详解Java设计模式之备忘录模式的使用

网友投稿 166 2023-07-21


详解Java设计模式之备忘录模式的使用

定义与结构

备忘录(Memento)模式又称标记(Token)模式。GOF给备忘录模式的定义为: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。

在讲命令模式的时候,我们曾经提到利用中间的命令角色可以实现undo、redo的功能。从定义可以看出备忘录模式是专门来存放对象历史状http://态的,这对于很好的实现undo、redo功能有很大的帮助。所以在命令模式中undo、redo功能可以配合备忘录模式来实现。

其实单就实现保存一个对象在某一时刻的状态的功能,还是很简单的——将对象中要保存的属性放到一个专门管理备份的对象中,需要的时候则调用约定好的方法将备http://份的属性放回到原来的对象中去。但是你要好好看看为了能让你的备份对象访问到原对象中的属性,是否意味着你就要全部公开或者包内公开对象原本私有的属性呢?如果你的做法已经破坏了封装,那么就要考虑重构一下了。

备忘录模式只是GOF对“恢复对象某时的原有状态”这一问题提出的通用方案。因此在如何保持封装性上——由于受到语言特性等因素的影响,备忘录模式并没有详细描述,只是基于C++阐述了思路。

1) 备忘录(Memento)角色:备忘录角色存储“备忘发起角色”的内部状态。“备忘发起角色”根据需要决定备忘录角色存储“备忘发起角色”的哪些内部状态。为了防止“备忘发起角色”以外的其他对象访问备忘录。备忘录实际上有两个接口,“备忘录管理者角色”只能看到备忘录提供的窄接口——对于备忘录角色中存放的属性是不可见的。“备忘发起角色”则能够看到一个宽接口——能够得到自己放入备忘录角色中属性。

2) 备忘发起(Originator)角色:“备忘发起角色”创建一个备忘录,用以记录当前时刻它的内部状态。在需要时使用备忘录恢复内部状态。

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

备忘录模式的类图真是再简单不过了:

通用代码实现

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("状态1");

System.out.println("初始状态:"+originator.getState());

Caretaker caretaker = new Caretaker();

caretaker.setMemento(originator.createMemento());

originator.setState("状态2");

System.out.println("改变后状态:"+originator.getState());

originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());

System.out.println("恢复后状态:"+originator.getState());

}

}

代码演示了一个单状态单备份的例子,逻辑非常简单:Originator类中的state变量需要备份,以便在需要的时候恢复;Memento类中,也有一个state变量,用来存储Originator类中state变量的临时状态;而Caretaker类就是用来管理备忘录类的,用来向备忘录对象中写入状态或者取回状态。

多状态多备份备忘录

       通用代码演示的例子中,Originator类只有一个state变量需要备份,而通常情况下,发起人角色通常是一个javaBean,对象中需要备份的变量不止一个,需要备份的状态也不止一个,这就是多状态多备份备忘录。实现备忘录的方法很多,备忘录模式有很多变形和处理方式,像通用代码那样的方式一般不会用到,多数情况下的备忘录模式,是多状态多备份的。其实实现多状态多备份也很简单,最常用的方法是,我们在Memento中增加一个Map容器来存储所有的状态,在Caretaker类中同样使用一个Map容器才存储所有的备份。下面我们给出一个多状态多备份的例子:

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 gehttp://tStateMap() {

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 gethttp://Memento(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("中国");

ori.setState2("强盛");

ori.setState3("繁荣");

System.out.println("===初始化状态===\n"+ori);

caretaker.setMemento("001",ori.createMemento());

ori.setState1("软件");

ori.setState2("架构");

ori.setState3("优秀");

System.out.println("===修改后状态===\n"+ori);

ori.restoreMemento(caretaker.getMemento("001"));

System.out.println("===恢复后状态===\n"+ori);

}

}

备忘录模式的优缺点和适用场景

备忘录模式的优点有:

当发起人角色中的状态改变时,有可能这是个错误的改变,我们使用备忘录模式就可以把这个错误的改变还原。

备份的状态是保存在发起人角色之外的,这样,发起人角色就不需要对各个备份的状态进行管理。

备忘录模式的缺点:

在实际应用中,备忘录模式都是多状态和多备份的,发起人角色的状态需要存储到备忘录对象中,对资源的消耗是比较严重的。

如果有需要提供回滚操作的需求,使用备忘录模式非常适合,比如jdbc的事务操作,文本编辑器的Ctrl+Z恢复等。


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