设计模式之备忘录
一、备忘录设计模式概念
备忘录模式（Memento） 是一种行为设计模式， 允许在不暴露对象实现细节的情况下保存和恢复对象之前的状态。
适用场景
- 当你需要创建对象状态快照来恢复其之前的状态时， 可以使用备忘录模式。
- 当直接访问对象的成员变量、 获取器或设置器将导致封装被突破时， 可以使用该模式。
备忘录设计模式的结构：
原发器 （Originator） 类可以生成自身状态的快照， 也可以在需要时通过快照恢复自身状态。
备忘录 （Memento） 是原发器状态快照的值对象 （value object）。 通常做法是将备忘录设为不可变的， 并通过构造函数一次性传递数据。
负责人 （Caretaker） 仅知道 “何时” 和 “为何” 捕捉原发器的状态， 以及何时恢复状态。
负责人通过保存备忘录栈来记录原发器的历史状态。 当原发器需要回溯历史状态时， 负责人将从栈中获取最顶部的备忘录， 并将其传递给原发器的恢复 （restoration） 方法。
在该实现方法中， 备忘录类将被嵌套在原发器中。 这样原发器就可访问备忘录的成员变量和方法， 即使这些方法被声明为私有。 另一方面， 负责人对于备忘录的成员变量和方法的访问权限非常有限： 它们只能在栈中保存备忘录， 而不能修改其状态。
代码如下：
问题：实现一个游戏的存档功能。希望在保存状态的同时可以不破坏类的封装。
解决方案：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象内部的状态，并在该对象之外保存这个状态。
这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>
#include <string>
//Memento
class Memento
{friend class Hero;
private:unsigned int m_state;std::string m_data;public:Memento(unsigned int state) :m_state(state) {std::time_t now = std::time(0);m_data = std::ctime(&now);}std::string getData(){return m_data;}
};//Originator
class Hero
{
private:unsigned int m_state;
public:Hero(unsigned int state):m_state(state){std::cout << "英雄:我的初始状态为：" << m_state << std::endl;}void fight(){std::cout << "英雄:战斗中..." << std::endl;m_state -= std::rand() % 20;std::cout << "英雄:战斗后状态为：" << m_state << std::endl;}Memento* save(){return new Memento(m_state);}void restore(Memento* memento){m_state = memento->m_state;std::cout << "英雄:恢复状态为：" << m_state << std::endl;}
};//Caretaker
class Caretaker
{
private:Hero* hero;std::vector<Memento*> m_mementos;
public:Caretaker(Hero* hero){this->hero = hero;}~Caretaker(){for (auto m : m_mementos){delete m;}}void backup(){std::cout << "管理者：正在保存英雄状态..." << std::endl;m_mementos.push_back(hero->save());}void undo(){if (!m_mementos.size() > 0){return;}Memento* memento = m_mementos.back();m_mementos.pop_back();std::cout << "管理者：正在恢复英雄状态..." <<memento->getData()<< std::endl;hero->restore(memento);delete memento;}
};
int main()
{std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(NULL)));Hero* hero=new Hero(100);Caretaker* caretaker=new Caretaker(hero);caretaker->backup();hero->fight();hero->fight();caretaker->backup();hero->fight();caretaker->undo();delete hero;delete caretaker;
}
二、与其他模式的关系
- 你可以同时使用命令模式 (opens new window)和备忘录模式 (opens new window)来实现 “撤销”。 在这种情况下， 命令用于对目标对象执行各种不同的操作， 备忘录用来保存一条命令执行前该对象的状态。
- 你可以同时使用备忘录 (opens new window)和迭代器模式 (opens new window)来获取当前迭代器的状态， 并且在需要的时候进行回滚。
- 有时候原型模式 (opens new window)可以作为备忘录 (opens new window)的一个简化版本， 其条件是你需要在历史记录中存储的对象的状态比较简单， 不需要链接其他外部资源， 或者链接可以方便地重建。