22 C++设计模式之备忘录（Memento）模式

文章目录

备忘录（Memento）模式定义
备忘录（Memento）模式优缺点
- 优点
- 缺点
备忘录（Memento）模式构成与实现
- 构成
- 实例

备忘录（Memento）模式定义

备忘录（Memento）: 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。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态

备忘录（Memento）模式优缺点

优点

你可以在不破坏对象封装情况的前提下创建对象状态快照。
你可以通过让负责人维护原发器状态历史记录来简化原发器代码

缺点

如果客户端过于频繁地创建备忘录，程序将消耗大量内存。
负责人必须完整跟踪原发器的生命周期，这样才能销毁弃用的备忘录。
绝大部分动态编程语言（例如 PHP、 Python 和 JavaScript）不能确保备忘录中的状态不被修改。

备忘录（Memento）模式构成与实现

构成

原发器（Originator）类可以生成自身状态的快照，也可以在需要时通过快照恢复自身状态。
备忘录（Memento）是原发器状态快照的值对象（valueobject）。通常做法是将备忘录设为不可变的，并通过构造函数一次性传递数据。
负责人（Caretaker）仅知道“何时”和“为何”捕捉原发器的状态，以及何时恢复状态。负责人通过保存备忘录栈来记录原发器的历史状态。当原发器需要回溯历史状态时，负责人将从栈中获取最顶部的备忘录，并将其传递给原发器的恢复（restoration）方法。
在该实现方法中，备忘录类将被嵌套在原发器中。这样原发器就可访问备忘录的成员变量和方法，即使这些方法被声明为私有。另一方面，负责人对于备忘录的成员变量和方法的访问权限非常有限：它们只能在栈中保存备忘录，而不能修改其状态。

实例

Memento.h：

#ifndef MEMENTO_H_
#define MEMENTO_H_#include <string>// 备忘录类保存编辑器的过往状态
class Snapshot {public:Snapshot(std::string text, int x, int y, double width): text_(text), cur_x_(x), cur_y_(y), selection_width_(width) {}std::string get_text() {return text_;}int get_cur_x() {return cur_x_;}int get_cur_y() {return cur_y_;}double get_selection_width() {return selection_width_;}private:const std::string text_;const int cur_x_;const int cur_y_;const double selection_width_;
};#endif  // MEMENTO_H_

Originator.h:

#ifndef ORIGINATOR_H_
#define ORIGINATOR_H_#include <cstdio>
#include <string>
#include <memory>
#include "Memento.h"// 原发器中包含了一些可能会随时间变化的重要数据
// 它还定义了在备忘录中保存自身状态的方法, 以及从备忘录中恢复状态的方法
class Editor {public:void setText(std::string text) {text_ = text;}void setCursor(int x, int y) {cur_x_ = x;cur_y_ = y;}void setSelectionWidth(double width) {selection_width_ = width;}// 在备忘录中保存当前的状态std::shared_ptr<Snapshot> createSnapshot() {// 备忘录是不可变的对象, 因此原发器会将自身状态作为参数传递给备忘录的构造函数auto res = std::make_shared<Snapshot>(text_, cur_x_, cur_y_, selection_width_);printf("创建编辑器快照成功, text:%s x:%d y:%d width:%.2f\n", text_.c_str(), cur_x_, cur_y_, selection_width_);return res;}void resotre(std::shared_ptr<Snapshot> sptr_snapshot) {text_ = sptr_snapshot->get_text();cur_x_ = sptr_snapshot->get_cur_x();cur_y_ = sptr_snapshot->get_cur_y();selection_width_ = sptr_snapshot->get_selection_width();printf("恢复编辑器状态成功, text:%s x:%d y:%d width:%.2f\n", text_.c_str(), cur_x_, cur_y_, selection_width_);}private:// 文本std::string text_;// 光标位置int cur_x_;int cur_y_;// 当前滚动条位置double selection_width_;
};#endif  // ORIGINATOR_H_

Caretaker.h:

#ifndef CARETAKER_H_
#define CARETAKER_H_#include <memory>
#include "Memento.h"
#include "Originator.h"class Command {public:explicit Command(Editor* e) : editor_(e) {}void makeBackup() {backup_ = editor_->createSnapshot();}void undo() {if (backup_) {editor_->resotre(backup_);}}private:Editor *editor_;std::shared_ptr<Snapshot> backup_;
};#endif  // CARETAKER_H_

main.cpp

#include "Caretaker.h"int main() {system("chcp 65001");// 创建原发器和负责人Editor editor;Command command(&editor);// 定义初始状态editor.setText("TOMOCAT");editor.setCursor(21, 34);editor.setSelectionWidth(3.4);// 保存状态command.makeBackup();// 更改编辑器状态editor.setText("KKKK");editor.setCursor(111, 222);editor.setSelectionWidth(111.222);// 撤销command.undo();system("pause");return 0;
}

输出：

Active code page: 65001
创建编辑器快照成功, text:TOMOCAT x:21 y:34 width:3.40
恢复编辑器状态成功, text:TOMOCAT x:21 y:34 width:3.40
Press any key to continue . . .

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