7黄页网站建设,张家港做网站收费标准,百度推广官网网站,互联网营销成功案例文章目录 一、什么是备忘录模式1、备忘录模式使用场景2、备忘录模式优缺点3、备忘录模式的三大角色4、白箱备忘录和黑箱备忘录5、思考#xff1a;备份频率快#xff0c;备份对象大的备忘录应该如何设计 二、实例1、备忘录模式的一般写法2、使用栈管理富文本编辑器3、游戏状态… 文章目录 一、什么是备忘录模式1、备忘录模式使用场景2、备忘录模式优缺点3、备忘录模式的三大角色4、白箱备忘录和黑箱备忘录5、思考备份频率快备份对象大的备忘录应该如何设计 二、实例1、备忘录模式的一般写法2、使用栈管理富文本编辑器3、游戏状态恢复案例1“白箱”备忘录模式2“黑箱”备忘录模式 一、什么是备忘录模式
备忘录模式Memento Pattern又称为快照模式Snapshot Pattern或令牌模式Token Pattern是指在不破坏封装的前提下捕获一个对象的内部状态并在对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态属于行为型模式。
在软件系统中备忘录模式可以为我们提供一种“后悔药”的机制它通过存储系统各个历史状态的快照使得我们可以在任一时刻将系统回滚到某一个历史状态。
备忘录模式本质是从发起人实体类Originator隔离存储功能降低实体类的职责。同时由于存储信息Memento独立且存储信息的实体交由管理类Caretaker管理则可以通过为管理类扩展额外的功能对存储信息进行扩展操作比如增加历史快照功能。
1、备忘录模式使用场景
需要保存历史快照的场景。希望在对象之外保存状态且除了自己其他类对象无法访问状态保存具体内容。
比如玩游戏时的中间结果的存档功能、如 Word、记事本、Photoshopidea等软件在编辑时按CtrlZ 组合键还有数据库中事务操作。
2、备忘录模式优缺点
优点
提供了一种可以恢复状态的机制。当用户需要时能够比较方便地将数据恢复到某个历史的状态。实现了内部状态的封装。除了创建它的发起人之外其他对象都不能够访问这些状态信息。简化了发起人类。发起人不需要管理和保存其内部状态的各个备份所有状态信息都保存在备忘录中并由管理者进行管理这符合单一职责原则。
缺点
资源消耗大。如果要保存的内部状态信息过多或者特别频繁将会占用比较大的内存资源。如果需要保存的状态过多时每一次保存都会消耗很多内存。
3、备忘录模式的三大角色 备忘录模式的主要角色如下
发起人Originator角色记录当前时刻的内部状态信息提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能实现其他业务功能它可以访问备忘录里的所有信息。备忘录Memento角色负责存储发起人的内部状态在需要的时候提供这些内部状态给发起人且防止发起人以外的对象访问。管理者Caretaker角色对备忘录进行管理提供保存与获取备忘录的功能但其不能对备忘录的内容进行访问与修改。
4、白箱备忘录和黑箱备忘录
备忘录有两个等效的接口
窄接口管理者(Caretaker)对象和其他发起人对象之外的任何对象看到的是备忘录的窄接口(narror Interface)这个窄接口只允许他把备忘录对象传给其他的对象。宽接口与管理者看到的窄接口相反发起人对象可以看到一个宽接口(wide Interface)这个宽接口允许它读取所有的数据以便根据这些数据恢复这个发起人对象的内部状态。
白箱备忘录使用的就是宽接口白箱备忘录模式是破坏封装性的。但是通过程序员自律同样可以在一定程度上实现模式的大部分用意。
黑箱备忘录使用的是窄接口将备忘录角色封装在发起人角色的内部形成一个私有的内部类并实现窄接口。管理者只管理窄接口这样可以屏蔽备忘录角色的细节。
5、思考备份频率快备份对象大的备忘录应该如何设计
假设每当有数据改动我们都需要生成一个备份以备之后恢复。如果需要备份的数据很大这样高频率的备份不管是对存储内存或者硬盘的消耗还是对时间的消耗都可能是无法接受的。想要解决这个问题我们一般会采用“低频率全量备份”和“高频率增量备份”相结合的方法。
当我们需要恢复到某一时间点的备份的时候如果这一时间点有做全量备份我们直接拿来恢复就可以了。如果这一时间点没有对应的全量备份我们就先找到最近的一次全量备份然后用它来恢复之后执行此次全量备份跟这一时间点之间的所有增量备份也就是对应的操作或者数据变动。这样就能减少全量备份的数量和频率减少对时间、内存的消耗。
其实很多设计原则和设计思想都是互通的mysql的备份与恢复、redis的备份与恢复都是参考了这种实现原理。
二、实例
1、备忘录模式的一般写法
// 发起人角色
public class Originator {// 内部状态private String state;public String getState() {return this.state;}public void setState(String state) {this.state state;}// 创建一个备忘录public Memento createMemento() {return new Memento(this.state);}// 从备忘录恢复public void restoreMemento(Memento memento) {this.setState(memento.getState());}
}// 备忘录角色
public class Memento {private String state;public Memento(String state){this.state state;}public String getState() {return this.state;}public void setState(String state) {this.state state;}
}// 管理者角色
public class Caretaker {// 备忘录对象private Memento memento;public Memento getMemento() {return this.memento;}public void storeMemento(Memento memento) {this.memento memento;}}// 测试类
public class Test {public static void main(String[] args) {//来一个发起人Originator originator new Originator();//来一个备忘录管理员Caretaker caretaker new Caretaker();//管理员存储发起人的备忘录caretaker.storeMemento(originator.createMemento());//发起人从管理员获取备忘录进行回滚originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());}
}
2、使用栈管理富文本编辑器
我们使用富文本编辑器时会经常写入、撤销、修改。因此我们需要将每一时刻的修改记录都要保存在草稿箱中。
// 发起人角色编辑器
public class Editor {private String title;private String content;private String imgs;public Editor(String title, String content, String imgs) {this.title title;this.content content;this.imgs imgs;}public String getTitle() {return title;}public String getContent() {return content;}public String getImgs() {return imgs;}public void setTitle(String title) {this.title title;}public void setContent(String content) {this.content content;}public void setImgs(String imgs) {this.imgs imgs;}public ArticleMemento saveToMemento(){ArticleMemento articleMemento new ArticleMemento(this.title,this.content,this.imgs);return articleMemento;}public void undoFromMemento(ArticleMemento articleMemento){this.title articleMemento.getTitle();this.content articleMemento.getContent();this.imgs articleMemento.getImgs();}Overridepublic String toString() {return Editor{ title title \ , content content \ , imgs imgs \ };}
}
// 备忘录角色
public class ArticleMemento {private String title;private String content;private String imgs;public ArticleMemento(String title, String content, String imgs) {this.title title;this.content content;this.imgs imgs;}public String getTitle() {return title;}public String getContent() {return content;}public String getImgs() {return imgs;}Overridepublic String toString() {return ArticleMemento{ title title \ , content content \ , imgs imgs \ };}
}
// 管理角色 草稿箱
public class DraftsBox {private final StackArticleMemento STACK new StackArticleMemento();public ArticleMemento getMemento(){ArticleMemento articleMemento STACK.pop();return articleMemento;}public void addMemento(ArticleMemento articleMemento){STACK.push(articleMemento);}}
草稿箱中定义的Stack类是Vector的一个子类它实现了一个标准的后进先出的栈。主要定义了以下方法
方法定义方法描述boolean empty()测试栈是否为空Object peek()查看栈顶对象但不从栈中移除它Object pop()移除栈顶对象并作为此函数的返回值Object push(Object element)把对象压入栈顶int search(Object element)返回对象在栈中的位置以1为基数
// 测试类
public class Test {public static void main(String[] args) {DraftsBox draftsBox new DraftsBox();Editor editor new Editor(标题1,内容1,图片1);ArticleMemento articleMemento editor.saveToMemento();draftsBox.addMemento(articleMemento);System.out.println(标题 editor.getTitle() \n 内容 editor.getContent() \n 插图 editor.getImgs() \n暂存成功);System.out.println(完整的信息 editor);System.out.println(首次修改文章);editor.setTitle(标题2);editor.setContent(内容2);editor.setImgs(图片2);System.out.println(首次修改文章完成);System.out.println(完整的信息 editor);articleMemento editor.saveToMemento();draftsBox.addMemento(articleMemento);System.out.println(保存到草稿箱);System.out.println(第2次修改文章);editor.setTitle(标题3);editor.setContent(内容3);editor.setImgs(图片3);System.out.println(完整的信息 editor);System.out.println(第2次修改文章完成);System.out.println(第1次撤销);articleMemento draftsBox.getMemento();editor.undoFromMemento(articleMemento);System.out.println(完整的信息 editor);System.out.println(第1次撤销完成);System.out.println(第2次撤销);articleMemento draftsBox.getMemento();editor.undoFromMemento(articleMemento);System.out.println(完整的信息 editor);System.out.println(第2次撤销完成);}
}执行结果
3、游戏状态恢复案例
游戏中的某个场景一游戏角色有生命力、攻击力、防御力等数据在打Boss前和后一定会不一样的我们允许玩家如果感觉与Boss决斗的效果不理想可以让游戏恢复到决斗之前的状态。
1“白箱”备忘录模式
备忘录角色对任何对象都提供一个接口即宽接口备忘录角色的内部所存储的状态就对所有对象公开。类图如下
//游戏角色类
public class GameRole {private int vit; //生命力private int atk; //攻击力private int def; //防御力//初始化状态public void initState() {this.vit 100;this.atk 100;this.def 100;}//战斗public void fight() {this.vit 0;this.atk 0;this.def 0;}//保存角色状态public RoleStateMemento saveState() {return new RoleStateMemento(vit, atk, def);}//回复角色状态public void recoverState(RoleStateMemento roleStateMemento) {this.vit roleStateMemento.getVit();this.atk roleStateMemento.getAtk();this.def roleStateMemento.getDef();}public void stateDisplay() {System.out.println(角色生命力 vit);System.out.println(角色攻击力 atk);System.out.println(角色防御力 def);}public int getVit() {return vit;}public void setVit(int vit) {this.vit vit;}public int getAtk() {return atk;}public void setAtk(int atk) {this.atk atk;}public int getDef() {return def;}public void setDef(int def) {this.def def;}
}//游戏状态存储类(备忘录类)
public class RoleStateMemento {private int vit;private int atk;private int def;public RoleStateMemento(int vit, int atk, int def) {this.vit vit;this.atk atk;this.def def;}public int getVit() {return vit;}public void setVit(int vit) {this.vit vit;}public int getAtk() {return atk;}public void setAtk(int atk) {this.atk atk;}public int getDef() {return def;}public void setDef(int def) {this.def def;}
}//角色状态管理者类
public class RoleStateCaretaker {private RoleStateMemento roleStateMemento;public RoleStateMemento getRoleStateMemento() {return roleStateMemento;}public void setRoleStateMemento(RoleStateMemento roleStateMemento) {this.roleStateMemento roleStateMemento;}
}//测试类
public class Client {public static void main(String[] args) {System.out.println(------------大战Boss前------------);//大战Boss前GameRole gameRole new GameRole();gameRole.initState();gameRole.stateDisplay();//保存进度RoleStateCaretaker roleStateCaretaker new RoleStateCaretaker();roleStateCaretaker.setRoleStateMemento(gameRole.saveState());System.out.println(------------大战Boss后------------);//大战Boss时损耗严重gameRole.fight();gameRole.stateDisplay();System.out.println(------------恢复之前状态------------);//恢复之前状态gameRole.recoverState(roleStateCaretaker.getRoleStateMemento());gameRole.stateDisplay();}
}分析白箱备忘录模式是破坏封装性的。但是通过程序员自律同样可以在一定程度上实现模式的大部分用意。
2“黑箱”备忘录模式
备忘录角色对发起人对象提供一个宽接口而为其他对象提供一个窄接口。在Java语言中实现双重接口的办法就是将备忘录类设计成发起人类的内部成员类。
将 RoleStateMemento 设为 GameRole 的内部类从而将 RoleStateMemento 对象封装在GameRole 里面在外面提供一个标识接口 Memento 给 RoleStateCaretaker 及其他对象使用。 这样 GameRole 类看到的是 RoleStateMemento 所有的接口而 RoleStateCaretaker 及其他对象看到的仅仅是标识接口 Memento 所暴露出来的接口从而维护了封装型。类图如下
// 窄接口 Memento 这是一个标识接口因此没有定义出任何的方法
public interface Memento {
}// 定义发起人类 GameRole 并在内部定义备忘录内部类 RoleStateMemento 该内部类设置为私有的
//游戏角色类
public class GameRole {private int vit; //生命力private int atk; //攻击力private int def; //防御力//初始化状态public void initState() {this.vit 100;this.atk 100;this.def 100;}//战斗public void fight() {this.vit 0;this.atk 0;this.def 0;}//保存角色状态public Memento saveState() {return new RoleStateMemento(vit, atk, def);}//回复角色状态public void recoverState(Memento memento) {RoleStateMemento roleStateMemento (RoleStateMemento) memento;this.vit roleStateMemento.getVit();this.atk roleStateMemento.getAtk();this.def roleStateMemento.getDef();}public void stateDisplay() {System.out.println(角色生命力 vit);System.out.println(角色攻击力 atk);System.out.println(角色防御力 def);}public int getVit() {return vit;}public void setVit(int vit) {this.vit vit;}public int getAtk() {return atk;}public void setAtk(int atk) {this.atk atk;}public int getDef() {return def;}public void setDef(int def) {this.def def;}// 备忘录角色内部类private class RoleStateMemento implements Memento {private int vit;private int atk;private int def;public RoleStateMemento(int vit, int atk, int def) {this.vit vit;this.atk atk;this.def def;}public int getVit() {return vit;}public void setVit(int vit) {this.vit vit;}public int getAtk() {return atk;}public void setAtk(int atk) {this.atk atk;}public int getDef() {return def;}public void setDef(int def) {this.def def;}}
}负责人角色类 RoleStateCaretaker 能够得到的备忘录对象是以 Memento 为接口的由于这个接口仅仅是一个标识接口因此负责人角色不可能改变这个备忘录对象的内容
//角色状态管理者类
public class RoleStateCaretaker {private Memento memento;public Memento getMemento() {return memento;}public void setMemento(Memento memento) {this.memento memento;}
}// 测试类
public class Client {public static void main(String[] args) {System.out.println(------------大战Boss前------------);//大战Boss前GameRole gameRole new GameRole();gameRole.initState();gameRole.stateDisplay();//保存进度RoleStateCaretaker roleStateCaretaker new RoleStateCaretaker();roleStateCaretaker.setMemento(gameRole.saveState());System.out.println(------------大战Boss后------------);//大战Boss时损耗严重gameRole.fight();gameRole.stateDisplay();System.out.println(------------恢复之前状态------------);//恢复之前状态gameRole.recoverState(roleStateCaretaker.getMemento());gameRole.stateDisplay();}
}
