设计模式第20讲——备忘录模式(Memento)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了设计模式第20讲——备忘录模式(Memento)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、什么是备忘录模式

备忘录模式又称快照模式,是一种行为型设计模式。它可以在不破坏封装性的前提下捕获一个对象的内部状态,并在对象之外保存这个状态,以便在需要的时候恢复到原先保存的状态

二、角色组成

  • 源发器(Originator):需要保存和恢复状态的对象。它创建一个备忘录对象,用于存储当前对象的状态,也可以使用备忘录对象恢复自身的状态。
  • 备忘录(Memento):存储源发器对象的状态。备忘录对象可以包括一个或多个状态属性,源发器可以根据需要保存和恢复状态。
  • 管理者(Caretaker):负责保存备忘录对象,但不能修改备忘录对象的内容。它可以存储多个备忘录对象,并决定何时将备忘录恢复给源发器。

三、优缺点

优点:

  • 状态保存与恢复:备忘录模式可以帮助我们保存对象的状态,并在需要时恢复到之前的状态。这在某些情况下非常有用,比如撤销操作或者程序崩溃后的恢复。
  • 封装性和隔离性:可以确保对象的状态保存在备忘录对象中,而不会暴露给其他对象。这为对象的封装性和隔离性提供了保护,使得对象的状态变化对其他对象是透明的。

缺点:

  • 内存占用:可能引起较大的内存占用,特别是当对象的状态较多且状态改变频繁时。每个备忘录对象都需要保存一份完整的状态,如果状态较多或者备忘录对象较多,可能会消耗大量内存。
  • 性能开销:备忘录模式涉及到创建、存储和恢复状态的操作,这些操作可能引起一定的性能开销。特别是在状态较大或者对象较复杂的情况下,备忘录模式的性能可能会受到影响。

四、应用场景 

浏览器的回退:当我们点击回退箭头时,浏览器会回退到上一个被浏览的网站,以显示之前访问的页面。

文本编辑器的撤销:如果误删了一些内容或者想恢复之前的修改,可以进行撤销操作。

数据库事务管理:当执行数据库操作时,我们可以将当前数据库的状态保存到备忘录对象中,在回滚操作或者发生错误时,可以使用备忘录对象恢复到之前的数据库状态。

五、代码实现

下面以文本编辑器为例,解释一下备忘录模式。

用户可以在编辑器中输入文本,并允许回退到之前的编辑状态。其中Editor类代表文本编辑器(源发器),它具有保存和恢复文本内容的功能。EditorMemento类表示备忘录对象,用于保存Editor的状态。History类作为管理者,负责保存和管理备忘录对象。

5.0 UML类图

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5.1 EditorMemento——备忘录(Memento)

/**
 * @author Created by njy on 2023/7/1
 * 1.备忘录(Memento):备忘录,保存编辑器的状态
 * 定义:存储源发器对象的状态。备忘录对象可以包括一个或多个状态属性,源发器可以根据需要保存和恢复状态。
 */
public class EditorMemento {
    //文本内容 (可以是属性、也可以是对象)
    private  String content;

    public EditorMemento(String content) {
        this.content = content;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }
}

5.2 Editor——源发器(Originator)

/**
 * @author Created by njy on 2023/7/1
 * 2.源发器(Originator):文本编辑器
 * 定义:需要保存和恢复状态的对象。它创建一个备忘录对象,用于存储当前对象的状态,也可以使用备忘录对象恢复自身的状态。
 */
public class Editor {
    //内容(可以是属性、也可以是对象)
    private String content;

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    // 创建备忘录对象,保存当前状态
    public EditorMemento createMemento() {
        return new EditorMemento(content);
    }

    // 恢复备忘录对象保存的状态
    public void restoreMemento(EditorMemento memento) {
        content = memento.getContent();
    }

}

5.3 History——管理者(Caretaker)

/**
 * @author Created by njy on 2023/7/2
 * 3.管理者(Caretaker):历史记录
 * 定义:负责保存备忘录对象,但不能修改备忘录对象的内容。它可以存储多个备忘录对象,并决定何时将备忘录恢复给源发器。
 */
public class History {
    //备忘录可以保存多个状态
    private final List<EditorMemento> mementos = new ArrayList<>();

    // 保存备忘录对象的状态
    public void push(EditorMemento memento) {
        mementos.add(memento);
    }

    // 弹出(移除)最近保存的备忘录对象,并返回它
    public EditorMemento pop() {
        int lastIndex = mementos.size() - 1;
        EditorMemento lastMemento = mementos.get(lastIndex);
        mementos.remove(lastIndex);
        return lastMemento;
    }

}

5.4 testMemento

/**
 * @author Created by njy on 2023/7/2
 * 备忘录模式测试类
 */
@SpringBootTest
public class TestMemento {

    @Test
    void testMemento(){
        //创建文本编辑器(源发器)
        Editor editor = new Editor();
        //创建管理者
        History history = new History();
        // 编辑文本并保存状态
        editor.setContent("Hello");
        history.push(editor.createMemento());

        // 编辑更多文本并再次保存状态
        editor.setContent("Hello, Java!");
        history.push(editor.createMemento());

        editor.setContent("Hello,world!");
        System.out.println("当前内容: " + editor.getContent());

        // 恢复之前的状态
        editor.restoreMemento(history.pop());
        System.out.println("恢复后上一次内容: " + editor.getContent());

        editor.restoreMemento(history.pop());
        System.out.println("恢复后上二次内容: " + editor.getContent());
    }
}

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六、总结

备忘录模式提供了一种灵活的机制来保存和恢复对象的状态,对于需要撤销、恢复或者状态管理的场景非常有用。然而,它也可能引起较大的内存占用和一定的性能开销,需要在使用之前慎重考虑。以下场景可以作为参考:

  • 撤销和恢复功能:可以通过保存对象的历史状态来实现撤销和恢复功能,比如文本编辑器、绘图应用程序或任务管理器。
  • 版本控制:如果你的应用程序需要跟踪对象状态的历史记录,并支持版本控制功能,备忘录模式可以帮助实现这种需求。例如,可以使用备忘录模式来实现文档的版本控制。
  • 多阶段事务:备忘录模式可以用于实现多阶段事务的状态管理。在一个事务中,可能需要保存中间状态,以便在需要时回滚到之前的状态。

END:更多设计模式的介绍,推荐移步至👉 23种设计模式学习导航(Java完整版)👈 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-531099.html

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