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1.1.1.概述
備忘錄是一個非常容易理解的模式，只需要看一下后面的客戶端測試代碼就能明白備忘錄模式的用意。備忘錄模式就是用來保存對象的某一個狀態，這樣在一定時候，可以通過備忘錄來恢復對象的狀態。
針對上面所說的用意，實現起來就需要一個類來保存這個狀態，這個類就是備忘錄類。鑒于備忘錄很容易理解，就直接看后面的代碼實現吧。
1.1.2.代碼實現
在代碼實現中，備忘錄模式一共有三個類，Originator類是原始的對象，正是這個對象的狀態需要備忘，這樣是為了在一個時間，這個對象可以恢復到備忘的狀態。還有一個類是Memento，這個是備忘錄，用于保存Originator類的狀態。還有一個類CareTaker用來管理備忘錄。
首先看Originator的代碼實現。
/// <summary>
/// 用于創建備忘錄的原發器，記錄當前的內部狀態
/// </summary>
public class Originator
{
/// <summary>
/// 當前的狀態
/// </summary>
private string state;
/// <summary>
/// 創建一個當前狀態的備忘錄
/// </summary>
/// <returns></returns>
public Memento CreateMemento()
{
return new Memento(this.state);
}
/// <summary>
/// 恢復當前狀態為備忘錄所保存的狀態
/// </summary>
/// <param name="memento"></param>
public void RestoreMemento(Memento memento)
{
this.state = memento.GetState();
}
public string GetState()
{
return this.state;
}
public void SetState(string state)
{
this.state = state;
}
}
Originator類具有一個狀態屬性，這個屬性代表了Originator對象的實時狀態，CreateMemento()方法用來保存Originator對象的一個狀態作為備忘，在以后需要的時候可以顯示。也就是說通過這個方法就可以給Originator對象產生一個備忘錄。RestoreMemento()方法用來從保存的備忘錄中恢復Originator的狀態，將Originator的狀態設置為之前的一個備忘狀態。
下面是備忘錄類Memento類的代碼實現。
/// <summary>
/// 備忘錄類
/// </summary>
public class Memento
{
/// <summary>
/// 備忘錄所保存的狀態
/// </summary>
private string state;
/// <summary>
/// 構造函數
/// </summary>
/// <param name="state"></param>
public Memento(string state)
{
this.state = state;
}
public string GetState()
{
return this.state;
}
public void SetState(string state)
{
this.state = state;
}
}
因為Memento類需要保存Originator對象的狀態，所以Memento具有一個Originator狀態一樣的屬性state，這個state用來保存Originator的一個狀態。
Memento類的管理者是CareTaker類，CareTaker類的代碼如下。
/// <summary>
/// 負責保存備忘錄的管理員
/// </summary>
public class CareTaker
{
/// <summary>
/// 備忘錄
/// </summary>
private Memento memento;
/// <summary>
/// 返回所擁有的備忘錄
/// </summary>
/// <returns></returns>
public Memento retrieveMemento()
{
return this.memento;
}
/// <summary>
/// 保存一個備忘錄
/// </summary>
/// <param name="memento"></param>
public void SaveMemento(Memento memento)
{
this.memento = memento;
}
}
CareTaker類用來管理Memento對象，所以自身擁有一個Memento對象。并且有一個設置Memento對象方法（SaveMemento）和一個取得Memento的方法（retrieveMemento）。
備忘錄模式的核心代碼已經定義好了，下面通過客戶端代碼來測試一下備忘錄模式。
private static Originator o = new Originator();
private static CareTaker c = new CareTaker();
public static void Test()
{
o.SetState("On");
c.SaveMemento(o.CreateMemento());
Console.WriteLine("第一次為" + o.GetState());
o.SetState("Off");
Console.WriteLine("第二次為" + o.GetState());
o.RestoreMemento(c.retrieveMemento());
Console.WriteLine("恢復到上一次為" + o.GetState());
}
在客戶端代碼中，定義了一個Originator的對象o和CareTaker 的對象c，首先對o設置了一個狀態，并且通過c（c是管理備忘錄的）來把o目前的狀態備忘（保存為備忘錄）。然后繼續設置了一下o的狀態，在此時，o想恢復自己的狀態到之前，因為想恢復的狀態保存在了備忘錄中，所以通過o的RestoreMemento可以將狀態恢復為備忘錄所記載的狀態。
客戶端的測試代碼演示的是備忘錄模式的意圖，而之前的代碼演示的是備忘錄模式的結構。
1.1.3.模型表示
備忘錄模式的UML類圖如下所示。
在備忘錄模式的類模型圖中可以看出來，Originator，Memento和CareTaker三者之間的關系，Memento用來保存Originator的一個狀態，Caretaker用來管理Memento。在Originator需要Memento的時候，通過Caretaker即可得到。在Originator需要備忘一個狀態的時候，通過Caretaker即可備忘。
1.1.4.模式分析
備忘錄模式就是用來在對象的外部可以保存對象的一個內部狀態。用來存儲另外一個對象內部狀態的快照。備忘錄即對象的一個檢查點，也是一個還原點。
檢查點：某一個快照所處的位置（即一個狀態）。
備忘錄模式的意圖是在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，并在該對象之外保存這個狀態，這樣以后就可以將該對象恢復到原先保存的狀態。
通過代碼實現中的客戶端測試代碼即可看到備忘錄模式的使用場景：
1、必須保存一個對象在某一個時刻的狀態，這樣以后需要的時候就能恢復到之前的狀態。
2、如果用接口來讓其他對象直接得到這些狀態，將會暴露對象的實現細節并破壞對象的封裝性。
通過使用備忘錄模式，可以達到一些效果：
1、保持封裝邊界。應用使用備忘錄模式，將Originator對象中的一些細節隔離到了Caretaker和Memento中。保持了Originator類內部信息對其他對象的隱藏，從而保持了封裝邊界。
2、簡化了Originator類，將Originator類中的一些操作交給了Caretaker和Memento。
3、增加了額外的代價，使用了備忘錄模式，就導致了Originator類中的狀態在產生備忘錄的時候復制了信息，這樣如果需要備忘的信息量很大，那么備忘錄模式會導致額外大量的開銷。
4、定義窄接口和寬接口。一些語言中可能難以保證只有Originator可訪問備忘錄的狀態。也就是說Originator之外的對象可能會訪問Memento的狀態，導致不安全。
5、維護備忘錄存在潛在的代價。Caretaker在維護Memento的時候，因為Caretaker不知道備忘錄Memento所保存的狀態數量，所以在通過Caretaker來保存Memento的時候，可能會導致大量的存儲開銷。
因為效果4所說的潛在的安全問題，備忘錄還有另外一種安全的實現方式，也就是將Memento定義為Originator的內部類，這樣的話Memento也就是只有Originator才能訪問了。
安全模式的一種備忘錄模式代碼實現，如下：
public interface IMementoSafeMode
{
}
定義一個備忘錄的接口，這樣就封裝了備忘錄的訪問，外部的類都通過訪問接口來訪問備忘錄。備忘錄模式的一個要點就是不破壞封裝性。
下面是一種安全實現的備忘錄管理員類的實現。
public class CareTakerSafeMode
{
private IMementoSafeMode memento;
public IMementoSafeMode RetriveMemento()
{
return this.memento;
}
public void SaveMemento(IMementoSafeMode memento)
{
this.memento = memento;
}
}
通過接口的實現，管理員完全不會訪問備忘錄類的，這樣就使得備忘錄類只會暴露給和他有關系的類，這也是單一原則的體現，即迪米特法則（LOD）：只與你的朋友通信，不和陌生人說話。
下面是安全的備忘錄模式的核心實現。
public class OriginatorSafeMode
{
private string state;
public OriginatorSafeMode() { }
public IMementoSafeMode CreateMemento()
{
MementoSafeMode mbox = new MementoSafeMode(this.state);
return mbox;
}
public void RestoreMemento(IMementoSafeMode memento)
{
MementoSafeMode mementoSafeMode = (MementoSafeMode)memento;
this.state = mementoSafeMode.State;
}
public string State
{
get { return this.state; }
set { this.state = value; }
}
protected class MementoSafeMode : IMementoSafeMode
{
private string state;
/// <summary>
/// </summary>
/// <param name="state"></param>
public MementoSafeMode(string state)
{
this.state = state;
}
public string State
{
get { return this.state; }
set { this.state = value; }
}
}
}
在之前的備忘錄模式中，備忘錄模式Memento和Originator類是分開的，這里將Memento作為Originator的內部類，這樣限制了Memento的訪問范圍，即只有Originator類的內部才能訪問。
注意C#和JAVA在處理內部類的時候有不一致的地方。C#中內部類的Public屬性只能是外部類范圍內訪問，如果是private則外部類也無法訪問，只有在內部類之內才能訪問。但是在java中要實現這樣的效果，內部類的所有屬性都必須是Private，這樣才限制了只有外部類訪問。在java中，外部類類似于一個命名空間，通過外部類可以看到內部類（OriginatorSafeMode.MementoSafeMode這樣的寫法就導致了內部類的暴露，只不過無法實例化而已）。即使不能實例化，但是也對外暴露了內部類。在C#中這一點有所改進，內部類在外面根本無法看到。
實現了內部類的UML類圖省略，內部類在UML中使用圈里面包含的一個叉來顯示，另一端是箭頭，箭頭指向的是內部類。Visual Studio 2010中自帶的UML類圖和Visio中的UML類圖都不支持內部類的表示，使用rose可以畫。
1.1.5.思想
目的：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，并在該對象之外保存這個狀態。這樣以后就可以將該對象恢復到原先保存的狀態。
實現思想：用一個Memento的類來保存需要恢復的狀態，可以是一個或者多個。并且由另一個類CareTaker來負責恢復。
1.1.6.應用
應用中如果有類似歷史記錄機制的功能，那么這個功能有可能就能使用備忘錄模式，因為歷史記錄就是一個過去的狀態，那么如果要訪問歷史記錄就表示要恢復狀態。保存歷史記錄的類就是一個備忘錄類。
當然了，如果理解了之前的備忘錄模式的實現，那么根據其要點“恢復到原先保存的狀態”，那么如果需要恢復一個類的狀態到以前的某個狀態，則備忘錄基本上就可以搞定，但是，切忌殺雞用牛刀的悲劇。
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Silence, the way to avoid many problems;
Smile, the way to solve many problems;