备忘录模式（Memento Pattern）

含义

备忘录模式是一种行为设计模式，允许在不暴露对象实现细节的情况下保存和恢复对象之前的状态。通过将状态保存到一个备忘录对象中，备忘录模式可以在需要时恢复对象到之前的状态。这种模式对于实现撤销操作非常有用。

组成部分

1. Memento（备忘录）： 存储发起人对象的内部状态，在需要时提供状态的回溯。
2. Originator（发起人）： 创建一个备忘录对象，用于记录当前时刻的内部状态，并且可以使用备忘录恢复内部状态。
3. Caretaker（管理者）： 负责保存备忘录，但不操作或检查备忘录的内容。

使用场景

1. 撤销操作： 应用程序需要支持撤销和恢复功能，如文本编辑器。
2. 事务管理： 数据库事务需要在出错时回滚到之前的状态。
3. 对象的状态历史： 需要记录对象的状态变化以便将来恢复。

示例代码

下面是一个简单的文本编辑器示例，演示如何使用备忘录模式来实现撤销操作：

import java.util.Stack;

// Memento
class TextMemento {
    private String text;

    public TextMemento(String text) {
        this.text = text;
    }

    public String getText() {
        return text;
    }
}

// Originator
class TextEditor {
    private String text;

    public void setText(String text) {
        this.text = text;
    }

    public String getText() {
        return text;
    }

    public TextMemento save() {
        return new TextMemento(text);
    }

    public void restore(TextMemento memento) {
        this.text = memento.getText();
    }
}

// Caretaker
class TextEditorCaretaker {
    private Stack<TextMemento> mementoStack = new Stack<>();

    public void save(TextEditor editor) {
        mementoStack.push(editor.save());
    }

    public void undo(TextEditor editor) {
        if (!mementoStack.isEmpty()) {
            editor.restore(mementoStack.pop());
        } else {
            System.out.println("No states to undo.");
        }
    }
}

// Client
public class MementoPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TextEditor editor = new TextEditor();
        TextEditorCaretaker caretaker = new TextEditorCaretaker();

        editor.setText("State 1");
        caretaker.save(editor);

        editor.setText("State 2");
        caretaker.save(editor);

        editor.setText("State 3");
        System.out.println("Current State: " + editor.getText());

        caretaker.undo(editor);
        System.out.println("After Undo: " + editor.getText());

        caretaker.undo(editor);
        System.out.println("After Undo: " + editor.getText());

        caretaker.undo(editor); // No more states to undo
    }
}

在这个示例中：

• TextMemento 类用来存储文本编辑器的状态。
• TextEditor 类可以创建一个备忘录对象来保存当前状态，并可以使用备忘录对象恢复到之前的状态。
• TextEditorCaretaker 类管理备忘录对象的栈，提供保存和撤销操作。
• MementoPatternDemo 类演示了如何使用备忘录模式来实现文本编辑器的撤销功能。

优点

1. 封装性： 备忘录模式保证了发起人对象的状态封装，只有发起人能够访问其状态。
2. 简化回滚操作： 使用备忘录模式可以方便地实现对象状态的回滚功能。
3. 灵活性： 可以根据需要保存和恢复对象的多个状态。

缺点

1. 内存消耗： 如果需要频繁保存和恢复状态，可能会导致大量的内存消耗。
2. 复杂性增加： 需要额外的管理类来管理备忘录对象，增加了系统的复杂性。

备忘录模式非常适合需要保存和恢复对象状态的场景，特别是在实现撤销/重做功能时。通过将状态封装在备忘录对象中，备忘录模式能够在不暴露对象实现细节的情况下实现状态的保存和恢复。