23种设计模式（18）-备忘录模式

定义：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这个状态。这样就可以将该对象恢复到原先保存的状态。

类型：行为类

类图：

我们在编程的时候，经常需要保存对象的中间状态，当需要的时候，可以恢复到这个状态。比如，我们使用Eclipse进行编程时，假如编写失误（例如不小心误删除了几行代码），我们希望返回删除前的状态，便可以使用Ctrl+Z来进行返回。这时我们便可以使用备忘录模式来实现。

备忘录模式的结构

发起人：记录当前时刻的内部状态，负责定义哪些属于备份范围的状态，负责创建和恢复备忘录数据。

备忘录：负责存储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。

管理角色：对备忘录进行管理，保存和提供备忘录。

通用代码实现

class Originator {  
       private String state = "";  
         
       public String getState() {  
           return state;  
       }  
       public void setState(String state) {  
           this.state = state;  
       }  
       public Memento createMemento(){  
           return new Memento(this.state);  
       }  
       public void restoreMemento(Memento memento){  
           this.setState(memento.getState());  
       }  
   }  
     
   class Memento {  
       private String state = "";  
       public Memento(String state){  
           this.state = state;  
       }  
       public String getState() {  
           return state;  
       }  
       public void setState(String state) {  
           this.state = state;  
       }  
   }  
   class Caretaker {  
       private Memento memento;  
       public Memento getMemento(){  
           return memento;  
       }  
       public void setMemento(Memento memento){  
           this.memento = memento;  
       }  
   }  
   public class Client {  
       public static void main(String[] args){  
           Originator originator = new Originator();  
           originator.setState("状态1");  
           System.out.println("初始状态:"+originator.getState());  
           Caretaker caretaker = new Caretaker();  
           caretaker.setMemento(originator.createMemento());  
           originator.setState("状态2");  
           System.out.println("改变后状态:"+originator.getState());  
           originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());  
           System.out.println("恢复后状态:"+originator.getState());  
       }  
   }

        代码演示了一个单状态单备份的例子，逻辑非常简单：Originator类中的state变量需要备份，以便在需要的时候恢复；Memento类中，也有一个state变量，用来存储Originator类中state变量的临时状态；而Caretaker类就是用来管理备忘录类的，用来向备忘录对象中写入状态或者取回状态。

多状态多备份备忘录

       通用代码演示的例子中，Originator类只有一个state变量需要备份，而通常情况下，发起人角色通常是一个javaBean，对象中需要备份的变量不止一个，需要备份的状态也不止一个，这就是多状态多备份备忘录。

        实现备忘录的方法很多，备忘录模式有很多变形和处理方式，像通用代码那样的方式一般不会用到，多数情况下的备忘录模式，是多状态多备份的。其实实现多状态多备份也很简单，最常用的方法是，我们在Memento中增加一个Map容器来存储所有的状态，在Caretaker类中同样使用一个Map容器才存储所有的备份。下面我们给出一个多状态多备份的例子：

class Originator {  
       private String state1 = "";  
       private String state2 = "";  
       private String state3 = "";  
     
       public String getState1() {  
           return state1;  
       }  
       public void setState1(String state1) {  
           this.state1 = state1;  
       }  
       public String getState2() {  
           return state2;  
       }  
       public void setState2(String state2) {  
           this.state2 = state2;  
       }  
       public String getState3() {  
           return state3;  
       }  
       public void setState3(String state3) {  
           this.state3 = state3;  
       }  
       public Memento createMemento(){  
           return new Memento(BeanUtils.backupProp(this));  
       }  
         
       public void restoreMemento(Memento memento){  
           BeanUtils.restoreProp(this, memento.getStateMap());  
       }  
       public String toString(){  
           return "state1="+state1+"state2="+state2+"state3="+state3;  
       }  
   }  
   class Memento {  
       private Map
stateMap;  
         
       public Memento(Map
map){  
           this.stateMap = map;  
       }  
     
       public Map
getStateMap() {  
           return stateMap;  
       }  
     
       public void setStateMap(Map
stateMap) {  
           this.stateMap = stateMap;  
       }  
   }  
   class BeanUtils {  
       public static Map
backupProp(Object bean){  
           Map
result = new HashMap
();  
           try{  
               BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass());  
               PropertyDescriptor[] descriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();  
               for(PropertyDescriptor des: descriptors){  
                   String fieldName = des.getName();  
                   Method getter = des.getReadMethod();  
                   Object fieldValue = getter.invoke(bean, new Object[]{});  
                   if(!fieldName.equalsIgnoreCase("class")){  
                       result.put(fieldName, fieldValue);  
                   }  
               }  
                 
           }catch(Exception e){  
               e.printStackTrace();  
           }  
           return result;  
       }  
         
       public static void restoreProp(Object bean, Map
propMap){  
           try {  
               BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass());  
               PropertyDescriptor[] descriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();  
               for(PropertyDescriptor des: descriptors){  
                   String fieldName = des.getName();  
                   if(propMap.containsKey(fieldName)){  
                       Method setter = des.getWriteMethod();  
                       setter.invoke(bean, new Object[]{propMap.get(fieldName)});  
                   }  
               }  
           } catch (Exception e) {  
               e.printStackTrace();  
           }  
       }  
   }  
   class Caretaker {  
       private Map
memMap = new HashMap
();  
       public Memento getMemento(String index){  
           return memMap.get(index);  
       }  
         
       public void setMemento(String index, Memento memento){  
           this.memMap.put(index, memento);  
       }  
   }  
   class Client {  
       public static void main(String[] args){  
           Originator ori = new Originator();  
           Caretaker caretaker = new Caretaker();  
           ori.setState1("中国");  
           ori.setState2("强盛");  
           ori.setState3("繁荣");  
           System.out.println("===初始化状态===\n"+ori);  
             
           caretaker.setMemento("001",ori.createMemento());  
           ori.setState1("软件");  
           ori.setState2("架构");  
           ori.setState3("优秀");  
           System.out.println("===修改后状态===\n"+ori);  
             
           ori.restoreMemento(caretaker.getMemento("001"));  
           System.out.println("===恢复后状态===\n"+ori);  
       }  
   }

备忘录模式的优缺点和适用场景

备忘录模式的优点有：

        当发起人角色中的状态改变时，有可能这是个错误的改变，我们使用备忘录模式就可以把这个错误的改变还原。

        备份的状态是保存在发起人角色之外的，这样，发起人角色就不需要对各个备份的状态进行管理。

备忘录模式的缺点有：

        在实际应用中，备忘录模式都是多状态和多备份的，发起人角色的状态需要存储到备忘录对象中，对资源的消耗是比较严重的。

        如果有需要提供回滚操作的需求，使用备忘录模式非常适合，比如jdbc的事务操作，文本编辑器的Ctrl+Z恢复等。

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