备忘录模式 - 设计模式学习

　　备忘录模式(Memento)：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。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。

　　以下给出备忘录模式的UML图：

　　　　


　　Originator(发起人):负责创建一个备忘录Memento，用以记录当前时刻它的内部状态，并可使用备忘录恢复内部状态。Originator可根据需要决定Memento存储Originator的哪些内部状态。

　　Memento(备忘录):负责存储Originnator对象的内部状态，并可防止Originator以外的其他对象访问备忘录Memento，备忘录有两个接口，Caretaker只能看到备忘录的窄接口，它只能将备忘录传递给其他对象。

　　Caretaker(管理者):负责保存好备忘录Memento，不能对备忘录的内容进行操作或检查。

　　以下给出备忘录模式的基本代码结构：

namespace ConsoleApplication1
{
class Originator
{
private string state;
public string State             //需要保存的属性，可能有多个
{
get { return state; }
set { state = value; }
}

public Memento CreateMemento()  //创建备忘录，将当前需要保存的信息导入并实例化出一个Memento对象
{
return (new Memento(state));
}

public void SetMemento(Memento memento)
{
state = memento.State;      //恢复备忘录，将Memento导入并将相关数据恢复
}

public void Show()
{
Console.WriteLine("State=" + state);    //显示数据
}
}

//备忘录
class Memento
{
private string state;

public Memento(string state)    //构造方法，将相关数据导入
{
this.state = state;
}

public string State     //需要保存的数据属性，可以是多个
{
get { return state; }
}
}

//管理者(Caretaker)类
class Caretaker
{
private Memento memento;

public Memento Memento      //得到或设置备忘录
{
get { return memento; }
set { memento = value; }
}
}

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Originator o = new Originator();    //Originator初始状态，状态属性为"On"
o.State = "On";
o.Show();

Caretaker c = new Caretaker();      //保存状态时，由于有了很好的封装，可以隐藏Originator
c.Memento = o.CreateMemento();

o.State = "Off";        //Originator改变了状态属性为"Off"
o.Show();

o.SetMemento(c.Memento);    //恢复原初始状态
o.Show();

Console.ReadKey();
}
}
}

　　Memento模式比较适用于功能比较复杂的，但需要维护或记录属性历史的类，或者需要保存的属性只是众多属性中的一小部分时，Originator可以根据保存的Memento信息还原到前一状态。如果在某个系统中使用命令模式时，需要实现命令的撤销功能，那么命令模式可以使用备忘录模式来存储可撤销操作的状态。

　　当角色的状态改变的时候，有可能这个状态无效，这时候就可以使用暂时存储起来的备忘录将状态复原。

　　回到《大话设计模式》中保存游戏进度的例子：

　　这是未使用备忘录模式的代码，注释中注明其缺点。

namespace ConsoleApplication1
{
class GameRole
{
//生命力
private int vit;
public int Vitality
{
get { return vit; }
set { vit = value; }
}

//攻击力
private int atk;
public int Attack
{
get { return atk; }
set { atk = value; }
}

//防御力
private int def;
public int Defense
{
get { return def; }
set { def = value; }
}

//状态显示
public void StateDisplay()
{
Console.WriteLine("角色当前状态：");
Console.WriteLine("体力：{0}",this.vit);
Console.WriteLine("攻击力{0}",this.atk);
Console.WriteLine("防御力{0}",this.def);
Console.WriteLine("");
}

//获得初始状态
public void GetInitState()
{
this.vit = 100;
this.atk = 100;
this.def = 100;
}

//战斗
public void Fight()
{
this.vit = 0;
this.atk = 0;
this.def = 0;
}
}

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//大战Boss前
GameRole lixiaoyao = new GameRole();
lixiaoyao.GetInitState();   //大战Boss前，获得初始角色状态
lixiaoyao.StateDisplay();

//保存进度
GameRole backup = new GameRole();
backup.Vitality = lixiaoyao.Vitality;　　//缺点：向客户端暴露了实现细节
backup.Attack = lixiaoyao.Attack;
backup.Defense = lixiaoyao.Defense;

//大战Boss时，拉柴了
lixiaoyao.Fight();
lixiaoyao.StateDisplay();

//恢复之前状态
lixiaoyao.Vitality = backup.Vitality;
lixiaoyao.Attack = backup.Attack;
lixiaoyao.Defense = backup.Defense;

lixiaoyao.StateDisplay();

Console.ReadKey();
}
}
}

　　下面来看看使用了备忘录模式的代码：

namespace ConsoleApplication1
{
class GameRole
{
//生命力
private int vit;
public int Vitality
{
get { return vit; }
set { vit = value; }
}

//攻击力
private int atk;
public int Attack
{
get { return atk; }
set { atk = value; }
}

//防御力
private int def;
public int Defense
{
get { return def; }
set { def = value; }
}

//状态显示
public void StateDisplay()
{
Console.WriteLine("角色当前状态：");
Console.WriteLine("体力：{0}",this.vit);
Console.WriteLine("攻击力{0}",this.atk);
Console.WriteLine("防御力{0}",this.def);
Console.WriteLine("");
}

//获得初始状态
public void GetInitState()
{
this.vit = 100;
this.atk = 100;
this.def = 100;
}

//战斗
public void Fight()
{
this.vit = 0;
this.atk = 0;
this.def = 0;
}

//保存角色状态
public RoleStateMemento SaveState()
{
return (new RoleStateMemento(vit, atk, def));
}

//恢复角色状态
public void RecoveryState(RoleStateMemento memento)
{
this.vit = memento.Vitality;
this.atk = memento.Attack;
this.def = memento.Defense;
}
}

class RoleStateMemento
{
private int vit;
private int atk;
private int def;

public RoleStateMemento(int vit, int atk, int def)
{
this.vit = vit;
this.atk = atk;
this.def = def;
}

//生命力
public int Vitality
{
get { return vit; }
set { vit = value; }
}

//攻击力
public int Attack
{
get { return atk; }
set { atk = value; }
}

public int Defense
{
get { return def; }
set { def = value; }
}
}

//角色状态管理者类
class RoleStateCaretaker
{
private RoleStateMemento memento;

public RoleStateMemento Memento
{
get { return memento; }
set { memento = value; }
}
}

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//大战Boss前
GameRole lixiaoyao = new GameRole();
lixiaoyao.GetInitState();   //游戏角色初始状态，三种指标数据均是100
lixiaoyao.StateDisplay();

//保存进度
RoleStateCaretaker stateAdmin = new RoleStateCaretaker();   //保存游戏进度，由于封装在Memento中，因此我们并不知道保存了哪些具体的角色数据
stateAdmin.Memento = lixiaoyao.SaveState();

//大战Boss时，拉柴了
lixiaoyao.Fight();
lixiaoyao.StateDisplay();

//恢复之前状态
lixiaoyao.RecoveryState(stateAdmin.Memento);
lixiaoyao.StateDisplay();

lixiaoyao.StateDisplay();

Console.ReadKey();
}
}
}

　　个人感觉，虽然在客户端隐藏了具体细节，但是好像那三个属性有了重复代码。

　　要注意备忘录模式的缺点，就是当角色状态需要完整存储到备忘录对象中，如果状态数据很大很多，那么在资源消耗上，备忘录对象会非常消耗内存。