文章目录
- [0. 个人感悟](#0. 个人感悟)
- [1. 概念](#1. 概念)
- [2. 适配场景](#2. 适配场景)
-
- [2.1 适合的场景](#2.1 适合的场景)
- [2.2 常见场景举例](#2.2 常见场景举例)
- [3. 实现方法](#3. 实现方法)
-
- [3.1 实现思路](#3.1 实现思路)
- [3.2 UML类图](#3.2 UML类图)
- [3.3 代码示例](#3.3 代码示例)
- [4. 优缺点](#4. 优缺点)
-
- [4.1 优点](#4.1 优点)
- [4.2 缺点](#4.2 缺点)
- [5. 源码分析](#5. 源码分析)
-
- [5.1 Java Swing中的UndoManager](#5.1 Java Swing中的UndoManager)
0. 个人感悟
- 备忘录模式的场景也比较专。适合进行备份、恢复
- 模式优点很明显，状态保存于业务逻辑分离，实现解耦
- 一个注意的点是窄接口设计，Memento(备忘录)内部保存了Originator（原发器）的状态，但这个状态不应该被除了Originator之外的其他对象（特别是Caretaker）直接访问或修改，以保护状态的封装性。具体可以看看示例代码
1. 概念
英文定义(《设计模式：可复用面向对象软件的基础》)
Without violating encapsulation, capture and externalize an object,t internal state so that the object can be restored this state later.
中文翻译
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，以便以后可以将对象恢复到原先保存的状态。
理解
- 备忘录模式提供了一种状态恢复机制，允许对象回到某个历史状态
- 它通过独立的对象（备忘录）来存储状态，而不是由原对象自己保存
- 实现了状态保存与业务逻辑的分离，原对象专注于业务，管理者专注于状态管理
2. 适配场景
2.1 适合的场景
- 需要撤销/重做功能：如文本编辑器、绘图软件的操作历史
- 需要保存快照/检查点：如游戏存档、系统配置备份
- 状态转换复杂：如工作流引擎的状态管理
- 需要事务回滚：如数据库操作的事务管理
- 原型状态保存：如复杂对象构造过程中的中间状态保存
- 需要版本控制：如文档编辑的历史版本管理
2.2 常见场景举例
- IDE开发环境：Eclipse/IntelliJ IDEA的代码编辑撤销功能
- 绘图软件：Photoshop的历史记录面板
- 游戏开发：游戏进度存档/读档系统
- 表单应用：多步表单的回退功能
- 配置管理：系统配置的备份与恢复
- 数据库系统：事务的rollback机制
3. 实现方法
3.1 实现思路
- 识别状态数据：确定需要保存的内部状态字段
- 创建Memento类：设计存储状态的数据结构
- 在Originator中添加状态管理 ：
- 创建保存状态的方法（
saveToMemento()） - 创建恢复状态的方法（
restoreFromMemento()）
- 创建保存状态的方法（
- 设计Caretaker类 ：
- 决定存储策略（栈、列表、树等）
- 实现状态管理逻辑（撤销、重做、清空等）
- 控制访问权限 ：
- 对Originator开放宽接口（可读写状态）
- 对Caretaker开放窄接口（只读元数据）
3.2 UML类图
角色说明：
- Originator（原发器）：需要保存状态的对象，负责创建和恢复备忘录
- Memento（备忘录）：存储Originator内部状态，通常设计为不可变对象
- Caretaker（管理者）：负责保存和管理备忘录，但不能操作备忘录内容
3.3 代码示例
背景
以文件编辑器为例，简化业务，只有保存和撤销功能
设计
原发器
java
public class TextEditor {
private String content;
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public TextEditor(String content) {
this.content = content;
}
/**
* @description 创建备忘
* @author bigHao
* @date 2026/1/27
* @return designpattern.memento.pac.TextMemento 备忘录
**/
public TextMemento createMemento() {
return new TextMemento(content);
}
/**
* @description 恢复备忘
* @author bigHao
* @date 2026/1/27
* @param memento 备忘录
**/
public void restoreMemento(TextMemento memento) {
this.content = memento.getContent();
}
}备忘录
- 注意权限控制。备忘录只有原发器可以创建和访问内容。实际操作中将二者放到一个包下，相关方法使用包权限
java
public class TextMemento {
private String content;
// 包访问权限，仅对Originator开放状态访问
TextMemento(String content) {
this.content = content;
}
String getContent() {
return content;
}
}管理者
java
public class Caretaker {
private static final int MAX_SIZE = 100;
// 业务场景刚好使用stack 先进后出
private Stack<TextMemento> history = new Stack<>();
public void push(TextMemento memento) {
// 限制下长度
limitHistory();
this.history.push(memento);
}
public TextMemento pop() {
return this.history.pop();
}
private void limitHistory() {
if (history.size() > MAX_SIZE) {
history.removeFirst();
}
}
}测试
java
public class Client {
static void main() {
// 创建
String content = "备忘录模式笔记";
TextEditor textEditor = new TextEditor(content);
printInfo(textEditor);
Caretaker caretaker = new Caretaker();
// 安全考虑，TextMemento是包访问权限，和TextEditor同包，其它地方无法直接创建
// new TextMemento(""); 会报错
// 保存1
caretaker.push(textEditor.createMemento());
content += "包括三个角色，分别是原发器";
textEditor.setContent(content);
caretaker.push(textEditor.createMemento());
printInfo(textEditor);
// 保存2
content += "、备忘录";
textEditor.setContent(content);
caretaker.push(textEditor.createMemento());
printInfo(textEditor);
// 保存3
content += "和管理者";
textEditor.setContent(content);
caretaker.push(textEditor.createMemento());
printInfo(textEditor);
// 编辑
content += " 功能分别是";
textEditor.setContent(content);
printInfo(textEditor);
// 撤销1
System.out.println("===撤销===");
textEditor.restoreMemento(caretaker.pop());
printInfo(textEditor);
// 撤销2
System.out.println("===撤销===");
textEditor.restoreMemento(caretaker.pop());
printInfo(textEditor);
}
private static void printInfo(TextEditor textEditor) {
System.out.println("当前内容: " + textEditor.getContent());
}
}输出
当前内容: 备忘录模式笔记
当前内容: 备忘录模式笔记包括三个角色，分别是原发器
当前内容: 备忘录模式笔记包括三个角色，分别是原发器、备忘录
当前内容: 备忘录模式笔记包括三个角色，分别是原发器、备忘录和管理者
当前内容: 备忘录模式笔记包括三个角色，分别是原发器、备忘录和管理者 功能分别是
===撤销===
当前内容: 备忘录模式笔记包括三个角色，分别是原发器、备忘录和管理者
===撤销===
当前内容: 备忘录模式笔记包括三个角色，分别是原发器、备忘录4. 优缺点
4.1 优点
高内聚低耦合
- 职责分离：状态保存与业务逻辑解耦，Originator只关注核心功能
- 封装性：通过窄接口模式保护状态不被Caretaker误操作
复用性
- 状态管理可复用：Caretaker可被多个Originator复用
- 存储策略灵活：支持栈、列表、数据库等多种存储方式
可读性
- 意图明确：代码明确表达了"保存状态"和"恢复状态"的意图
- 结构清晰：三个角色分工明确，易于理解
维护性
- 易于扩展：可轻松添加新的存储策略或状态类型
- 修改隔离：状态存储逻辑变化不影响Originator
稳定性
- 状态一致：确保状态恢复的正确性
- 异常安全：状态操作失败时可恢复到之前状态
4.2 缺点
资源消耗
- 内存占用：大量状态保存可能导致内存消耗过大
- 性能开销：频繁的状态保存/恢复可能影响性能
设计复杂度
- 额外类：增加了Memento和Caretaker类
- 窄接口实现复杂：需要小心设计访问权限
状态同步
- 深拷贝问题：复杂对象的深拷贝可能实现复杂
- 版本兼容：状态数据结构变化时，旧备忘录可能无法恢复
5. 源码分析
5.1 Java Swing中的UndoManager
代码位置 ：javax.swing.undo.UndoManager
角色分析：
java
// Originator：各种Document类（如PlainDocument）
public class PlainDocument extends AbstractDocument {
// 创建UndoableEdit（备忘录）
protected UndoableEdit createUndoableEdit(ElementChange ec) {
return new DocumentUndoableEdit(ec);
}
}
// Memento：UndoableEdit接口及其实现
public interface UndoableEdit {
void undo() throws CannotUndoException;
void redo() throws CannotRedoException;
boolean canUndo();
boolean canRedo();
}
// Caretaker：UndoManager类
public class UndoManager extends CompoundEdit implements UndoableEditListener {
private Vector<UndoableEdit> edits; // 存储备忘录
private int indexOfNextAdd; // 下一个添加位置
public void undo() throws CannotUndoException {
// 执行撤销操作
UndoableEdit edit = edits.elementAt(--indexOfNextAdd);
edit.undo();
}
public void redo() throws CannotRedoException {
// 执行重做操作
UndoableEdit edit = edits.elementAt(indexOfNextAdd);
edit.redo();
indexOfNextAdd++;
}
}参考: