Java设计模式之备忘录模式使用详解
作者:程序猿进阶
前言
备忘录模式(Memento Pattern): 保存对象的某个状态,以便在未来需要的时候进行数据的恢复。相当容易理解,举个简单的例子:Word 软件在编辑时按 Ctrl+Z 组合键时能撤销当前操作,使文档恢复到之前的状态;
一、备忘录模式的基本介绍
【1】备忘录模式(Memento Pattern): 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。
【2】现实生活中备忘录是用来记录某些要去做的事情,或者是记录已经达成共同意见的事情,以防忘记。而在软件层面,备忘录模式有着相同的含义,备忘录对象主要用来记录一个对象的某种状态,或者某些数据,当要做回退时,可以从备忘录对象里获取原来的数据进行恢复操作。
【3】备忘录模式属于行为型模式。
【4】实现了信息的封装,使得用户不需要关心状态和保存细节。符合 “单一职责原则” 。
【5】为了节约内存,备忘录模式可以和原型模式配合使用。
二、备忘录模式的结构与类图
忘录模式的核心是设计备忘录类以及用于管理备忘录的管理者类,备忘录模式的主要角色如下:
【1】发起人(Originator)角色: 记录当前对象的内部状态信息,提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能,实现其他业务功能,它可以访问备忘录里的所有信息。
【2】备忘录(Memetor)角色: 负责存储发起人对象的内部状态,在需要的时候提供这些内部状态给发起人。
【3】管理者(Caretaker)角色: 对备忘录进行管理,提供保存与获取备忘录的功能,但其不能对备忘录的内容进行访问与修改。
三、备忘录模式案例分析
我们使用备忘录模式写一个学校 100 米考试的案例:5 人一组,进行分组测试。我们需要备份的对象是,一组学生的成绩。
【1】发起人(Originator)角色: 发起人需要依赖备忘录类,对自己每次记录的成绩进行备份 createMemento 。同时需要提供一个还原方法 getOriginalFromMemento 将需要的备份类作为参数传递进来,并将结果赋值给目标类。
//100 米 测试 5人一组 ,这是个人所花费的时间,我们使用备忘录的方式实现一下。 public class Original { //姓名 private String name; //时间 private int timestamp; public Memento createMemento() { return new Memento(name, timestamp); } //获取目标对象 通过排名 public void getOriginalFromMemento(Memento memento) { name = memento.getName(); timestamp = memento.getTimestamp(); } public int getTimestamp() { return timestamp; } public void setTimestamp(int timestamp) { this.timestamp = timestamp; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "Original [name=" + name + ", timestamp=" + timestamp + "]"; } }
【2】备忘录(Memetor)角色: 提供一些目标对象需要备份的属性,通过构造器进行属性传递。
public class Memento { //姓名 private String name; //时间 private int timestamp; //构造器 public Memento(String name, int timestamp) { super(); this.name = name; this.timestamp = timestamp; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getTimestamp() { return timestamp; } public void setTimestamp(int timestamp) { this.timestamp = timestamp; } }
【3】管理者(Caretaker)角色: 创建一个存储备忘录对象的集合 <Map、List、Set>
等,同时创建添加、获取、清空等方法。
public class Caretaker { //排名 private int index = 1; //用于顺序存储 参加测试的 十名同学的成绩 Map<Integer, Memento> mementos = new HashMap<Integer, Memento>(); //提供一个 add 方法 public void add(Memento m) { mementos.put(index, m); index += 1; } //获取备份类 public Memento get(int key) { return mementos.get(key); } //归位 public void remove() { mementos.clear(); } }
【4】客户端(Client)角色: 首先将顺序按的前五名同学的成绩及姓名,通过集合 Map 按照名次存储。五名同学测试完成后,通过目标类的 getOriginalFromMemento 方法,根据名次获取同学的成绩,并记录在成绩花名册中。最后,清空记录下一组。
public class Client { public static void main(String[] args) { //创建 目标类 Original original = new Original(); //管理类 Caretaker managerMemento = new Caretaker(); //记录成绩 recordResults(original,managerMemento); //获取第一名的成绩 System.out.println("恢复前目标类的记录值"+original.toString()); //从集合中获取第一名的值 Memento memento1 = managerMemento.get(1); //调用目标类的还原方法 original.getOriginalFromMemento(memento1); System.out.println("恢复第一名的成绩信息:"+original.toString()); //从集合中获取第三名的值 Memento memento3 = managerMemento.get(3); //调用目标类的还原方法 original.getOriginalFromMemento(memento3); System.out.println("恢复第三名的成绩信息:"+original.toString()); //清空记录下一组 managerMemento.remove(); } private static void recordResults(Original original,Caretaker managerMemento) { //第一名学生成绩 original.setName("张三"); original.setTimestamp(2330); //创建一个备份类 Memento memento1 = original.createMemento(); //备份类存入 管理类中 managerMemento.add(memento1); //第二名学生成绩 original.setName("李四"); original.setTimestamp(2550); //创建一个备份类 Memento memento2 = original.createMemento(); //备份类存入 管理类中 managerMemento.add(memento2); //第三名学生成绩 original.setName("王五"); original.setTimestamp(2560); //创建一个备份类 Memento memento3 = original.createMemento(); //备份类存入 管理类中 managerMemento.add(memento3); } }
【5】结果展示: 备份者模式思想相对简单,主要查看细节上的实现。备份类相对简单,就一个普通类。但是目标类,提供了存储原始对象和获取原始对象的方法,是备份者模式的精华所在。
恢复目标类的记录值Original [name=王五, timestamp=2560]
恢复第一名的成绩信息:Original [name=张三, timestamp=2330]
恢复第三名的成绩信息:Original [name=王五, timestamp=2560]
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