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备忘录模式（Memento Pattern）

news 2025/5/7 15:40:54

🧠 备忘录模式（Memento Pattern）

备忘录模式 是行为型设计模式之一。它通过将对象的状态存储在一个备忘录中，允许对象在不暴露其内部结构的情况下，保存和恢复自己的状态。该模式允许将对象的状态保存到备忘录中，以便稍后恢复。

🎯 为什么需要备忘录模式？

状态保存与恢复：在一些应用中，可能需要保存某个对象的某个时间点的状态，并能够在以后恢复到这个状态。例如：撤销操作、历史记录、撤回功能等。
解耦与封装：备忘录模式避免了直接暴露对象的内部状态，确保对象的状态和外部代码解耦。
简化复杂操作：通过将状态的保存和恢复交给备忘录，简化了对对象状态的操作。

✅ 优缺点分析

✅ 优点	❌ 缺点
对象状态存储和恢复非常方便	增加了额外的类和复杂性
可以撤销操作，保留历史记录	需要更多内存来保存对象状态
不暴露对象的内部结构	可能需要管理备忘录的生命周期

🧩 Python 示例：实现撤销功能

我们通过一个简单的文本编辑器示例来展示如何应用备忘录模式。文本编辑器支持撤销功能，即撤销之前的编辑操作。

🎯 1️⃣ 备忘录类（Memento）

备忘录类用于保存文本的状态。

class Memento:def __init__(self, state: str):self.state = state  # 存储文本的状态

🎯 2️⃣ 发起人类（Originator）

发起人类保存对象的当前状态，并能够创建备忘录以及恢复状态。

class TextEditor:def __init__(self):self.state = ""  # 初始文本状态为空def write(self, text: str):self.state += text  # 模拟文本编辑操作def get_state(self):return self.state  # 获取当前状态def set_state(self, state: str):self.state = state  # 恢复状态

🎯 3️⃣ 管理者类（Caretaker）

管理者负责保存和恢复备忘录，但它不操作备忘录的内容，只是保存和调用。

class History:def __init__(self):self.mementos = []  # 用于存储备忘录def add(self, memento: Memento):self.mementos.append(memento)  # 保存备忘录def undo(self):if self.mementos:return self.mementos.pop()  # 恢复最近的状态return None

🎯 4️⃣ 客户端代码（TextEditor使用示例）

# 创建发起人和管理者对象
editor = TextEditor()
history = History()# 写一些内容
editor.write("Hello ")
history.add(Memento(editor.get_state()))  # 保存状态editor.write("World!")
history.add(Memento(editor.get_state()))  # 保存状态print(f"当前文本: {editor.get_state()}")  # 输出当前文本# 撤销操作
memento = history.undo()
if memento:editor.set_state(memento.state)  # 恢复到上一个状态print(f"撤销后的文本: {editor.get_state()}")  # 输出撤销后的文本# 再次撤销操作
memento = history.undo()
if memento:editor.set_state(memento.state)  # 恢复到上一个状态print(f"再次撤销后的文本: {editor.get_state()}")  # 输出再次撤销后的文本

✅ 输出结果

当前文本: Hello World!
撤销后的文本: Hello 
再次撤销后的文本:

🧭 类图（Mermaid）

🧭 流程图（Mermaid）

🧠 应用场景总结

场景	示例
撤销操作	文本编辑器、绘图软件、游戏中的回退功能
版本控制	保存项目文件的多个版本
数据恢复	电子表格应用中的历史记录
工作流管理	需要恢复步骤的工作流程系统