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类图： 备忘录设计模式类图

一.什么是备忘录设计模式？

 备忘录设计模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，用于在不暴露对象实现细节的前提下，捕获并保存对象在某一时刻的状态，以便之后可以将其恢复到之前的状态。该模式的主要目标是保存对象的状态并在需要时进行状态回滚。

二.备忘录模式的特点

1. 封装状态：将对象的内部状态存储在备忘录中，并且不让外部访问这些状态细节。
2. 提供撤销功能：支持撤销操作，特别适合需要恢复到之前状态的场景。
3. 降低耦合：发起者（Originator）与管理备忘录的角色（Caretaker）解耦。

三.备忘录模式的结构

1. Originator（发起者）：负责创建备忘录并恢复自身状态。
2. Memento（备忘录）：存储发起者的状态。
3. Caretaker（管理者）：负责保存和恢复备忘录。
   

四.备忘录模式的优缺点

• 优点:
  • 提供了一种状态恢复机制。
  • 发起者的内部状态对外部透明。
• 缺点:
  • 可能需要大量的存储空间，尤其是需要存储大量状态时。
  • 如果对象状态过于复杂，可能会增加备忘录的维护成本。

五.备忘录模式的 C++ 实现

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;// 备忘录类
class Memento {
private:string state;
public:Memento(const string& s) : state(s) {}string GetState() const { return state; }
};// 发起者类
class Originator {
private:string state;
public:void SetState(const string& s) {state = s;cout << "Set state to: " << state << endl;}string GetState() const { return state; }Memento* CreateMemento() const {return new Memento(state);}void SetMemento(Memento* memento) {state = memento->GetState();cout << "Restored state to: " << state << endl;}
};// 管理者类
class Caretaker {
private:vector<Memento*> mementos;
public:void SaveMemento(Memento* memento) {mementos.push_back(memento);}Memento* GetMemento(int index) const {if (index >= 0 && index < mementos.size()) {return mementos[index];}return nullptr;}~Caretaker() {for (Memento* m : mementos) {delete m;}}
};int main() {Originator originator;Caretaker caretaker;originator.SetState("State1");caretaker.SaveMemento(originator.CreateMemento());originator.SetState("State2");caretaker.SaveMemento(originator.CreateMemento());originator.SetState("State3");// 恢复到之前的状态originator.SetMemento(caretaker.GetMemento(0));originator.SetMemento(caretaker.GetMemento(1));return 0;
}

六.备忘录模式的 Java 实现

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;// 备忘录类
class Memento {private String state;public Memento(String state) {this.state = state;}public String getState() {return state;}
}// 发起者类
class Originator {private String state;public void setState(String state) {this.state = state;System.out.println("Set state to: " + state);}public String getState() {return state;}public Memento createMemento() {return new Memento(state);}public void setMemento(Memento memento) {this.state = memento.getState();System.out.println("Restored state to: " + state);}
}// 管理者类
class Caretaker {private List<Memento> mementos = new ArrayList<>();public void saveMemento(Memento memento) {mementos.add(memento);}public Memento getMemento(int index) {if (index >= 0 && index < mementos.size()) {return mementos.get(index);}return null;}
}public class MementoPatternDemo {public static void main(String[] args) {Originator originator = new Originator();Caretaker caretaker = new Caretaker();originator.setState("State1");caretaker.saveMemento(originator.createMemento());originator.setState("State2");caretaker.saveMemento(originator.createMemento());originator.setState("State3");// 恢复到之前的状态originator.setMemento(caretaker.getMemento(0));originator.setMemento(caretaker.getMemento(1));}
}

七.总结

 备忘录设计模式适用于需要保存对象状态并提供恢复功能的场景，比如文本编辑器、游戏存档等。通过将状态封装到备忘录中，备忘录模式实现了状态的透明保存与恢复，从而提升了系统的可维护性和灵活性。
应用场景:

1. 文本编辑器：保存编辑状态，支持撤销和恢复操作。
2. 游戏存档：保存玩家的游戏进度，并允许玩家恢复到之前的状态。
3. 事务管理：数据库事务可以利用备忘录模式保存数据状态，实现事务回滚。