备忘录模式定义

备忘录模式（Memento Pattern）确保在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样可以在以后将对象恢复到原先保存的状态。

备忘录模式有两个目标：

储存系统关键对象的重要状态；
维护关键对象的封装。

单一职责原则告诉我们，设计时不要把保持状态的工作和关键对象混在一起。这个专门掌握状态的对象，就称为备忘录。

备忘录模式提供了一种状态恢复的实现机制，使得用户可以方便地回到一个特定的历史步骤，当新的状态无效或者存在问题时，可以使用存储起来的备忘录将状态复原，当前很多软件都提供了Undo（撤销）操作功能，就使用了备忘录模式。

备忘录模式结构图

图中：

Originator表示原发器，它创建备忘录并存储其当前内部状态，还可使用备忘录来恢复内部状态；
Memento表示备忘录，它存储原发器的内部状态，并根据原发器来决定保存哪些内部状态，同时它还通过一些机制来防止原发器以外的其他对象访问备忘录，理想情况是只允许原发器访问本备忘录的内部状态；
Caretaker表示负责人，它负责保存好备忘录，但不能对备忘录的内容进行操作或检查。

备忘录模式实例——游戏恢复点设置

实例说明

某模拟战争游戏为了给玩家提供更好的用户体验，在游戏过程中可以设置一个恢复点，记录当前游戏场景，如果在后续游戏中玩家角色“不幸牺牲”，可以返回到先前场景，从所设恢复点开始重新游戏。现使用备忘录模式设计该功能，绘制类图并编程实现。

实例类图

实例类图中与备忘录模式结构图对应的类主要有：

GameScene充当原发器角色，它是待保存历史状态的类；
SceneMemento充当备忘录角色，它存储了GameScene的历史状态；
Caretaker充当负责人角色，它用于管理备忘录。

实例代码

GameScene.java:

package memo;

//游戏场景类：原发器
public class GameScene
{
	private String scene;
	private int lifeValue;
	public void setScene(String scene) 
	{
		this.scene = scene; 
	}
	public void setLifeValue(int lifeValue) 
	{
		this.lifeValue = lifeValue; 
	}
	public String getScene() 
	{
		return (this.scene); 
	}
	public int getLifeValue() 
	{
		return (this.lifeValue); 
	}
	public void restore(SceneMemento m)
	{
		this.scene = m.getScene();
		this.lifeValue = m.getLifeValue();
	}
	public SceneMemento save()
	{
		return new SceneMemento(this.scene,this.lifeValue);
	}
	public void display()
	{
		System.out.print("当前游戏场景为：" + this.scene + "，");
		System.out.println("您还有" + this.lifeValue + "条命！");
	}
}

SceneMemento.java:

package memo;

//场景备忘录：备忘录
public class SceneMemento
{
	private String scene;
	private int lifeValue;
	SceneMemento(String scene,int lifeValue)
	{
		this.scene = scene;
		this.lifeValue = lifeValue;
	}
	void setScene(String scene) 
	{
		this.scene = scene; 
	}
	void setLifeValue(int lifeValue) 
	{
		this.lifeValue = lifeValue; 
	}
	String getScene() 
	{
		return (this.scene); 
	}
	int getLifeValue() 
	{
		return (this.lifeValue); 
	}
}

Caretaker.java:

package user;
import memo.*;

//负责人
public class Caretaker
{
	private SceneMemento memento;
	public SceneMemento getSceneMemento()
	{
		return this.memento;
	}
	public void setSceneMemento(SceneMemento memento)
	{
		this.memento = memento;
	}
}

Client.java:

package user;
import memo.*;

//客户端测试类
class Client
{
	public static void main(String args[])
	{
		GameScene scene = new GameScene();
		Caretaker ct = new Caretaker();
		scene.setScene("无名湖");
		scene.setLifeValue(3);
		System.out.println("原始状态：");
		scene.display();
		ct.setSceneMemento(scene.save());
		System.out.println("--------------------------------");
		
		scene.setScene("魔鬼洞");
		scene.setLifeValue(0);
		System.out.println("牺牲状态：");
		scene.display();
		System.out.println("--------------------------------");
		
		scene.restore(ct.getSceneMemento());
		System.out.println("恢复到原始状态：");
		scene.display();
		System.out.println("--------------------------------");		
	}
}

运行结果

附加描述

在本实例中，原发器GameScene在调用save()方法后将产生一个备忘录对象，该备忘录对象将保存在Caretaker中，原发器需要恢复状态时再将其从Caretaker中取出，可以通过调用restore()方法来获取存储在备忘录中的状态信息。

在真实开发中，除了原发器可以创建备忘录并给备忘录赋值外，其他对象不应该直接调用备忘录中的方法，也不能创建备忘录。在Java语言中，通常将Memento类与Originator类定义在同一个package包中来实现封装，可使用默认访问标识符来定义Memento类，使其包内可见，只有Originator类可以对它进行访问，限制其他类对Memento的访问。

小默的博客

设计模式学习（五）——备忘录模式