深入剖析备忘录模式，原理、实现与应用场景

本文目录导读：

备忘录模式的原理
备忘录模式的实现
备忘录模式的应用场景

在软件开发中，为了提高代码的可维护性和可扩展性，我们经常需要使用各种设计模式，备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，它通过在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样可以在以后将该对象恢复到原先保存的状态，本文将对备忘录模式的原理、实现以及应用场景进行详细的介绍。

备忘录模式的原理

备忘录模式的主要目的是在不破坏封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，这样，当该对象的状态发生改变时，可以通过备忘录恢复到原先保存的状态，备忘录模式的核心思想是：不要直接修改对象的状态，而是通过备忘录来保存和恢复对象的状态。

备忘录模式涉及到三个角色：发起人类（Originator）、备忘录类（Memento）和负责人类（Caretaker）。

1、发起人类（Originator）：创建一个备忘录对象，用以存储当前对象的内部状态，同时可以使用备忘录恢复到先前的状态。

2、备忘录类（Memento）：负责存储发起对象的内部状态，并可以防止其他对象访问备忘录类的信息。

3、负责人类（Caretaker）：负责保存备忘录对象，但不能对备忘录对象的内容进行操作。

备忘录模式的实现

下面是一个简单的备忘录模式实现示例，以计算器为例，实现加、减、乘、除四种运算，并通过备忘录模式实现撤销功能。

class Calculator:
    def __init__(self):
        self._history = []
    def _save_state(self):
        self._history.append(self._current_state)
    def _restore_state(self):
        if self._history:
            self._current_state = self._history.pop()
    def _create_memento(self):
        return self._current_state
    def set_value(self, value):
        self._save_state()
        self._current_state = value
    def get_value(self):
        return self._current_state
    def add(self, other):
        self.set_value(self.get_value() + other)
    def subtract(self, other):
        self.set_value(self.get_value() - other)
    def multiply(self, other):
        self.set_value(self.get_value() * other)
    def divide(self, other):
        self.set_value(self.get_value() / other)
    def undo(self):
        self._restore_state()
使用示例
calc = Calculator()
calc.set_value(10)
calc.add(5)
calc.subtract(2)
print(calc.get_value())  # 输出：13
calc.undo()
print(calc.get_value())  # 输出：13
calc.undo()
print(calc.get_value())  # 输出：10