Java设计模式(二十一)：备忘录设计模式

Myth丶恋晨 2022-03-29 10:08 237阅读 0赞

# 1. 应用场景 #

备忘录模式经常可以遇到，譬如下面这些场景：

*  浏览器回退：浏览器一般有浏览记录，当我们在一个网页上点击几次链接之后，可在左上角点击左箭头回退到上一次的页面，然后也可以点击右箭头重新回到当前页面
 *  数据库备份与还原：一般的数据库都支持备份与还原操作，备份即将当前已有的数据或者记录保留，还原即将已经保留的数据恢复到对应的表中
 *  编辑器撤销与重做：在编辑器上编辑文字，写错时可以按快捷键 `Ctrl + z` 撤销，撤销后可以按 `Ctrl + y` 重做
 *  虚拟机生成快照与恢复：虚拟机可以生成一个快照，当虚拟机发生错误时可以恢复到快照的样子
 *  Git版本管理：Git是最常见的版本管理软件，每提交一个新版本，实际上Git就会把它们自动串成一条时间线，每个版本都有一个版本号，使用 `git reset --hard` 版本号 即可回到指定的版本，让代码时空穿梭回到过去某个历史时刻
 *  棋牌游戏悔棋：在棋牌游戏中，有时下快了可以悔棋，回退到上一步重新下

# 2. 概念 #

在不违反封装的情况下获得对象的内部状态，从而在需要时可以将对象恢复到最初状态。它是一种对象行为型模式，其别名为Token。

# 3. Class Diagram #

![在这里插入图片描述][20190108114513284.png]

*  Originator：原始对象
 *  Caretaker：负责保存好备忘录
 *  Menento：备忘录，存储原始对象的的状态。备忘录实际上有两个接口，一个是提供给
 *  Caretaker 的窄接口：它只能将备忘录传递给其它对象；一个是提供给 Originator 的宽接口，允许它访问到先前状态所需的所有数据。理想情况是只允许 Originator 访问本备忘录的内部状态。

# 4. Implementation #

以下实现了一个简单计算器程序，可以输入两个值，然后计算这两个值的和。备忘录模式允许将这两个值存储起来，然后在某个时刻用存储的状态进行恢复。

/** * Originator Interface */
    public interface Calculator { 
    
        // Create Memento
        PreviousCalculationToCareTaker backupLastCalculation();
    
        // setMemento
        void restorePreviousCalculation(PreviousCalculationToCareTaker memento);
    
        int getCalculationResult();
    
        void setFirstNumber(int firstNumber);
    
        void setSecondNumber(int secondNumber);
    }
    /** * Originator Implementation */
    public class CalculatorImp implements Calculator { 
    
        private int firstNumber;
        private int secondNumber;
    
        @Override
        public PreviousCalculationToCareTaker backupLastCalculation() { 
            // create a memento object used for restoring two numbers
            return new PreviousCalculationImp(firstNumber, secondNumber);
        }
    
        @Override
        public void restorePreviousCalculation(PreviousCalculationToCareTaker memento) { 
            this.firstNumber = ((PreviousCalculationToOriginator) memento).getFirstNumber();
            this.secondNumber = ((PreviousCalculationToOriginator) memento).getSecondNumber();
        }
    
        @Override
        public int getCalculationResult() { 
            // result is adding two numbers
            return firstNumber + secondNumber;
        }
    
        @Override
        public void setFirstNumber(int firstNumber) { 
            this.firstNumber = firstNumber;
        }
    
        @Override
        public void setSecondNumber(int secondNumber) { 
            this.secondNumber = secondNumber;
        }
    }
    /** * Memento Interface to Originator * * This interface allows the originator to restore its state */
    public interface PreviousCalculationToOriginator { 
        int getFirstNumber();
        int getSecondNumber();
    }
    /** * Memento interface to CalculatorOperator (Caretaker) */
    public interface PreviousCalculationToCareTaker { 
        // no operations permitted for the caretaker
    }
    /** * Memento Object Implementation * <p> * Note that this object implements both interfaces to Originator and CareTaker */
    public class PreviousCalculationImp implements PreviousCalculationToCareTaker,
            PreviousCalculationToOriginator { 
    
        private int firstNumber;
        private int secondNumber;
    
        public PreviousCalculationImp(int firstNumber, int secondNumber) { 
            this.firstNumber = firstNumber;
            this.secondNumber = secondNumber;
        }
    
        @Override
        public int getFirstNumber() { 
            return firstNumber;
        }
    
        @Override
        public int getSecondNumber() { 
            return secondNumber;
        }
    }
    /** * CareTaker object */
    public class Client { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            // program starts
            Calculator calculator = new CalculatorImp();
    
            // assume user enters two numbers
            calculator.setFirstNumber(10);
            calculator.setSecondNumber(100);
    
            // find result
            System.out.println(calculator.getCalculationResult());
    
            // Store result of this calculation in case of error
            PreviousCalculationToCareTaker memento = calculator.backupLastCalculation();
    
            // user enters a number
            calculator.setFirstNumber(17);
    
            // user enters a wrong second number and calculates result
            calculator.setSecondNumber(-290);
    
            // calculate result
            System.out.println(calculator.getCalculationResult());
    
            // user hits CTRL + Z to undo last operation and see last result
            calculator.restorePreviousCalculation(memento);
    
            // result restored
            System.out.println(calculator.getCalculationResult());
        }
    }
    运行结果：
    110
    -273
    110

# 5. 优点和缺点 #

## 5.1 优点 ##

*  将被存储的状态放在外面，不要和关键对象混在一起，这样可以帮助维护内聚。
 *  保持关键对象的数据封装
 *  提供了容易实现的恢复能力

## 5.2 用途和缺点 ##

*  备忘录用于存储状态。
 *  使用备忘录的缺点：存储和恢复的过程可能相对耗时。
 *  在Java系统中，其实可以考虑用序列化（serializaiton）机制存储系统的状态。

# 6. JDK #

*  java.io.Serializable

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