Memento模式详解--设计模式（16）

Posted 2020-08-02 老樊Lu码

Memento模式来源：

       我们在进行软件系统的设计时候是要给用户后悔的权利（实际上可能也是用户要求的权利），我们对一些关键性的操作肯定需要提供诸如撤销（Undo）的操作。那这个后悔药就是Memento模式提供的。

Memento模式作用：

      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。

Memento模式UML结构图如图1所示：

                     

Memento模式构成：

      Originator：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:负责存储Originator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。Originator能够看到一个宽接口，允许它访问返回到先前状态所需的所有数据。

      Caretaker：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。

Memento模式代码示例：

Memento.h

#ifndef _MEMENTO_H_
#define _MEMENTO_H_
#include <string>

using namespace std;

//负责存储Originator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。Originator能够看到一个宽接口，允许它访问返回到先前状态所需的所有数据。
class Memento
{
private:
    //将Originator为friend类，可以访问内部信息，但是其他类不能访问
    friend class Originator;
    Memento(const string& state);
    ~Memento();
    void SetState(const string& state);
    string GetState();
    string _state;
};

//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
class Originator
{
public:
    Originator();
    Originator(const string& state);
    ~Originator();
    void RestoreToMemento(Memento* pMemento);
    Memento* CreateMemento();
    void SetState(const string& state);
    string GetState();
    void show();
protected:
private:
    string _state;
};

//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
class Caretaker
{
public:
    Caretaker();
    ~Caretaker();
    void SetMemento(Memento*);
    Memento* GetMemento();
private:
    Memento* _memento;
};

#endif</span>

Memento.cpp

#include "Memento.h"
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

Memento::Memento(const string& state)
{
    this->_state = state;
}

Memento::~Memento()
{}

string Memento::GetState()
{
    return this->_state;
}

void Memento::SetState(const string& state)
{
    this->_state = state;
}

Originator::Originator()
{}

Originator::Originator(const string& state)
{
    this->_state = state;
}

Originator::~Originator()
{}

string Originator::GetState()
{
    return this->_state;
}

void Originator::show()
{
    cout << this->_state << endl;
}

void Originator::SetState(const string& state)
{
    this->_state = state;
}

Memento* Originator::CreateMemento()
{
    return new Memento(this->_state);
}

void Originator::RestoreToMemento(Memento* pMemento)
{
    this->_state = pMemento->GetState();
}

Caretaker::Caretaker()
{}

Caretaker::~Caretaker()
{}

Memento* Caretaker::GetMemento()
{
    return this->_memento;
}

void Caretaker::SetMemento(Memento* pMemento)
{
    this->_memento = pMemento;
}</span>

Main.cpp

#include "Memento.h"

int main()
{
    //初始化对象，状态为“Old”
    Originator* o = new Originator("Old");
    o->show();

    //建立并保存Memento
    Caretaker* pTaker = new Caretaker();
    pTaker->SetMemento(o->CreateMemento());

    //改变状态
    o->SetState("New");
    o->show();

    //恢复状态
    o->RestoreToMemento(pTaker->GetMemento());
    o->show();

    return 0;
}</span>

Memento模式的适用性：

(1).Memento模式比较适用于功能比较复杂的，但需要维护或记录历史属性的类，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。

Memento模式的优缺点：

优点：

(1).当发起人角色的状态有改变时，有可能是个错误的改变，我们使用备忘录模式就可以把这个错误改变还原。

(2).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。

缺点：

(1).如果备份的对象存在大量的信息或者创建、恢复操作非常频繁，则可能造成很大的性能开销。
     Memento模式的使用总结：Memento模式的关键就是要在不破坏封装行的前提下，捕获并保存一个类的内部状态，这样就可以利用该保存的状态实施恢复操作。为了达到这个目标，可以在后面的实现中看到我们采取了一定语言支持的技术

      Memento模式的关键就是friend class Originator;我们可以看到，Memento的接口都声明为private，而将Originator声明为Memento的友元类。我们将Originator的状态保存在Memento类中，而将Memento接口private起来，也就达到了封装的功效。

      在Originator类中我们提供了方法让用户后悔：RestoreToMemento(Memento* mt)；我们可以通过这个接口让用户后悔。在示例程序中，我们演示了这一点：Originator的状态由old变为new最后又回到了old。