C++設計模式之備忘錄模式(memento)(行爲型)

一、 定義

備忘錄（Memento）：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，並在該對象之外保存這個狀態。這樣以後就可將對象恢復到原先保存的狀態。

二、 ULM圖

角色：

（1）Originator（發起人）：負責創建一個Memento，用以記錄當前時刻它的內部狀態，並可以使用備忘錄恢復內部狀態。Originator可以根據需要決定Memento存儲Originator的哪些內部狀態。

（2）Memento（備忘錄）：負責存儲Originator對象的內部狀態，並可以防止Originator以外的其他對象訪問備忘錄Memento。備忘錄有兩個接口，Caretaker只能看到備忘錄的窄接口，他只能將備忘錄傳遞給其他對象。Originator能夠看到一個寬接口，允許它訪問先前狀態所需的所有數據。

（3）Caretaker（管理者）：負責保存包備忘錄Memento，不能對備忘錄的內容進行操作或檢查。

什麼時候用？

Memento模式比較適用於功能比較複雜的，但需要維護或記錄屬性歷史的類，或者需要保存的屬性只是衆多屬性中的一小部分時，Originator可以根據保存的Memento信息還原到遷移狀態。

與命令模式的關係？

如果在某個系統中使用命令模式時，需要實現命令的撤銷功能，那麼命令模式可以使用備忘錄模式來存儲可撤銷操作的狀態。

三、 實例

玩遊戲時都會保存進度，所保存的進度以文件的形式存在。這樣下次就可以繼續玩，而不用從頭開始。這裏的進度其實就是遊戲的內部狀態，而這裏的文件相當於是在遊戲之外保存狀態。這樣，下次就可以從文件中讀入保存的進度，從而恢復到原來的狀態。這就是備忘錄模式。

ULM圖

Memento類定義了內部的狀態，而Caretake類是一個保存進度的管理者，GameRole類是遊戲角色類。可以看到GameRole的對象依賴於Memento對象，而與Caretake對象無關。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

//需保存的信息
class Memento
{

public:

    Memento(int vitality, int attack, int defense)
    :vitality{vitality}
    ,attack{attack}
    ,defense{defense}
    {}

    Memento& operator=(const Memento& memento)
    {
        vitality = memento.vitality;
        attack = memento.attack;
        defense = memento.defense;

        return *this;
    }

    int getVitality() const
    {
        return vitality;
    }

    int getAttack() const
    {
        return attack;
    }

    int getDefense() const
    {
        return defense;
    }

private:
    int vitality; //生命值
    int attack;   //進攻值
    int defense;  //防守值
};

//遊戲角色
class GameRole
{
private:
    int vitality;
    int attack;
    int defense;
public:
    GameRole(): vitality{100},attack{100},defense{100} {}

    Memento Save()  //保存進度，只與Memento對象交互，並不牽涉到Caretake
    {
        Memento memento(vitality, attack, defense);
        return memento;
    }
    void Load(Memento memento)  //載入進度，只與Memento對象交互，並不牽涉到Caretake
    {
        vitality = memento.getVitality();
        attack = memento.getAttack();
        defense = memento.getDefense();
    }
    void Show()
    {
        std::cout<<"vitality : "<< vitality <<", attack : "<< attack<<", defense : "<< defense << std::endl;
    }
    void Attack()
    {
         vitality -= 10; attack -= 10;  defense -= 10;
    }
};

//保存的進度庫
class Caretake
{
public:
    Caretake() {}
    void Save(Memento menento) { vecMemento.push_back(menento); }
    Memento Load(int state) { return vecMemento[state]; }
private:
    std::vector<Memento> vecMemento;
};

//測試案例
int main()
{
    Caretake caretake;
    GameRole role;
    role.Show();   //初始值
    caretake.Save(role.Save()); //保存狀態
    role.Attack();
    role.Show();  //進攻後
    role.Load(caretake.Load(0)); //載入狀態
    role.Show();  //恢復到狀態0
    return 0;
}

運行結果：