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备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为设计模式，允许在不破坏封装的情况下捕获和恢复对象的内部状态。它主要用于实现撤销操作。

在软件开发中，有时需要记录对象的内部状态，以便在需要时恢复到某个先前的状态。例如，文本编辑器的撤销功能就是一个典型的应用场景。备忘录模式通过将对象的状态保存在备忘录对象中，从而实现状态的保存和恢复。

一，备忘录模式的结构

备忘录模式涉及三个主要角色：

1. Originator（发起人）：创建一个包含其当前内部状态的备忘录，并使用备忘录恢复其内部状态。
2. Memento（备忘录）：存储发起人的内部状态，并防止其他对象访问备忘录。备忘录有两个接口：一个是提供给发起人以外的对象的窄接口，另一个是仅提供给发起人的宽接口。
3. Caretaker（管理者）：负责保存备忘录，但不能对备忘录的内容进行操作或检查。

uml类图：

二，备忘录模式的实现

以下是一个简单的备忘录模式实现示例：

// Memento class
public class Memento {private String state;public Memento(String state) {this.state = state;}public String getState() {return state;}
}// Originator class
public class Originator {private String state;public void setState(String state) {this.state = state;}public String getState() {return state;}public Memento saveStateToMemento() {return new Memento(state);}public void getStateFromMemento(Memento memento) {state = memento.getState();}
}// Caretaker class
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class Caretaker {private List<Memento> mementoList = new ArrayList<>();public void add(Memento state) {mementoList.add(state);}public Memento get(int index) {return mementoList.get(index);}
}// Demo class
public class MementoPatternDemo {public static void main(String[] args) {Originator originator = new Originator();Caretaker caretaker = new Caretaker();originator.setState("State #1");originator.setState("State #2");caretaker.add(originator.saveStateToMemento());originator.setState("State #3");caretaker.add(originator.saveStateToMemento());originator.setState("State #4");System.out.println("Current State: " + originator.getState());originator.getStateFromMemento(caretaker.get(0));System.out.println("First saved State: " + originator.getState());originator.getStateFromMemento(caretaker.get(1));System.out.println("Second saved State: " + originator.getState());}
}

三，备忘录模式的优缺点

优点

• 封装性好： 备忘录模式保存和恢复对象的状态时，不需要暴露对象的内部细节。
• 简化撤销操作： 可以很容易地实现对象状态的保存和恢复，简化了撤销操作的实现。

缺点

• 资源消耗大： 如果需要频繁保存和恢复对象的状态，可能会占用大量的内存资源。
• 实现复杂： 对于复杂对象的状态保存和恢复，可能需要额外的工作来管理备忘录。

四，备忘录模式的适用场景

需要保存和恢复对象的状态时。
需要实现撤销操作时。
需要避免暴露对象的内部状态和实现细节时。

五，总结

备忘录模式通过将对象的状态保存在备忘录对象中，从而实现状态的保存和恢复。它在不破坏封装的前提下，提供了一种简洁的方式来实现撤销操作，但也需要注意资源消耗和实现复杂度的问题。

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