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Java 编程之备忘录模式

news 来源：原创 2025/6/27 17:33:30

前言

有时候，我们真希望人生能有“Ctrl+Z”。在日常生活中，我们经常使用“撤销”功能，例如在写 Word、画图、写代码时一不小心操作失误，就希望能回到之前的状态。这种**“状态快照 + 恢复”**机制，在设计模式中就叫做：备忘录模式（Memento Pattern）。

本文将通过一个现实场景——写小说与撤销编辑操作，来贯穿讲解备忘录模式，并用 Java 代码实现一套完整的例子，让你在概念与实践中都收获满满。

一、备忘录模式是什么

定义：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便以后将其恢复。

换句话说，它是实现“撤销（Undo）”、“回退（Rollback）”、“恢复（Recover）”的核心设计模式。

二、小说家与“撤销按钮”

想象你是个小说作者，每天都在写小说的草稿。

每写一段内容，你都可以“保存一下”（打个草稿快照）；
写崩了？你就点击“撤销”，恢复之前保存的状态；
每一个“保存”其实就是一个备忘录对象（Memento）；
你就是“发起者（Originator）”；
草稿箱（Caretaker）里存着所有的“保存记录”。

三、核心结构类比

角色名	类比于现实	作用说明
Originator	小说作者	拥有真实内容和状态，可以保存或恢复
Memento	每一段草稿	状态快照，保存了当前文本
Caretaker	草稿箱	保存多个草稿，但不关心内容细节

四、Java 实例

如下以java来实现：小说草稿的撤销与恢复

Memento：草稿快照

// 草稿状态（备忘录）
public class DraftMemento {private final String content;public DraftMemento(String content) {this.content = content;}public String getContent() {return content;}
}

Originator：小说作者

// 发起者，写小说的作者
public class Author {private String content;public void write(String text) {this.content = text;System.out.println("🖊️ 当前写作内容：" + content);}public DraftMemento saveDraft() {System.out.println("📁 保存草稿");return new DraftMemento(content);}public void restoreDraft(DraftMemento memento) {this.content = memento.getContent();System.out.println("↩️ 恢复到草稿：" + content);}public String getContent() {return content;}
}

Caretaker：草稿箱

import java.util.Stack;// 草稿箱，负责保存多个版本
public class DraftCaretaker {private final Stack<DraftMemento> drafts = new Stack<>();public void save(DraftMemento draft) {drafts.push(draft);}public DraftMemento undo() {if (!drafts.isEmpty()) {return drafts.pop();}return null;}public boolean hasHistory() {return !drafts.isEmpty();}
}

测试主类：模拟写作与撤销

public class MementoDemo {public static void main(String[] args) {Author author = new Author();DraftCaretaker caretaker = new DraftCaretaker();author.write("故事的开始：从前有座山");caretaker.save(author.saveDraft());author.write("故事第二章：山里有个庙");caretaker.save(author.saveDraft());author.write("故事第三章：庙里住着老和尚和小和尚");System.out.println("\n⚠️ 写崩了！撤销！");if (caretaker.hasHistory()) {author.restoreDraft(caretaker.undo());  // 撤销到第二章}System.out.println("\n📄 当前内容：" + author.getContent());}
}

输出示例

🖊️ 当前写作内容：故事的开始：从前有座山
📁 保存草稿
🖊️ 当前写作内容：故事第二章：山里有个庙
📁 保存草稿
🖊️ 当前写作内容：故事第三章：庙里住着老和尚和小和尚⚠️ 写崩了！撤销！
↩️ 恢复到草稿：故事第二章：山里有个庙📄 当前内容：故事第二章：山里有个庙

五、UML图

在这里插入图片描述

@startuml
title 备忘录模式（Memento Pattern）UML 类图class Author {- content: String+ write(text: String): void+ saveDraft(): DraftMemento+ restoreDraft(memento: DraftMemento): void+ getContent(): String
}class DraftMemento {- content: String+ getContent(): String
}class DraftCaretaker {- drafts: Stack<DraftMemento>+ save(m: DraftMemento): void+ undo(): DraftMemento+ hasHistory(): boolean
}Author --> DraftMemento : 创建备份
DraftCaretaker --> DraftMemento : 保存 & 提取
Author --> DraftCaretaker : 恢复状态

六、适用场景一览

场景	描述
编辑器的撤销重做	文本编辑、画图软件
游戏存档系统	保存玩家状态，失败后恢复
数据库事务回滚	恢复操作前的状态
配置修改回滚	系统设置、软件参数