【设计模式】行为型-备忘录模式

文章目录

前言
一、概念
二、核心结构
[三、Java 代码实现（编辑器撤销）](#三、Java 代码实现（编辑器撤销）)
- [1. 备忘录（快照）](#1. 备忘录（快照）)
- [2. 原发器（编辑器）](#2. 原发器（编辑器）)
- [3. 看管人（历史记录）](#3. 看管人（历史记录）)
- [4. 客户端测试](#4. 客户端测试)
四、严格封装（最佳实践）
五、优缺点
- 优点
- 缺点
六、应用场景
[七、备忘录 VS 命令 VS 状态](#七、备忘录 VS 命令 VS 状态)
八、总结

前言

开发中经常需要撤销、回滚、快照、恢复 功能：比如编辑器 Ctrl+Z、游戏存档、订单回滚、配置恢复。如果直接把对象内部状态暴露出去，会破坏封装；如果自己管理备份，代码又会臃肿。备忘录模式 就是专门解决状态备份与恢复、且不破坏封装的行为型设计模式。

一、概念

备忘录模式（Memento Pattern） 是一种行为型设计模式 ，核心思想：
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，以便以后可以将该对象恢复到原先保存的状态。

简单理解：

原发器（Originator）：要备份的对象（如编辑器）
备忘录（Memento）：存储状态的快照（不可篡改）
看管人（Caretaker）：只负责保存快照，不看内容

一句话总结：
存档 → 快照 → 读档，且快照内容谁都不能改。

二、核心结构

Originator（原发器）
创建备忘录、从备忘录恢复状态。
Memento（备忘录）
存储内部状态，只允许原发器读取。
Caretaker（看管人）
持有备忘录，不能访问/修改内容，只负责存和取。

三、Java 代码实现（编辑器撤销）

场景：编辑器内容备份与恢复（Ctrl+Z）

1. 备忘录（快照）

java 复制代码

// 备忘录：存储状态，不可修改
public class EditorMemento {
    private final String content;

    public EditorMemento(String content) {
        this.content = content;
    }

    // 只给原发器用
    public String getContent() {
        return content;
    }
}

2. 原发器（编辑器）

java 复制代码

// 原发器：创建快照、恢复快照
public class Editor {
    private String content;

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    // 创建备忘录（存档）
    public EditorMemento createMemento() {
        return new EditorMemento(content);
    }

    // 从备忘录恢复（读档）
    public void restoreFromMemento(EditorMemento memento) {
        this.content = memento.getContent();
    }
}

3. 看管人（历史记录）

java 复制代码

// 看管人：只保存备忘录，不看内容
public class History {
    private EditorMemento memento;

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

    public EditorMemento getMemento() {
        return memento;
    }
}

4. 客户端测试

java 复制代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Editor editor = new Editor();
        History history = new History();

        // 编辑内容
        editor.setContent("第1版内容");
        // 存档
        history.setMemento(editor.createMemento());

        // 修改
        editor.setContent("第2版修改内容");
        System.out.println("当前：" + editor.getContent());

        // 撤销（恢复）
        editor.restoreFromMemento(history.getMemento());
        System.out.println("撤销后：" + editor.getContent());
    }
}

输出：

复制代码

当前：第2版修改内容
撤销后：第1版内容

四、严格封装（最佳实践）

为了防止外部篡改备忘录，通常做法：

Memento 设为私有内部类
只暴露窄接口（空接口）给 Caretaker
只有 Originator 能访问宽接口

这样绝对安全，不会破坏封装。

五、优缺点

优点

不破坏封装实现备份/恢复
职责分离：原发器管业务，看管人管存储
可实现撤销、回滚、快照、重做
易于实现多版本管理

缺点

频繁备份会消耗大量内存
状态复杂时，备忘录管理成本高
某些语言难以保证备忘录不可篡改

六、应用场景

编辑器撤销（Ctrl+Z）
游戏存档/读档
事务回滚、订单取消
配置恢复、系统快照
虚拟机 checkpoint、容器快照

经典应用：

IDEA/Eclipse 撤销重做
Git commit（可理解为备忘录）
Spring StateMachine 状态保存
database transaction rollback

七、备忘录 VS 命令 VS 状态

备忘录：保存/恢复状态
命令：封装行为，支持撤销
状态：状态决定行为

八、总结

备忘录模式 = 快照 + 存档 + 恢复
核心：不破坏封装，安全备份状态
结构：Originator + Memento + Caretaker
是实现撤销、回滚、存档最标准的设计模式