【设计模式】备忘录模式

备忘录模式（Memento Pattern）

概念：

· 在不破坏封装的前提下，捕获对象的内部状态，并保存该内部状态，以便可以将对象恢复到原先的状态；

· 主要解决的问题是可以保存某些时刻的状态，并在需要的时候进行回滚或撤销；

UML结构：

cs 复制代码

+----------------+          +----------------+         +----------------+
|   Originator   |          |    Memento     |         |   Caretaker    |
+----------------+          +----------------+         +----------------+
| - state        |<>------->| - state        |         | - mementoList  |
| + createMemento() |       | + getState()   |         | + save(memento)|
| + restore(memento)|       |                |         | + undo()       |
+----------------+          +----------------+         +----------------+

Originator（发起人）：需要保存状态的对象，负责创建备忘录（Memento），并能从备忘录恢复状态
Memento（备忘录）：存储发起人的内部状态，防止被其他对象访问
Caretaker（管理者）：负责保存备忘录，但不能修改备忘录的内容

代码示例：

cs 复制代码

/// <summary>
/// 备忘录类，存储文本状态
/// </summary>
public class TextMemento
{
    public string Content { get; set; }

    public TextMemento(string content)
    {
        Content = content;
    }
}

/// <summary>
/// 创建备忘录的类
/// </summary>
public class TextEditor
{
    private TextMemento textmemento { get; set; } = new TextMemento("");
    private Caretaker caretaker = new(); // 数据管理者

    // 恢复备忘录
    public void UndoMemento()
    {
        var memento = caretaker.Undo();
        textmemento = memento ?? new TextMemento("");
    }

    // 展示内容
    public void ShowContent()
    {
        Console.WriteLine("当前文本内容: " + textmemento.Content);
    }

    public void SaveContent()
    {
        TextMemento textMemento = new TextMemento(textmemento.Content);
        caretaker.Save(textMemento);
    }

    public void AddContent(string content)
    {
        textmemento.Content = textmemento.Content + content;
    }
}

/// <summary>
/// 备忘录数据管理者
/// </summary>
public class Caretaker
{
    private readonly List<TextMemento> _history = new();

    public void Save(TextMemento memento)
    {
        _history.Add(memento);
    }

    public TextMemento Undo()
    {
        if (_history.Count == 0)
            return null;

        var memento = _history[_history.Count - 1];

        _history.RemoveAt(_history.Count - 1);

        return memento;
    }
}

/// <summary>
/// 客户端
/// </summary>
public class Client
{
    public static void Main()
    {
        TextEditor textEditor = new TextEditor();

        textEditor.AddContent("第一次写");
        textEditor.SaveContent();
        textEditor.AddContent("第不知道几次写");
        textEditor.SaveContent();
        textEditor.UndoMemento();
    }
}

特点：

优点：

· 提供状态恢复机制：

· 封装性好：外部状态无法直接访问Originator类的内部状态，只能通过Memento恢复；

· 简化Originator逻辑：状态管理交给Memento和Caretaker，职责清晰；

缺点：

· 资源开销大：保存的状态过多时会占用很多内存；

· 管理的复杂度高：如果系统需要支持多步的撤销或重做时，状态的管理会更加复杂；

适用场景：

· 需要支持 撤销/回滚 操作的场景；

· 需要保存某个对象在不同时间点的快照；

· 希望在不破坏对象封装的前提下，保存和恢复其内部状态；

举例场景：

· 文本编辑器；

· 游戏存档系统；