.NET 设计模式—备忘录模式（Memento Pattern）

简介

备忘录模式，又称之为快照模式(Snapshop Pattern)，是一种行为型设计模式，，它允许在不破坏对象封装性的前提下，捕获并保存一个对象的内部状态，以便在需要时恢复该对象到原先的状态。备忘录模式可以为我们提供一种"后悔药"的机制，它通过存储系统中各个历史状态的快照，使得我们可以在任一时刻将系统回滚到历史状态。

角色

发起人（Originator）：发起人角色记录当前时刻的内部状态信息，提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能，实现其他业务功能。
备忘录（Memento）：备忘录角色负责存储发起人的内部状态，在需要的时候提供这些内部状态给发起人
管理者（Caretaker）：管理者角色对备忘录进行管理，提供保存与获取备忘录的功能，但其不能对备忘录的内容进行访问与修改。

优点

可以随时保存一个对象的状态，并在需要时恢复到该状态，提高了程序的灵活性和可维护性；
发起人和备忘录之间的封装使得客户端无法直接访问备忘录，从而更好地保护了对象的状态信息；
管理者可以管理多个备忘录，提供了更好的历史记录和回滚功能。

缺点

备忘录模式的缺点包括：如果备忘录对象过多或者状态信息过于复杂，会占用较多的内存空间；
捕获和恢复一个对象的状态需要时间和资源，可能会影响程序的性能；

应用场景

保存和恢复对象状态：在软件中，有些对象的状态需要在不同时间点进行保存和恢复。备忘录模式可以捕获对象的状态，并在需要时恢复对象到先前的状态。例如，在浏览器中的后退功能，或者在编辑工具中的撤销操作等。
实现可回滚的撤销操作：在软件中，撤销操作是一个常见的功能。备忘录模式可以保存对象的状态，以便在撤销操作时恢复对象到先前的状态。例如，在Word中编写文档，如果想要撤销之前的输入/删除操作，可以使用备忘录模式实现可回滚的撤销操作。

实现

定义发起人（Originator）

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public class Originator
{
    // 发起人的内部状态信息
    private string state;
 
    public string State
    {
        get { return state; }
        set { state = value; }
    }
 
    // 保存状态到备忘录的方法
    public Memento SaveToMemento()
    {
        // 这里可以根据需要序列化状态信息到备忘录对象中
        return new Memento(state); // 假设Memento类有一个构造函数接收状态信息
    }
 
    // 从备忘录中恢复状态的方法
    public void RestoreFromMemento(Memento memento)
    {
        // 这里可以根据备忘录中的信息反序列化状态到发起人对象中
        State = memento.GetState(); // 假设Memento类有一个GetState方法返回状态信息
    }
}

定义备忘录（Memento）

cs 复制代码

public class Memento
{
    private string state; // 存储状态信息的字段，可以是任何类型，视具体情况而定。
 
    public Memento(string state) // 构造函数接收状态信息
    {
        this.state = state;
    }
 
    public string GetState() // 提供获取状态信息的方法
    {
        return state;
    }
}

定义管理者（Caretaker）

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public class Caretaker
{
    private Memento memento; // 存储备忘录的字段。
 
    // 保存备忘录的方法，由外部调用以保存发起人的状态。
    public void Save(Originator originator)
    {
        memento = originator.SaveToMemento(); // 保存发起人的当前状态到备忘录中。
    }
 
    // 恢复备忘录的方法，由外部调用以恢复发起人的状态。
    public void Restore(Originator originator)
    {
        originator.RestoreFromMemento(memento); // 使用保存的备忘录恢复发起人的状态。
    }
}

上层应用调用

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Originator originator = new Originator(); // 创建发起人对象。
Caretaker caretaker = new Caretaker(); // 创建管理者对象。
originator.State = "初始状态"; // 设置发起人的初始状态。
caretaker.Save(originator); // 保存当前状态到备忘录。
// ... 可能进行一些操作改变originator的状态 ...
originator.State = "改变后的状态"; // 发起人状态改变。
caretaker.Restore(originator); // 通过备忘录恢复至之前保存的状态。

在这个案例中，Originator 类负责维护其内部状态，Memento 类存储这些状态信息，而 Caretaker 类负责在需要时保存和恢复这些状态。这种方式允许在不破坏封装性的前提下管理对象的历史状态。