设计模式-备忘录模式（Memento Pattern）结构|原理|优缺点|场景|示例

结构型（7种） 适配器模式装饰器模式代理模式外观模式桥接模式组合模式享元模式

行为型（11种） 策略模式模板方法模式观察者模式迭代器模式责任链模式命令模式备忘录模式状态模式访问者模式中介者模式

备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为设计模式，它提供了一种在不破坏封装性的前提下，捕获并外部化对象的内部状态，并能在需要时恢复该对象状态的方法。这种模式主要用于实现撤销操作，回滚到之前的状态，或者记录一个对象的一系列状态，以便将来恢复。

结构： 备忘录模式包含以下几个主要角色：

Originator（发起人）：创建并保存其内部状态的快照，同时定义恢复状态的方法。
Memento（备忘录）：存储Originator对象的内部状态，但对外界隐藏具体实现细节，只暴露有限的接口防止外部对状态的非法访问。
Caretaker（管理者/保姆）：负责持有Memento对象，不直接访问Memento的内容，只是简单地存储和提供给Originator。

原理：

发起人（Originator）在需要保存状态时，创建一个备忘录（Memento）对象，该对象包含了发起人的当前状态。
发起人将备忘录对象传递给管理者（Caretaker）保管，但不暴露备忘录的具体实现细节。
当需要恢复状态时，发起人从管理者那里取回备忘录对象，并根据其中的信息恢复到之前的状态。

优缺点： 优点：

提供了状态恢复的能力，使得用户可以方便地回到某个历史状态。
改善了封装性，状态的存储由备忘录对象管理，外部对象无法直接访问内部状态。
支持撤销操作，增强了系统的灵活性和可维护性。

缺点：

如果状态数据庞大，可能会占用大量的存储空间。
需要谨慎管理备忘录，避免无限制增长导致资源消耗问题。
增加了系统的复杂度，特别是在需要管理多个状态版本的情况下。

应用场景：

文档编辑器中的撤销/重做功能。
游戏中的存档/读档功能。
配置设置的保存与恢复。
事务处理中的回滚机制。

代码示例（以Java为例）

java 复制代码

// Memento类，存储Originator的状态
class TextEditorMemento {
    private String content;
    
    public TextEditorMemento(String content) {
        this.content = content;
    }
    
    String getContent() {
        return content;
    }
}

// Originator类，即文本编辑器
class TextEditor {
    private String content;
    
    public void type(String text) {
        content += text;
        System.out.println("Typed: " + text);
    }
    
    public TextEditorMemento save() {
        return new TextEditorMemento(content);
    }
    
    public void restore(TextEditorMemento memento) {
        content = memento.getContent();
        System.out.println("Restored: " + content);
    }
}

// Caretaker类，负责存储Mementos
class Caretaker {
    private List<TextEditorMemento> history = new ArrayList<>();
    
    void addMemento(TextEditorMemento memento) {
        history.add(memento);
    }
    
    TextEditorMemento getMemento(int index) {
        return history.get(index);
    }
}

// 使用示例
public class MementoDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TextEditor editor = new TextEditor();
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        
        editor.type("Hello, ");
        caretaker.addMemento(editor.save());
        
        editor.type("World!");
        caretaker.addMemento(editor.save());
        
        editor.type(" How are you?");
        System.out.println("Current text: " + editor.getContent());
        
        editor.restore(caretaker.getMemento(1));
        System.out.println("After restore: " + editor.getContent());
    }
}

在这个例子中，TextEditor作为发起人，记录并恢复文本状态；TextEditorMemento是备忘录，保存了文本内容；Caretaker作为管理者，存储并提供备忘录。通过这样的设计，我们可以轻松实现文本编辑器的撤销功能。