备忘录模式

备忘录（Memento、Snapshot）模式属于行为型模式的一种。

备忘录模式主要用于捕获一个对象的内部状态，以便在将来的某个时候恢复此状态。

备忘录模式的核心思想是将对象的状态保存在一个独立的对象中，这样既能保持对象的封装性，又能方便地恢复对象到之前的状态。

我们使用的几乎所有软件都用到了备忘录模式。大多数软件提供的保存、打开，以及编辑过程中的Undo、Redo都是备忘录模式的应用。Java的序列化也可以看作是备忘录模式。

备忘录模式适合在有撤销操作、恢复状态、对象状态追踪等场景下使用。

备忘录模式通常有以下组成部分：

• Memento（备忘录）：存储对象的内部状态。备忘录通常是一个不可变的对象，即在创建之后不允许更改它的内容。
• Originator（发起人）：发起人是需要保存其状态的对象。它创建一个备忘录，保存当前的状态，并可以通过备忘录恢复到之前的状态。发起人负责生成和恢复备忘录，但它对备忘录的内部状态一无所知。
• Caretaker（看护者）：看护者负责保存备忘录，但它不能修改备忘录的内容。看护者是一个管理者，通常用于保存多个备忘录的状态，供需要时进行恢复。

如果我们使用的编程语言支持嵌套类（如Java、C++、 C# 等），则可将备忘录嵌套在Originator类中； 如果不支持（如PHP等）， 那么我们可以从备忘录类中抽取一个空接口，然后让其他所有对象通过接口来引用备忘录。 我们还可以在该接口中添加一些元数据操作，但不能暴露Originator类的状态。

我们用备忘录模式实现一个简单的文本编辑器中的撤销功能。当用户输入文本时，编辑器会保存当前文本状态，这样当用户点击“撤销”按钮时，编辑器能够恢复到上一个状态。

1、Memento: 备忘录类

// Memento: 备忘录类
class Memento {
    private String state;

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

    public String getState() {
        return state;
    }
}

2、Originator: 发起人类

// Originator: 发起人类
class TextEditor {
    private String text;

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

    public String getText() {
        return text;
    }

    // 创建备忘录
    public Memento saveToMemento() {
        return new Memento(text);
    }

    // 恢复状态
    public void restoreFromMemento(Memento memento) {
        this.text = memento.getState();
    }
}

3、Caretaker: 看护者类

// Caretaker: 看护者类
class TextEditorHistory {
    private List<Memento> mementoList = new ArrayList<>();

    // 保存备忘录
    public void addMemento(Memento memento) {
        mementoList.add(memento);
    }

    // 获取特定索引的备忘录
    public Memento getMemento(int index) {
        return mementoList.get(index);
    }
}

4、客户端

// 客户端代码
public class MementoPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TextEditor editor = new TextEditor();
        TextEditorHistory history = new TextEditorHistory();

        editor.setText("Hello");
        history.addMemento(editor.saveToMemento()); // 保存当前状态

        editor.setText("Hello, World!");
        history.addMemento(editor.saveToMemento()); // 保存当前状态

        editor.setText("Hello, World! How are you?");
        System.out.println("Current Text: " + editor.getText());

        // 恢复到上一个状态
        editor.restoreFromMemento(history.getMemento(1));
        System.out.println("After undo: " + editor.getText());

        // 恢复到最初状态
        editor.restoreFromMemento(history.getMemento(0));
        System.out.println("After undo again: " + editor.getText());
    }
}

备忘录模式的优缺点。

优点：

• 保持封装性：备忘录模式允许将对象的状态保存在外部，但不暴露对象的内部实现。发起人对象可以将状态保存在备忘录中，而无需让其他对象直接访问内部状态。
• 简化恢复操作：通过备忘录，系统可以轻松地将对象恢复到之前的状态，而无需手动追踪每个状态的变更。
• 支持多次恢复：可以创建多个备忘录对象，用于在不同的时刻恢复到不同的状态。

缺点：

• 增加了系统的复杂性：备忘录模式涉及多个对象的协作，可能会导致系统设计更加复杂。
• 内存消耗大：每次状态变更都会创建一个新的备忘录，这可能导致内存消耗较大，尤其是状态变化频繁时。
• 备忘录管理问题：如果管理不当，备忘录可能会堆积成大量的无用对象，需要额外的清理策略。

我们可以同时使用命令模式和备忘录模式来实现 “撤销”功能。命令用于对目标对象执行各种不同的操作，备忘录用来保存一条命令执行前该对象的状态。

人生的确充满艰难险阻，但回荡不息的主旋律，是不期而遇的温暖和生生不息的希望。-- 烟沙九洲