简说设计模式——备忘录模式

一、什么是备忘录模式

  备忘录这个词汇大家应该都不陌生,我就经常使用备忘录来记录一些比较重要的或者容易遗忘的信息,与之相关的最常见的应用有许多,比如游戏存档,我们玩游戏的时候肯定有存档功能,旨在下一次登录游戏时可以从上次退出的地方继续游戏,或者对复活点进行存档,如果挂掉了则可以读取复活点的存档信息重新开始。与之相类似的就是数据库的事务回滚,或者重做日志redo log等。

  备忘录模式(Memento),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着这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。UML结构图如下:

  其中,Originator是发起人,负责创建一个备忘录Memento,用以记录当前时刻它的内部状态,并可使用备忘录恢复内部状态;Memento是备忘录,负责存储Originator对象的内部状态,并可防止Originator以外的其他对象访问备忘录Memento;Caretaker是管理者,负责保存好备忘录的Memento,不能对备忘录的内容进行操作或检查。

  1. 发起人角色

  记录当前时刻的内部状态,并负责创建和恢复备忘录数据,允许访问返回到先前状态所需的所有数据。

 1 public class Originator {
 2     
 3     private String state;
 4 
 5     public String getState() {
 6         return state;
 7     }
 8 
 9     public void setState(String state) {
10         this.state = state;
11     }
12     
13     public Memento createMento() {
14         return (new Memento(state));
15     }
16     
17     public void setMemento(Memento memento) {
18         state = memento.getState();
19     }
20     
21     public void show() {
22         System.out.println("state = " + state);
23     }
24     
25 }

  2. 备忘录角色

  负责存储Originator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。

 1 public class Memento {
 2     
 3     private String state;
 4     
 5     public Memento(String state) {
 6         this.state = state;
 7     }
 8     
 9     public String getState() {
10         return state;
11     }
12 
13 }

  3. 备忘录管理员角色

  对备忘录进行管理、保存和提供备忘录,只能将备忘录传递给其他角色。

 1 public class Caretaker {
 2     
 3     private Memento memento;
 4 
 5     public Memento getMemento() {
 6         return memento;
 7     }
 8 
 9     public void setMemento(Memento memento) {
10         this.memento = memento;
11     }
12     
13 }

  4. Client客户端

  下面编写一小段代码测试一下,即先将状态置为On,保存后再将状态置为Off,然后通过备忘录管理员角色恢复初始状态。

 1 public class Client {
 2     
 3     public static void main(String[] args) {
 4         Originator originator = new Originator();
 5         originator.setState("On");    //Originator初始状态
 6         originator.show();
 7         
 8         Caretaker caretaker = new Caretaker();
 9         caretaker.setMemento(originator.createMento());
10         
11         originator.setState("Off");    //Originator状态变为Off
12         originator.show();
13         
14         originator.setMemento(caretaker.getMemento());    //回复初始状态
15         originator.show();
16     }
17 
18 }

  运行结果如下:

  

二、备忘录模式的应用

  1. 何时使用

  • 需要记录一个对象的内部状态时,为了允许用户取消不确定或者错误的操作,能够恢复到原先的状态

  2. 方法

  • 通过一个备忘录类专门存储对象状态

  3. 优点

  • 给用户提供了一种可以恢复状态的机制,可以使用能够比较方便地回到某个历史的状态
  • 实现了信息的封装,使得用户不需要关心状态的保存细节

  4. 缺点

  • 消耗资源

  5. 使用场景

  • 需要保存和恢复数据的相关场景
  • 提供一个可回滚的操作,如ctrl+z、浏览器回退按钮、Backspace键等
  • 需要监控的副本场景

  6. 应用实例

  • 游戏存档
  • ctrl+z键、浏览器回退键等(撤销/还原)
  • 棋盘类游戏的悔棋
  • 数据库事务的回滚

  7. 注意事项

  • 为了符合迪米特法则,需要有一个管理备忘录的类
  • 不要在频繁建立备份的场景中使用备忘录模式。为了节约内存,可使用原型模式+备忘录模式

三、备忘录模式的实现

  下面以游戏存档为例,看一下如何用备忘录模式实现。UML图如下:

  1. 游戏角色

  简单记录了游戏角色的生命力、攻击力、防御力,通过saveState()方法来保存当前状态,通过recoveryState()方法来恢复角色状态。

 1 public class GameRole {
 2     
 3     private int vit;    //生命力
 4     private int atk;    //攻击力
 5     private int def;    //防御力
 6     
 7     public int getVit() {
 8         return vit;
 9     }
10     public void setVit(int vit) {
11         this.vit = vit;
12     }
13     public int getAtk() {
14         return atk;
15     }
16     public void setAtk(int atk) {
17         this.atk = atk;
18     }
19     public int getDef() {
20         return def;
21     }
22     public void setDef(int def) {
23         this.def = def;
24     }
25     
26     //状态显示
27     public void stateDisplay() {
28         System.out.println("角色当前状态:");
29         System.out.println("体力:" + this.vit);
30         System.out.println("攻击力:" + this.atk);
31         System.out.println("防御力: " + this.def);
32         System.out.println("-----------------");
33     }
34     
35     //获得初始状态
36     public void getInitState() {
37         this.vit = 100;
38         this.atk = 100;
39         this.def = 100;
40     }
41     
42     //战斗后
43     public void fight() {
44         this.vit = 0;
45         this.atk = 0;
46         this.def = 0;
47     }
48     
49     //保存角色状态
50     public RoleStateMemento saveState() {
51         return (new RoleStateMemento(vit, atk, def));
52     }
53     
54     //恢复角色状态
55     public void recoveryState(RoleStateMemento memento) {
56         this.vit = memento.getVit();
57         this.atk = memento.getAtk();
58         this.def = memento.getDef();
59     }
60 
61 }

  2. 角色状态存储箱

  备忘录类,用于存储角色状态。

 1 public class RoleStateMemento {
 2     
 3     private int vit;    //生命力
 4     private int atk;    //攻击力
 5     private int def;    //防御力
 6     
 7     public RoleStateMemento(int vit, int atk, int def) {
 8         this.vit = vit;
 9         this.atk = atk;
10         this.def = def;
11     }
12 
13     public int getVit() {
14         return vit;
15     }
16 
17     public void setVit(int vit) {
18         this.vit = vit;
19     }
20 
21     public int getAtk() {
22         return atk;
23     }
24 
25     public void setAtk(int atk) {
26         this.atk = atk;
27     }
28 
29     public int getDef() {
30         return def;
31     }
32 
33     public void setDef(int def) {
34         this.def = def;
35     }
36     
37 }

  3. 角色状态管理者

  备忘录管理者。

 1 public class RoleStateCaretaker {
 2     
 3     private RoleStateMemento memento;
 4 
 5     public RoleStateMemento getMemento() {
 6         return memento;
 7     }
 8 
 9     public void setMemento(RoleStateMemento memento) {
10         this.memento = memento;
11     }
12 
13 }

  4. Client客户端

  下面编写一个简单的程序测试一下,编写逻辑大致为打boss前存档,打boss失败了,读档。

 1 public class Client {
 2     
 3     public static void main(String[] args) {
 4         //打boss前
 5         GameRole gameRole = new GameRole();
 6         gameRole.getInitState();
 7         gameRole.stateDisplay();
 8         
 9         //保存进度
10         RoleStateCaretaker caretaker = new RoleStateCaretaker();
11         caretaker.setMemento(gameRole.saveState());
12         
13         //打boss失败
14         gameRole.fight();
15         gameRole.stateDisplay();
16         
17         //恢复状态
18         gameRole.recoveryState(caretaker.getMemento());
19         gameRole.stateDisplay();
20     }
21 
22 }

  运行结果如下:

  

 

  源码地址:http://gitee.com/adamjiangwh/GoF  

posted @ 2019-06-13 17:52 JAdam 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏