用心理解设计模式——备忘录模式 (Memento Pattern)

一、定义

行为型模式之一。

Without violating encapsulation, capture and externalize an object's internal state so that the object can be restored to this state later.

（在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态并存储到外部，使得之后这个对象可以被恢复到此备份的状态。）

二、结构解析

备忘录模式的一般结构有三种角色：发起人、备忘录、备忘录管理员。

发起者（Originator）：有备忘需求的对象。可以创建备忘录，或通过备忘录恢复到备份的某一状态。

备忘录（Memento）：持有并只持有发起者某时刻的一个状态（相当于发起者的一次快照）。一般而言，备忘录被创建后，持有的状态应该是只读的，所以备忘录应该在构造时初始化，并且不提供改变状态的方法。备忘录只应被发起者使用。

备忘录管理者（CareTaker）：可以当作是一个备忘录仓库，聚合/持有多个备忘录，可能采用字典、堆栈、列表等不同的集合存储备忘录，以应对不同的备忘需求。。发起者创建的备忘录将被放在此处，发起者恢复状态时也从这里获取备忘录。

三、评价

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备忘录模式又叫快照模式，用于备份系统某时刻的状态，常见于游戏存档、版本控制、浏览记录等。

又可分为 “白箱备忘录” 和 “黑箱备忘录” 。区别是，黑箱备忘录持有的状态只对发起者公开，更安全（定义中的 “不破坏封装性”）。

Java中，用 “备忘录作为发起者的内部类，并将备忘录的方法全部设为私有” 来实现黑箱备忘录。这种方式在C#中不可用！原因是，C#和Java的内部类性质有所区别：Java中,外部类内部可以直接访问内部类的私有成员，而在C#中不行。

因此，我换了一种方式来实现了“黑箱”：备忘录中提供公有一个方法，反调“以参数形式传入的发起者”的改变状态接口。这样，虽然此方法是公开的，但只可能被发起者使用。

或者也可以直接在备忘录构造时就引用创建它的发起者，之后只提供一个恢复接口，此时，备忘录就只能被创建它的发起者使用了。

注意：在备份状态时，要小心处理引用类型（要对其进行深拷贝）。

四、实现

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

namespace Memento
{
    //状态数据类用于辅助说明
    public struct State
    {
        public string name; //状态名
        //...状态的其他数据

        public State(string name/*, ...状态的其他数据*/)
        {
            this.name = name;
        }
    }
    //-------------------------------------

    //备忘录
    public class Memento
    {
        private State state;

        //一般而言，备忘录被创建后，持有的State应该是只读的，所以在构造时初始化，并且不提供SetState()方法
        public Memento(State state)
        {
            this.state = state;
        }

        //白箱备忘录
        //暴露了备忘录中的状态给任何对象
        //public State GetState()
        //{
        //    return state;
        //}

        //黑箱备忘录
        //提供一个方法，反调“以参数形式传入的Originator”的改变状态接口(或者将originator直接放在Memento构造时)。
        //这样, 虽然这个方法是公有的，但只可能被Originator使用, 保证了备忘录的安全性。缺点是, Memento反向依赖了Originator，增加了耦合度。
        public void Restore(Originator originator)
        {
            originator.ChangeState(this.state);
        }

        //另一种黑箱备忘录
        //Memento构造时就传入 originator对象
        //public void Restrore()
        //{
        //    originator.ChangeState(this.state);
        //}
    }

    public class Originator
    {
        private State state;

        //自身状态自然变化
        public void ChangeState(State state)
        {
            this.state = state;
        }

        //获取当前自身状态
        public State GetState()
        {
            return state;
        }

        //创建备忘录，保存当前状态
        public Memento CreateMemento()
        {
            return new Memento(state);
        }

        //使用备忘录恢复状态。
        //public void RestoreFromMemento(Memento Memento)
        //{
        //    this.state = Memento.GetState();
        //}

        public void RestoreFromMemento(Memento Memento)
        {
            Memento.Restore(this);
        }
    }

    public class CareTaker
    {
        private Dictionary<string, Memento> mementoDict = new Dictionary<string, Memento>();

        public void AddMemento(string stateName, Memento state)
        {
            mementoDict.Add(stateName, state);
        }

        public Memento GetMemento(string stateName )
        {
            return mementoDict[stateName];
        }
    }

    public class Client
    {
        public static void Main()
        {
            Originator originator = new Originator();
            CareTaker careTaker = new CareTaker();
            originator.ChangeState(new State("状态一"));
            originator.ChangeState(new State("状态二"));

            //存储当前状态
            string key = originator.GetState().name;
            careTaker.AddMemento(key, originator.CreateMemento());
            
            originator.ChangeState(new State("状态三"));

            //恢复到之前备份的某一状态
            originator.RestoreFromMemento(careTaker.GetMemento(key));

            Debug.Log("目前状态：" + originator.GetState().name);
        }
    }
}

用心理解设计模式——备忘录模式 (Memento Pattern)

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