备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为设计模式，它提供了一种在不破坏封装性的前提下，捕获并外部化对象的内部状态，并能在需要时恢复该对象状态的方法。这种模式主要用于实现撤销操作，回滚到之前的状态，或者记录一个对象的一系列状态，以便将来恢复。
结构： 备忘录模式包含以下几个主要角色：
- Originator（发起人）：创建并保存其内部状态的快照，同时定义恢复状态的方法。
- Memento（备忘录）：存储Originator对象的内部状态，但对外界隐藏具体实现细节，只暴露有限的接口防止外部对状态的非法访问。
- Caretaker（管理者/保姆）：负责持有Memento对象，不直接访问Memento的内容，只是简单地存储和提供给Originator。
原理：
- 发起人（Originator）在需要保存状态时，创建一个备忘录（Memento）对象，该对象包含了发起人的当前状态。
- 发起人将备忘录对象传递给管理者（Caretaker）保管，但不暴露备忘录的具体实现细节。
- 当需要恢复状态时，发起人从管理者那里取回备忘录对象，并根据其中的信息恢复到之前的状态。
优缺点： 优点：
- 提供了状态恢复的能力，使得用户可以方便地回到某个历史状态。
- 改善了封装性，状态的存储由备忘录对象管理，外部对象无法直接访问内部状态。
- 支持撤销操作，增强了系统的灵活性和可维护性。
缺点：
- 如果状态数据庞大，可能会占用大量的存储空间。
- 需要谨慎管理备忘录，避免无限制增长导致资源消耗问题。
- 增加了系统的复杂度，特别是在需要管理多个状态版本的情况下。
应用场景：
- 文档编辑器中的撤销/重做功能。
- 游戏中的存档/读档功能。
- 配置设置的保存与恢复。
- 事务处理中的回滚机制。
代码示例（以Java为例）
// Memento类，存储Originator的状态
class TextEditorMemento {
private String content;
public TextEditorMemento(String content) {
this.content = content;
}
String getContent() {
return content;
}
}
// Originator类，即文本编辑器
class TextEditor {
private String content;
public void type(String text) {
content += text;
System.out.println("Typed: " + text);
}
public TextEditorMemento save() {
return new TextEditorMemento(content);
}
public void restore(TextEditorMemento memento) {
content = memento.getContent();
System.out.println("Restored: " + content);
}
}
// Caretaker类，负责存储Mementos
class Caretaker {
private List<TextEditorMemento> history = new ArrayList<>();
void addMemento(TextEditorMemento memento) {
history.add(memento);
}
TextEditorMemento getMemento(int index) {
return history.get(index);
}
}
// 使用示例
public class MementoDemo {
public static void main(String[] args) {
TextEditor editor = new TextEditor();
Caretaker caretaker = new Caretaker();
editor.type("Hello, ");
caretaker.addMemento(editor.save());
editor.type("World!");
caretaker.addMemento(editor.save());
editor.type(" How are you?");
System.out.println("Current text: " + editor.getContent());
editor.restore(caretaker.getMemento(1));
System.out.println("After restore: " + editor.getContent());
}
} 在这个例子中，TextEditor作为发起人，记录并恢复文本状态；TextEditorMemento是备忘录，保存了文本内容；Caretaker作为管理者，存储并提供备忘录。通过这样的设计，我们可以轻松实现文本编辑器的撤销功能。
