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设计模式-备忘录模式

Jensen Java Java, 设计模式

前言

在Java开发中，设计模式是常用的一种编码方式，合理使用设计模式可以帮助开发人员更快地编写出高效、可靠和可维护的代码。本期将撰写一个关于设计模式的系列文章，总共23种设计模式将以一篇一篇文章讲解，代码笔记已开源至：Gitee点击跳转。在上一篇《Java设计模式（16）中介者模式》文章中，我们介绍了中介者模式。本文是这个系列的第十七篇章，我们将讲解一下备忘录模式的实现方式、应用场景以及它的用途。

备忘录模式

备忘录模式是一种行为设计模式，用于保存和恢复对象的状态。通过备忘录模式，可以在不暴露对象内部状态的情况下保存和恢复对象的状态。这种模式通常包括三个角色：发起人（Originator）、备忘录（Memento）、和管理者（Caretaker）。

使用场景

  • 需要实现类似“撤销”功能的应用，如文本编辑器、绘图应用
  • 需要保存和恢复对象状态的应用，如游戏进度保存
  • 需要记录对象状态历史并允许恢复到某个历史状态的系统

代码实现

以下是一个简单的示例。我们将创建一个文本编辑器，其中包含保存和恢复文本状态的功能。

/**
 * 文本编辑器
 *
 * @author Jensen
 * @date 2024-07-22
 *
 */
public class TextEditor {
    private String text;

    public String getText() {
        return text;
    }

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

    // 保存备忘录
    public Memento save() {
        return new Memento(text);
    }

    // 撤回备忘录
    public void restore(Memento memento) {
        this.text = memento.getText();
    }
}

/**
 * 备忘录
 *
 * @author Jensen
 * @date 2024-07-22
 *
 */
public class Memento {
    private final String text;

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

    public String getText() {
        return text;
    }
}

/**
 * 备忘录历史
 *
 * @author Jensen
 * @date 2024-07-22
 *
 */
public class MementoHistory {
    private final List<Memento> mementoList = new ArrayList<>();

    public void push(Memento memento) {
        mementoList.add(memento);
    }

    public Memento pop() {
        return mementoList.isEmpty() ? null : mementoList.remove(mementoList.size() - 1);
    }

    public String last() {
        StringBuilder str = new StringBuilder();
        for (Memento m : mementoList) {
            str.append(m.getText());
        }
        return str.toString();
    }
}

解释

  1. 发起人类（TextEditor）： setText 和 getText 方法用于设置和获取文本内容。 save 方法创建一个备忘录对象来保存当前状态。 restore 方法从备忘录对象中恢复状态。
  2. 备忘录类（Memento）： Memento 类保存了 TextEditor 的状态（即文本内容），并提供了获取保存状态的方法。 备忘录是不可修改的，并且只能通过 TextEditor 创建和访问。
  3. 备忘录历史类（MementoHistory）： MementoHistory 类负责保存和恢复备忘录对象。可以将备忘录存储在列表中，支持多次恢复。 push 方法保存备忘录，pop 方法恢复到最近保存的状态。

测试

System.out.println("------------------------------备忘录模式-----------------------------");
TextEditor textEditor = new TextEditor();
MementoHistory mementoHistory = new MementoHistory();
// 编辑文本
textEditor.setText("Hello guys!");
System.out.println("已编辑的文本："+mementoHistory.last()+textEditor.getText());
mementoHistory.push(textEditor.save());
textEditor.setText("I'm a Java !");
System.out.println("已编辑的文本："+mementoHistory.last()+textEditor.getText());
mementoHistory.push(textEditor.save());
textEditor.setText("welcome to my world!");
System.out.println("已编辑的文本："+mementoHistory.last()+textEditor.getText());
mementoHistory.push(textEditor.save());
//撤回到上一次操作
textEditor.restore(mementoHistory.pop());
System.out.println("撤回后："+mementoHistory.last());
textEditor.setText("ok ok---");
System.out.println("已编辑的文本："+mementoHistory.last()+textEditor.getText());
mementoHistory.push(textEditor.save());

输出结果

------------------------------备忘录模式-----------------------------
已编辑的文本：Hello guys!
已编辑的文本：Hello guys!I'm a Java !
已编辑的文本：Hello guys!I'm a Java !welcome to my world!
撤回后：Hello guys!I'm a Java !
已编辑的文本：Hello guys!I'm a Java !ok ok---

结语

备忘录模式通过提供保存和恢复对象状态的机制，能够有效地实现状态的撤销和恢复，适用于需要保存历史状态或撤销操作的应用场景。这种模式将状态的保存和恢复操作分离到不同的对象中，避免了直接暴露对象内部状态的风险。

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