【C++设计模式之备忘录模式:行为型】分析及示例

简介

备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，它用于保存和恢复对象的状态。备忘录模式通过将对象的状态封装成一个备忘录（Memento），并将备忘录保存在一个管理者（Caretaker）中，来实现对对象状态的保存和恢复。

备忘录模式的核心思想是将对象的状态封装成一个备忘录对象，而不是直接暴露状态给其他对象。这样，其他对象就无法直接操作对象的状态。同时，备忘录模式还提供了一个管理者对象，用于保存和管理备忘录，可以实现对对象状态的保存和恢复。

描述

备忘录模式由三个核心组件组成：Originator（原始对象）、Memento（备忘录和Caretaker（管理者）。

Originator类保存了需要保存状态的对象，并能够根据当前状态创建备忘录和从备忘录中恢复原始状态。
Memento类是备忘录对象，负责保存Originator对象的状态。
Caretaker类是管理者对象，负责保存备忘录对象，提供了对备忘录的保存、获取和恢复功能。

原理

备忘录模式通过将对象的状态保存在备忘录对象中，将备忘录对象保存在管理者对象中，来实现对对象状态的保存和恢复。当需要保存当前状态时，Originator对象会创建一个包含状态的备忘录对象，并将备忘录对象交给Caretaker对象保存。当需要恢复到之前的状态时，Originator对象会从Caretaker对象获取对应的备忘录对象，并根据备忘录对象中保存的状态恢复原始状态。

1.创建一个备忘录，该类用于存储原发器的状态。
2.创建一个原发器类，该类拥有需要保存和恢复的状态，并提供保存状态和恢复状态的方法。
3.创建一个管理者类，用于管理备忘录对象的保存和获取。
4.在需要保存原发器状态的时候，原发器创建一个备忘录对象，并将自己的状态传递给备忘录对象。
5.管理者对象保存备忘录对象。
6.在需要恢复原发器状态的时候，管理者对象将备忘录对象交还给原发器。

类图

在这里插入图片描述

示例

假设有一个文本编辑器，用户可以输入文本并进行编辑操作。当用户希望撤销一些编辑操作时，可以使用备忘录模式保存编辑器状态。

在示例中，有三个主要类：

Editor（原发器）：表示文本编辑器，具有保存和恢复状态的方法，以及一个用于保存和获取备忘录的方法。
EditorState（备忘录）：表示编辑器的状态，保存了编辑器的文本内容。
EditorHistory（管理者）：管理备忘录对象的保存和获取。

C++示例代码：

#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>// 备忘录
class Memento {
public:Memento(const std::string& text) : text(text) {}std::string getText() const {return text;}private:std::string text;
};// 原始对象
class TextEditor {
public:void setText(const std::string& text) {this->text text;}Memento createMemento() {return Memento(text);}void restoreFromMemento(const Memento& memento) {text = m.getText();}void printText() {stdcout << text << std::endl;}private:std::string text;
};// 管理者
class Caretaker {
public:void saveMemento(const Memento& memento){mementos.push(memento);}Memento getMemento() {if (!mementos.empty()) {Memento memento = mementos.top();mementos.pop();return memento;} else {return Memento("");}}private:std::stack<Memento> mementos;
};int main() {TextEditor editor;Caretaker caretaker;// 设置初始文本editor.setText("Hello, World!");// 保存文本状态caretaker.saveMemento(editor.createMemento());// 修改文本editor.setText("Hello, Memento!");// 打印当前文本std::cout << "Current Text: ";editor.printText();// 恢复到之前的状态Memento m = caretaker.getMemento();editor.restoreFromMemento(memento);// 再次打印文本std::cout << "Restored Text: ";editor.printText();return 0;
}

输出结果

Current Text: Hello, Memento!Restored Text: Hello, World!

解释

在上述示例中，TextEditor类是原始对象（Originator），它保存了需要保存状态的文本，并提供了创建备忘录和从备忘录中恢复状态的方法。Memento类是备忘录（Memento），它负责保存TextEditor对象的状态。Caretaker类是管理者（Caretaker），它负责保存备忘录对象，并提供了对备忘录的保存和获取功能。

首先设置初始文本为"Hello, World!“，并保存初始状态。然后，我们修改文本为"Hello, Memento Pattern!”，并打印当前文本。接下来，我们从Caretaker对象获取之前保存的备忘录对象，并将文本恢到之前的状态。最后，再次打印文本，可以看到文本已经恢复为之前保存的状态。