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    備忘錄模式

    定義:在不破壞封裝性的前提下,捕獲一個對象的內部狀態,并在該對象之外保存這個狀態。這樣就可以將該對象恢復到原先保存的狀態

    類型:行為類

    類圖:

    http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern/images/memento-pattern-1.jpg" alt="memento-pattern" />

    我們在編程的時候,經常需要保存對象的中間狀態,當需要的時候,可以恢復到這個狀態。比如,我們使用Eclipse進行編程時,假如編寫失誤(例如不小心誤刪除了幾行代碼),我們希望返回刪除前的狀態,便可以使用Ctrl+Z來進行返回。這時我們便可以使用備忘錄模式來實現。

    備忘錄模式的結構

    • 發起人:記錄當前時刻的內部狀態,負責定義哪些屬于備份范圍的狀態,負責創建和恢復備忘錄數據。
    • 備忘錄:負責存儲發起人對象的內部狀態,在需要的時候提供發起人需要的內部狀態。
    • 管理角色:對備忘錄進行管理,保存和提供備忘錄。

    通用代碼實現

        class Originator {
            private String state = "";
    
            public String getState() {
                return state;
            }
            public void setState(String state) {
                this.state = state;
            }
            public Memento createMemento(){
                return new Memento(this.state);
            }
            public void restoreMemento(Memento memento){
                this.setState(memento.getState());
            }
        }
    
        class Memento {
            private String state = "";
            public Memento(String state){
                this.state = state;
            }
            public String getState() {
                return state;
            }
            public void setState(String state) {
                this.state = state;
            }
        }
        class Caretaker {
            private Memento memento;
            public Memento getMemento(){
                return memento;
            }
            public void setMemento(Memento memento){
                this.memento = memento;
            }
        }
        public class Client {
            public static void main(String[] args){
                Originator originator = new Originator();
                originator.setState("狀態1");
                System.out.println("初始狀態:"+originator.getState());
                Caretaker caretaker = new Caretaker();
                caretaker.setMemento(originator.createMemento());
                originator.setState("狀態2");
                System.out.println("改變后狀態:"+originator.getState());
                originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());
                System.out.println("恢復后狀態:"+originator.getState());
            }
        }

    代碼演示了一個單狀態單備份的例子,邏輯非常簡單:Originator類中的state變量需要備份,以便在需要的時候恢復;Memento類中,也有一個state變量,用來存儲Originator類中state變量的臨時狀態;而Caretaker類就是用來管理備忘錄類的,用來向備忘錄對象中寫入狀態或者取回狀態。


    多狀態多備份備忘錄

    通用代碼演示的例子中,Originator類只有一個state變量需要備份,而通常情況下,發起人角色通常是一個javaBean,對象中需要備份的變量不止一個,需要備份的狀態也不止一個,這就是多狀態多備份備忘錄。實現備忘錄的方法很多,備忘錄模式有很多變形和處理方式,像通用代碼那樣的方式一般不會用到,多數情況下的備忘錄模式,是多狀態多備份的。其實實現多狀態多備份也很簡單,最常用的方法是,我們在Memento中增加一個Map容器來存儲所有的狀態,在Caretaker類中同樣使用一個Map容器才存儲所有的備份。下面我們給出一個多狀態多備份的例子:

        class Originator {
            private String state1 = "";
            private String state2 = "";
            private String state3 = "";
    
            public String getState1() {
                return state1;
            }
            public void setState1(String state1) {
                this.state1 = state1;
            }
            public String getState2() {
                return state2;
            }
            public void setState2(String state2) {
                this.state2 = state2;
            }
            public String getState3() {
                return state3;
            }
            public void setState3(String state3) {
                this.state3 = state3;
            }
            public Memento createMemento(){
                return new Memento(BeanUtils.backupProp(this));
            }
    
            public void restoreMemento(Memento memento){
                BeanUtils.restoreProp(this, memento.getStateMap());
            }
            public String toString(){
                return "state1="+state1+"state2="+state2+"state3="+state3;
            }
        }
        class Memento {
            private Map stateMap;
    
            public Memento(Map map){
                this.stateMap = map;
            }
    
            public Map getStateMap() {
                return stateMap;
            }
    
            public void setStateMap(Map stateMap) {
                this.stateMap = stateMap;
            }
        }
        class BeanUtils {
            public static Map backupProp(Object bean){
                Map result = new HashMap();
                try{
                    BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass());
                    PropertyDescriptor[] descriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();
                    for(PropertyDescriptor des: descriptors){
                        String fieldName = des.getName();
                        Method getter = des.getReadMethod();
                        Object fieldValue = getter.invoke(bean, new Object[]{});
                        if(!fieldName.equalsIgnoreCase("class")){
                            result.put(fieldName, fieldValue);
                        }
                    }
    
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
                return result;
            }
    
            public static void restoreProp(Object bean, Map propMap){
                try {
                    BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass());
                    PropertyDescriptor[] descriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();
                    for(PropertyDescriptor des: descriptors){
                        String fieldName = des.getName();
                        if(propMap.containsKey(fieldName)){
                            Method setter = des.getWriteMethod();
                            setter.invoke(bean, new Object[]{propMap.get(fieldName)});
                        }
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        class Caretaker {
            private Map memMap = new HashMap();
            public Memento getMemento(String index){
                return memMap.get(index);
            }
    
            public void setMemento(String index, Memento memento){
                this.memMap.put(index, memento);
            }
        }
        class Client {
            public static void main(String[] args){
                Originator ori = new Originator();
                Caretaker caretaker = new Caretaker();
                ori.setState1("中國");
                ori.setState2("強盛");
                ori.setState3("繁榮");
                System.out.println("===初始化狀態===n"+ori);
    
                caretaker.setMemento("001",ori.createMemento());
                ori.setState1("軟件");
                ori.setState2("架構");
                ori.setState3("優秀");
                System.out.println("===修改后狀態===n"+ori);
    
                ori.restoreMemento(caretaker.getMemento("001"));
                System.out.println("===恢復后狀態===n"+ori);
            }
        }

    備忘錄模式的優缺點和適用場景

    備忘錄模式的優點有:

    • 當發起人角色中的狀態改變時,有可能這是個錯誤的改變,我們使用備忘錄模式就可以把這個錯誤的改變還原。
    • 備份的狀態是保存在發起人角色之外的,這樣,發起人角色就不需要對各個備份的狀態進行管理。

    備忘錄模式的缺點:

    • 在實際應用中,備忘錄模式都是多狀態和多備份的,發起人角色的狀態需要存儲到備忘錄對象中,對資源的消耗是比較嚴重的。

    如果有需要提供回滾操作的需求,使用備忘錄模式非常適合,比如jdbc的事務操作,文本編輯器的Ctrl+Z恢復等。

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