解析C#设计模式编程中备忘录模式的运用

一、概述

在软件开发中，有时需要保存一个对象的状态，以便于允许用户取消相关操作或者从以往的状态中恢复过来。比如一个文档版本管理系统，可以根据需要将指定文档恢复到之前保存过的任意一个状态。这时就可以通过备忘录模式来实现。

二、备忘录模式

备忘录模式可以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。其结构图如下：

Memento用于保存Originator对象的内部状态。
Originator创建Memento，并根据需要决定需要在Memento中保存那些状态，同时还能从Memento中恢复内部状态。
Caretaker负责保存Memento对象，但不对Memento对象进行任何操作。
备忘录模式用来保存与对象有关的数据，这样可以在将来对对象进行复原。例如在绘图程序中需要保存对象的颜色尺寸等。

三、示例

我们我们就以文档版本管理系统为例来介绍备忘录模式。

首先定义Originator，在这里就是文档本身。

public class Document
  {
    public string Content { get; set; }

    public DocumentVersion CreateMemento()
    {
      return new DocumentVersion( Content);
    }

    public void SetMemento(DocumentVersion documentVersion)
    {
      Content = documentVersion.Content;
    }
  }

接着定义Memento。

public class DocumentVersion
  {
    public string Content { get; set; }

    public DocumentVersion(string content)
    {
      Content = content;
    }
  }

最后定义Caretaker，通过一个Dictionary容器保存Memento。

public class Caretaker
  {
    private Dictionary<int, DocumentVersion> _mementoList = new Dictionary<int, DocumentVersion>();

    public DocumentVersion GetDocumentVersion(int versionID)
    {
      return _mementoList[versionID];
    }

    public void AddDocumentVersion(DocumentVersion documentVersion)
    {
      int maxVersionID = _mementoList.Keys.Count == 0 ? 0: _mementoList.Keys.Max();
      _mementoList.Add(maxVersionID + 1, documentVersion);
    }
  }

四、备忘录模式的适用场景

在以下情况下可以考虑使用备忘录模式：

如果系统需要提供回滚操作时，使用备忘录模式非常合适。例如文本编辑器的Ctrl+Z撤销操作的实现，数据库中事务操作。

五、备忘录模式的优缺点

备忘录模式具有以下优点：

如果某个操作错误地破坏了数据的完整性，此时可以使用备忘录模式将数据恢复成原来正确的数据。

备份的状态数据保存在发起人角色之外，这样发起人就不需要对各个备份的状态进行管理。而是由备忘录角色进行管理，而备忘录角色又是由管理者角色管理，符合单一职责原则。

当然，备忘录模式也存在一定的缺点：

在实际的系统中，可能需要维护多个备份，需要额外的资源，这样对资源的消耗比较严重。

六、总结

备忘录模式主要思想是——利用备忘录对象来对保存发起人的内部状态，当发起人需要恢复原来状态时，再从备忘录对象中进行获取，在实际开发过程也应用到这点，例如数据库中的事务处理。