1、概述
备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，它允许你捕获对象的内部状态，并在需要时恢复该状态，而无需暴露该对象的实现细节。所谓备忘录模式就是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，以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。
发起人（Originator）
角色定义：记录当前时刻的内部状态，并可以恢复到一个先前状态（即它之前保存至备忘录的状态）。
主要责任：
创建一个备忘录对象，用于记录当前时刻的内部状态。
使用备忘录对象来恢复内部状态。
关注点：关注内部状态的保存与恢复，但不需要关心备忘录对象的具体存储和管理。
管理者（Caretaker）
角色定义：负责保存备忘录对象，并且在需要的时候提供备忘录对象给发起人。
主要责任：
在发起人请求时提供备忘录对象给发起人保存其当前状态。
在发起人需要时，提供之前保存的备忘录对象以恢复状态。
关注点：关注备忘录对象的存储和提供，但不关心备忘录对象的具体内容。
备忘录（Memento）
角色定义：负责存储发起人对象的内部状态，并且可以防止发起人以外的其他对象访问备忘录的内容。
主要责任：
存储发起人对象的内部状态。
提供一种方式来恢复发起人对象的内部状态。
关注点：关注状态的存储和恢复，同时保护这些状态不被未授权的对象访问。
2、优缺点
主要作用
备忘录模式的主要作用是在不破坏对象封装性的前提下，保存对象的某个状态，以便在未来某个时刻恢复该对象到此状态。
优点
状态恢复能力：备忘录模式允许对象在不破坏封装性的前提下保存其内部状态，并在需要时恢复到这些状态。这种能力特别适用于那些需要频繁回退或撤销操作的应用场景，比如文本编辑器、游戏等。通过保存和恢复状态，用户可以轻松地撤销之前的操作，提高了用户体验。
封装性保护：备忘录模式通过引入备忘录对象来保存状态信息，而不需要暴露发起人的内部细节。这使得发起人对象可以保持其封装性，不会被外部对象直接访问和修改其内部状态。这有助于保护对象的状态安全，防止意外修改或破坏。
降低耦合度：在备忘录模式中，发起人对象和管理者对象之间的耦合度较低。发起人对象只需要提供创建备忘录和恢复状态的方法，而不需要关心备忘录的具体存储和管理。管理者对象负责保存和提供备忘录对象，但不需要了解发起人对象的内部实现。这种松耦合的设计使得代码更加灵活和可维护。
支持多次恢复：通过保存多个不同时刻的备忘录对象，备忘录模式支持对象恢复到不同的历史状态。这使得应用可以更加灵活地处理用户操作，提供更加丰富的功能和体验。
缺点
资源消耗：当发起人角色的状态需要完整地存储到备忘录对象中时，如果状态信息复杂或庞大，将会占用大量的存储空间。这可能导致在资源有限的环境中，如移动设备或嵌入式系统，出现性能问题或存储限制。
管理复杂性：备忘录模式引入了一个新的角色——管理者，用于保存和提供备忘录对象。这增加了系统的复杂性，特别是在大型系统中，需要额外管理备忘录对象的存储、检索和过期等问题。
状态同步问题：如果发起人对象的状态在多个地方被修改，而备忘录对象没有及时更新，那么恢复状态可能会导致数据不一致或冲突。因此，需要确保备忘录对象的更新与发起人对象的状态变化保持同步，这增加了开发的复杂性和潜在的错误风险。
撤销操作的局限性：备忘录模式主要关注状态的保存和恢复，但对于复杂的撤销操作（如跨多个对象的撤销或条件性撤销）可能不够灵活。在某些情况下，可能需要结合其他设计模式或机制来实现更高级的撤销功能。
3、实现方式
import java.io.Serializable;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
WebBrowser browser = new WebBrowser("https://www.baidu.com");
// 模拟用户访问几个页面
browser.loadUrl("https://www.qq.com");
browser.loadUrl("https://www.sina.com.cn");
// 模拟用户点击后退按钮
browser.goBack();
// 显示当前页面的URL，应该是用户之前访问的页面
System.out.println("Current URL after going back: " + browser.getCurrentUrl());
// 应该输出 "https://www.google.com"
}
}
interface Memento {
String getUrl();
// 可以添加其他状态信息，比如页面标题、滚动位置等
}
class BrowserHistoryMemento implements Memento, Serializable {
private String url;
public BrowserHistoryMemento(String url) {
this.url = url;
}
@Override
public String getUrl() {
return url;
}
// 省略其他可能的状态信息
}
interface Originator {
Memento createMemento();
void setMemento(Memento memento);
// 其他浏览器功能的方法，如加载页面等
}
class WebBrowser implements Originator {
private String currentUrl;
private Deque<Memento> historyStack = new LinkedList<>();
public WebBrowser(String initialUrl) {
this.currentUrl = initialUrl;
}
@Override
public Memento createMemento() {
return new BrowserHistoryMemento(currentUrl);
}
@Override
public void setMemento(Memento memento) {
if (memento != null && memento instanceof BrowserHistoryMemento) {
BrowserHistoryMemento browserHistoryMemento = (BrowserHistoryMemento) memento;
this.currentUrl = browserHistoryMemento.getUrl();
}
}
public void loadUrl(String url) {
this.currentUrl = url;
// 在访问新页面之前，先将当前页面的状态压入历史栈
historyStack.push(createMemento());
}
public void goBack() {
if (!historyStack.isEmpty()) {
// 从历史栈中弹出最后一个状态，并获取上一个值
historyStack.pop();
setMemento(historyStack.getLast());
}
}
// 获取当前URL的方法，用于显示或其他操作
public String getCurrentUrl() {
return currentUrl;
}
}
4、应用场景
主要包括以下几个方面
撤销操作：在需要支持撤销功能的系统中，如文本编辑、绘图工具等，使用备忘录模式可以方便地保存历史状态，实现撤销功能。
状态恢复：对于需要记录并恢复对象历史状态的场景，如游戏存档、业务流程管理等，备忘录模式能够确保状态的完整性和可恢复性。
资源管理：在某些需要管理资源状态的场景中，可以使用备忘录模式来保存和恢复资源状态。例如，在操作系统中，资源管理器可能需要保存当前资源分配状态，以便在需要时能够恢复到之前的状态，确保系统的稳定性和可靠性。
事务处理：在数据库或分布式系统中，利用备忘录模式可以在事务失败时回滚到之前的状态，保证数据的一致性和完整性。
实际应用
文本编辑器中的撤销功能：在编写文档时，用户经常需要撤销之前的输入或删除操作。通过备忘录模式，编辑器可以保存用户的每一步操作，当用户选择撤销时，可以恢复到之前的状态。
游戏中的存档和读档功能：玩家在进行游戏时，可能会希望随时保存当前的游戏进度，以便在之后能够继续游戏。通过备忘录模式，游戏可以保存玩家的状态和游戏进度，并在玩家需要时恢复这些状态。
浏览器中的后退功能：当用户在浏览网页时，可能会通过点击链接跳转到其他页面。浏览器使用备忘录模式来保存用户的浏览历史，当用户点击后退按钮时，可以恢复到之前浏览的页面。
数据库事务处理：在进行数据库操作时，一系列操作可能需要作为一个整体来执行。如果其中某个操作失败，整个事务都应该回滚到操作之前的状态。通过使用备忘录模式，可以保存事务开始时的状态，并在需要时回滚到该状态。
软件中的“撤销”操作：许多软件都提供了撤销功能，允许用户撤销之前的操作。这些软件使用备忘录模式来记录用户的每一步操作，以便在用户选择撤销时能够恢复到之前的状态。