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简说设计模式——备忘录模式

2019年06月14日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

一、什么是备忘录模式

　　备忘录这个词汇大家应该都不陌生，我就经常使用备忘录来记录一些比较重要的或者容易遗忘的信息，与之相关的最常见的应用有许多，比如游戏存档，我们玩游戏的时候肯定有存档功能，旨在下一次登录游戏时可以从上次退出的地方继续游戏，或者对复活点进行存档，如果挂掉了则可以读取复活点的存档信息重新开始。与之相类似的就是数据库的事务回滚，或者重做日志redo log等。

　　备忘录模式（memento），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着这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。uml结构图如下：

　　其中，originator是发起人，负责创建一个备忘录memento，用以记录当前时刻它的内部状态，并可使用备忘录恢复内部状态；memento是备忘录，负责存储originator对象的内部状态，并可防止originator以外的其他对象访问备忘录memento；caretaker是管理者，负责保存好备忘录的memento，不能对备忘录的内容进行操作或检查。

　　1. 发起人角色

　　记录当前时刻的内部状态，并负责创建和恢复备忘录数据，允许访问返回到先前状态所需的所有数据。

 1 public class originator {
 2     
 3     private string state;
 4 
 5     public string getstate() {
 6         return state;
 7     }
 8 
 9     public void setstate(string state) {
10         this.state = state;
11     }
12     
13     public memento createmento() {
14         return (new memento(state));
15     }
16     
17     public void setmemento(memento memento) {
18         state = memento.getstate();
19     }
20     
21     public void show() {
22         system.out.println("state = " + state);
23     }
24     
25 }

　　2. 备忘录角色

　　负责存储originator发起人对象的内部状态，在需要的时候提供发起人需要的内部状态。

 1 public class memento {
 2     
 3     private string state;
 4     
 5     public memento(string state) {
 6         this.state = state;
 7     }
 8     
 9     public string getstate() {
10         return state;
11     }
12 
13 }

　　3. 备忘录管理员角色

　　对备忘录进行管理、保存和提供备忘录，只能将备忘录传递给其他角色。

 1 public class caretaker {
 2     
 3     private memento memento;
 4 
 5     public memento getmemento() {
 6         return memento;
 7     }
 8 
 9     public void setmemento(memento memento) {
10         this.memento = memento;
11     }
12     
13 }

　　4. client客户端

　　下面编写一小段代码测试一下，即先将状态置为on，保存后再将状态置为off，然后通过备忘录管理员角色恢复初始状态。

 1 public class client {
 2     
 3     public static void main(string[] args) {
 4         originator originator = new originator();
 5         originator.setstate("on");    //originator初始状态
 6         originator.show();
 7         
 8         caretaker caretaker = new caretaker();
 9         caretaker.setmemento(originator.createmento());
10         
11         originator.setstate("off");    //originator状态变为off
12         originator.show();
13         
14         originator.setmemento(caretaker.getmemento());    //回复初始状态
15         originator.show();
16     }
17 
18 }

　　运行结果如下：

　　

二、备忘录模式的应用

　　1. 何时使用

  • 需要记录一个对象的内部状态时，为了允许用户取消不确定或者错误的操作，能够恢复到原先的状态

　　2. 方法

  • 通过一个备忘录类专门存储对象状态

　　3. 优点

  • 给用户提供了一种可以恢复状态的机制，可以使用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

　　4. 缺点

  • 消耗资源

　　5. 使用场景

  • 需要保存和恢复数据的相关场景
  • 提供一个可回滚的操作，如ctrl+z、浏览器回退按钮、backspace键等
  • 需要监控的副本场景

　　6. 应用实例

  • 游戏存档
  • ctrl+z键、浏览器回退键等（撤销/还原）
  • 棋盘类游戏的悔棋
  • 数据库事务的回滚

　　7. 注意事项

  • 为了符合迪米特法则，需要有一个管理备忘录的类
  • 不要在频繁建立备份的场景中使用备忘录模式。为了节约内存，可使用原型模式+备忘录模式

三、备忘录模式的实现

　　下面以游戏存档为例，看一下如何用备忘录模式实现。uml图如下：

　　1. 游戏角色

　　简单记录了游戏角色的生命力、攻击力、防御力，通过savestate()方法来保存当前状态，通过recoverystate()方法来恢复角色状态。

 1 public class gamerole {
 2     
 3     private int vit;    //生命力
 4     private int atk;    //攻击力
 5     private int def;    //防御力
 6     
 7     public int getvit() {
 8         return vit;
 9     }
10     public void setvit(int vit) {
11         this.vit = vit;
12     }
13     public int getatk() {
14         return atk;
15     }
16     public void setatk(int atk) {
17         this.atk = atk;
18     }
19     public int getdef() {
20         return def;
21     }
22     public void setdef(int def) {
23         this.def = def;
24     }
25     
26     //状态显示
27     public void statedisplay() {
28         system.out.println("角色当前状态：");
29         system.out.println("体力：" + this.vit);
30         system.out.println("攻击力：" + this.atk);
31         system.out.println("防御力： " + this.def);
32         system.out.println("-----------------");
33     }
34     
35     //获得初始状态
36     public void getinitstate() {
37         this.vit = 100;
38         this.atk = 100;
39         this.def = 100;
40     }
41     
42     //战斗后
43     public void fight() {
44         this.vit = 0;
45         this.atk = 0;
46         this.def = 0;
47     }
48     
49     //保存角色状态
50     public rolestatememento savestate() {
51         return (new rolestatememento(vit, atk, def));
52     }
53     
54     //恢复角色状态
55     public void recoverystate(rolestatememento memento) {
56         this.vit = memento.getvit();
57         this.atk = memento.getatk();
58         this.def = memento.getdef();
59     }
60 
61 }

　　2. 角色状态存储箱

　　备忘录类，用于存储角色状态。

 1 public class rolestatememento {
 2     
 3     private int vit;    //生命力
 4     private int atk;    //攻击力
 5     private int def;    //防御力
 6     
 7     public rolestatememento(int vit, int atk, int def) {
 8         this.vit = vit;
 9         this.atk = atk;
10         this.def = def;
11     }
12 
13     public int getvit() {
14         return vit;
15     }
16 
17     public void setvit(int vit) {
18         this.vit = vit;
19     }
20 
21     public int getatk() {
22         return atk;
23     }
24 
25     public void setatk(int atk) {
26         this.atk = atk;
27     }
28 
29     public int getdef() {
30         return def;
31     }
32 
33     public void setdef(int def) {
34         this.def = def;
35     }
36     
37 }

　　3. 角色状态管理者

　　备忘录管理者。

 1 public class rolestatecaretaker {
 2     
 3     private rolestatememento memento;
 4 
 5     public rolestatememento getmemento() {
 6         return memento;
 7     }
 8 
 9     public void setmemento(rolestatememento memento) {
10         this.memento = memento;
11     }
12 
13 }

　　4. client客户端

　　下面编写一个简单的程序测试一下，编写逻辑大致为打boss前存档，打boss失败了，读档。

 1 public class client {
 2     
 3     public static void main(string[] args) {
 4         //打boss前
 5         gamerole gamerole = new gamerole();
 6         gamerole.getinitstate();
 7         gamerole.statedisplay();
 8         
 9         //保存进度
10         rolestatecaretaker caretaker = new rolestatecaretaker();
11         caretaker.setmemento(gamerole.savestate());
12         
13         //打boss失败
14         gamerole.fight();
15         gamerole.statedisplay();
16         
17         //恢复状态
18         gamerole.recoverystate(caretaker.getmemento());
19         gamerole.statedisplay();
20     }
21 
22 }

　　运行结果如下：

　　

 

　　源码地址：https://gitee.com/adamjiangwh/gof  

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