Memento | Java Design Patterns

或称

标记

目的

在不违反封装的情况下，捕获并外部化对象的内部状态，以便以后可以将对象恢复到该状态。

解释

真实世界例子

我们正在开发一个占星术应用程序，需要分析恒星随时间变化的特性。我们正在使用Memento模式创建恒星状态的快照。

通俗地说

Memento模式捕获对象的内部状态，便于在任何时间点存储和恢复对象。

维基百科说

Memento模式是一种软件设计模式，提供将对象恢复到其先前状态的能力（通过回滚撤消）。

程序示例

让我们首先定义我们能够处理的恒星类型。

java

public enum StarType {
  SUN("sun"),
  RED_GIANT("red giant"),
  WHITE_DWARF("white dwarf"),
  SUPERNOVA("supernova"),
  DEAD("dead star");
  ...
}

接下来，让我们直接跳到要点。这是 Star 类以及我们需要处理的mementos。尤其要注意 getMemento 和 setMemento 方法。

java

public interface StarMemento {
}

public class Star {

  private StarType type;
  private int ageYears;
  private int massTons;

  public Star(StarType startType, int startAge, int startMass) {
    this.type = startType;
    this.ageYears = startAge;
    this.massTons = startMass;
  }

  public void timePasses() {
    ageYears *= 2;
    massTons *= 8;
    switch (type) {
      case RED_GIANT:
        type = StarType.WHITE_DWARF;
        break;
      case SUN:
        type = StarType.RED_GIANT;
        break;
      case SUPERNOVA:
        type = StarType.DEAD;
        break;
      case WHITE_DWARF:
        type = StarType.SUPERNOVA;
        break;
      case DEAD:
        ageYears *= 2;
        massTons = 0;
        break;
      default:
        break;
    }
  }

  StarMemento getMemento() {
    var state = new StarMementoInternal();
    state.setAgeYears(ageYears);
    state.setMassTons(massTons);
    state.setType(type);
    return state;
  }

  void setMemento(StarMemento memento) {
    var state = (StarMementoInternal) memento;
    this.type = state.getType();
    this.ageYears = state.getAgeYears();
    this.massTons = state.getMassTons();
  }

  @Override
  public String toString() {
    return String.format("%s age: %d years mass: %d tons", type.toString(), ageYears, massTons);
  }

  private static class StarMementoInternal implements StarMemento {

    private StarType type;
    private int ageYears;
    private int massTons;

    // setters and getters ->
    ...
  }
}

最后是我们如何使用mementos来存储和恢复恒星状态。

java

    var states = new Stack<>();
    var star = new Star(StarType.SUN, 10000000, 500000);
    LOGGER.info(star.toString());
    states.add(star.getMemento());
    star.timePasses();
    LOGGER.info(star.toString());
    states.add(star.getMemento());
    star.timePasses();
    LOGGER.info(star.toString());
    states.add(star.getMemento());
    star.timePasses();
    LOGGER.info(star.toString());
    states.add(star.getMemento());
    star.timePasses();
    LOGGER.info(star.toString());
    while (states.size() > 0) {
      star.setMemento(states.pop());
      LOGGER.info(star.toString());
    }

程序输出：

sun age: 10000000 years mass: 500000 tons
red giant age: 20000000 years mass: 4000000 tons
white dwarf age: 40000000 years mass: 32000000 tons
supernova age: 80000000 years mass: 256000000 tons
dead star age: 160000000 years mass: 2048000000 tons
supernova age: 80000000 years mass: 256000000 tons
white dwarf age: 40000000 years mass: 32000000 tons
red giant age: 20000000 years mass: 4000000 tons
sun age: 10000000 years mass: 500000 tons

类图

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适用性

在以下情况下使用Memento模式

必须保存对象状态的快照，以便以后可以将其恢复到该状态
获取状态的直接接口将公开实现细节并破坏对象的封装

已知使用

java.util.Date

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