設計模式（五）：備忘錄模式
備忘錄模式
Without violating encapsulation, capture and externalize an object's internal state allowing the object to be restored to this state later.
在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個物件的內部狀態，並在該物件之外儲存這個狀態。
所謂備忘錄模式就是在不破壞封裝的前提下，捕獲一個物件的內部狀態，並在該物件之外儲存這個狀態，這樣可以在以後將物件恢復到原先儲存的狀態。很多時候我們總是需要記錄一個物件的內部狀態，這樣做的目的就是為了允許使用者取消不確定或者錯誤的操作，能夠恢復到他原先的狀態，使得他有"後悔藥"可吃。通過一個備忘錄類專門儲存物件狀態。客戶不與備忘錄類耦合，與備忘錄管理類耦合。
備忘錄模式UML
UML類圖
Caretaker類是指用於儲存(createMemento())和還原(restore(memento))發起方內部狀態的Originator類。 發起方類實現 （1）createMemento()，通過建立和返回儲存發起方當前內部狀態的memento物件 （2）通過從傳入的memento物件還原狀態來還原(memento)。
UML時序圖
（1）儲存發起人的內部狀態：Caretaker對Originator呼叫createMemento()，建立memento物件，儲存其當前內部狀態(setState())，並將memento返回給Caretaker。
（2）恢復發起人的內部狀態：Caretaker對Originator呼叫restore(memento)，並指定儲存應恢復狀態的memento物件。發起者從memento獲取狀態(getState())以設定其自己的狀態。
備忘錄模式角色結構
(1) 備忘錄（Memento）角色：備忘錄角色儲存“備忘發起角色”的內部狀態。“備忘發起角色”根據需要決定備忘錄角色儲存“備忘發起角色”的哪些內部狀態。為了防止“備忘發起角色”以外的其他物件訪問備忘錄。備忘錄實際上有兩個介面，“備忘錄管理者角色”只能看到備忘錄提供的窄介面——對於備忘錄角色中存放的屬性是不可見的。“備忘發起角色”則能夠看到一個寬介面——能夠得到自己放入備忘錄角色中屬性。
(2) 備忘發起（Originator）角色：“備忘發起角色”建立一個備忘錄，用以記錄當前時刻它的內部狀態。在需要時使用備忘錄恢復內部狀態。
(3) 備忘錄管理者（Caretaker）角色：負責儲存好備忘錄。不能對備忘錄的內容進行操作或檢查。
乾貨示例
public class Caretaker {
public static void main(String[] args) {
List<Memento> savedStates = new ArrayList();
Originator originator = new Originator();
originator.set("State1");
originator.set("State2");
savedStates.add(originator.saveToMemento());
originator.set("State3");
savedStates.add(originator.saveToMemento());
originator.set("State4");
originator.restoreFromMemento(savedStates.get(1));
}
}
@Slf4j
public class Originator {
private String state;
//狀態更改
public void set(String state) {
this.state = state;
log.info("Originator: Setting state to {}", state);
}
//將狀態儲存到備忘錄裡
public Memento saveToMemento() {
log.info("Originator: Saving to Memento.");
return new Memento(this.state);
}
//從備忘錄裡取出狀態並回滾
public void restoreFromMemento(Memento memento) {
this.state = memento.getState();
log.info("Originator: State after restoring from Memento: {}", state);
}
}
@Data
@AllArgsConstructor
public class Memento {
//狀態維護
private String state;
}
示例結果
從上述程式碼中看的出，隨著狀態變更，用List維護髮起者的狀態列表，從備忘錄中取出狀態以便回退狀態。
java中的使用
生成物件狀態的一個快照，以便物件可以恢復原始狀態而不用暴露自身的內容。Date物件通過自身內部的一個long值來實現備忘錄模式。
java.util.Date
java.io.Serializable
總結
優點
1、給使用者提供了一種可以恢復狀態的機制，可以使使用者能夠比較方便地回到某個歷史的狀態。 2、實現了資訊的封裝，使得使用者不需要關心狀態的儲存細節。
缺點
消耗資源。如果類的成員變數過多，勢必會佔用比較大的資源，而且每一次儲存都會消耗一定的記憶體。
使用場景
1、需要儲存/恢復資料的相關狀態場景。 2、提供一個可回滾的操作。
注意事項
1、為了符合迪米特原則，還要增加一個管理備忘錄的類。 2、為了節約記憶體，可使用原型模式+備忘錄模式。