鍍金池/ 教程/ Java/ 備忘錄模式
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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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