕轉載！
設計模式（二十）——備忘錄模式