（十六）备忘录模式

1 概述

备忘录(Memento)模式：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这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。

• Originator（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。Originator 可根据需要决定 Memento 存储 Originator 的哪些内部状态。

• Memento（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。备忘录有两个接口，Caretaker 只能看到备忘录的窄接口，它只能将备忘录传递给其他对象。Originator 能够看到一个宽接口，允许它访问返回到先前状态所需的所有数据。

• Caretaker（管理者）：负责保存好备忘录 Memento，不能对备忘录的内容进行操作或检查。

把要保存的细节给封装在 Memento 中，要更改保存的细节也不用影响客户端。

2 使用条件

• Memento 模式比较适用于功能比较复杂的，但需要维护或记录属性历史的类，或者需要保存的属性只是众多属性中的一小部分时，Originator 可以根据保存的 Memento 信息还原到前一状态。

• 如果在某个系统中使用命令模式时，需要实现命令的撤销功能，那么命令模式可以使用备忘录模式来存储可撤销操作的状态。

• 有时一些对象的内部信息必须保存在对象以外的地方，但是必须要由对象自己读取，这时，使用备忘录可以把复杂的对象内部信息对其他的对象屏蔽起来，从而可以恰当地保持封装的边界。

• 当角色的状态改变的时候，有可能这个状态无效，这时候就可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原。

3 示例

游戏进度备忘：模拟游戏角色的存档与恢复功能。

游戏角色类

public class GameRole {
    private int hp; // 生命
    private int atk; // 攻击
    private int def; // 防御

    // “保存角色状态”方法，将游戏角色的三个状态值通过实例化“角色状态存储箱”返回
    public RoleStateMemento saveState() {
        return new RoleStateMemento(hp, atk, def);
    }

    // “恢复角色状态”方法，可将外部的“角色状态存储箱”中状态值恢复给游戏角色
    public void recoveryState(RoleStateMemento memento) {
        this.hp = memento.getHp();
        this.atk = memento.getAtk();
        this.def = memento.getDef();
    }

    // 初始化状态
    public void initState() {
        this.hp = 100;
        this.atk = 100;
        this.def = 100;
    }

    // 战斗
    public void fight() {
        this.hp = 0;
    }

    // 状态显示
    public void stateDisplay() {
        System.out.println("当前角色状态：");
        System.out.println("生命值：" + this.hp);
        System.out.println("攻击力：" + this.atk);
        System.out.println("防御力：" + this.def);
    }

    public int getHp() {
        return hp;
    }

    public void setHp(int hp) {
        this.hp = hp;
    }

    public int getAtk() {
        return atk;
    }

    public void setAtk(int atk) {
        this.atk = atk;
    }

    public int getDef() {
        return def;
    }

    public void setDef(int def) {
        this.def = def;
    }
}

角色状态存储箱类

public class RoleStateMemento {
    private int hp; // 生命
    private int atk; // 攻击
    private int def; // 防御

    // 将生命力、攻击力、防御力存入状态存储箱对象中
    public RoleStateMemento(int hp, int atk, int def) {
        this.hp = hp;
        this.atk = atk;
        this.def = def;
    }

    public int getHp() {
        return hp;
    }

    public void setHp(int hp) {
        this.hp = hp;
    }

    public int getAtk() {
        return atk;
    }

    public void setAtk(int atk) {
        this.atk = atk;
    }

    public int getDef() {
        return def;
    }

    public void setDef(int def) {
        this.def = def;
    }
}

角色状态管理者类

public class RoleStateCaretaker {
    private RoleStateMemento memento;

    public RoleStateMemento getMemento() {
        return memento;
    }

    public void setMemento(RoleStateMemento memento) {
        this.memento = memento;
    }
}

客户端代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // Boss战前
        // 游戏角色初始状态，三项指标数据都是100
        GameRole role = new GameRole();
        role.initState();
        role.stateDisplay();

        // 保存进度
        // 保存进度时，由于封装在Memento中，因此我们并不知道保存了哪些具体的角色数据
        RoleStateCaretaker stateAdmin = new RoleStateCaretaker();
        stateAdmin.setMemento(role.saveState());

        // 大战Boss时，损耗严重
        // 开始打Boss，非常糟糕，GameOver了
        role.fight();
        role.stateDisplay();

        // 恢复之前状态
        role.recoveryState(stateAdmin.getMemento());
        role.stateDisplay();
    }
}

输出入下

当前角色状态：
生命值：100
攻击力：100
防御力：100
当前角色状态：
生命值：0
攻击力：100
防御力：100
当前角色状态：
生命值：100
攻击力：100
防御力：100

Process finished with exit code 0

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参考书籍：
《大话设计模式》