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2006.8.29 李建忠

對象狀態的回溯

對象狀態的變化無端，如何回溯/恢復對象在某個點的狀態

如果我們想恢復對象的狀態，那么我們可能首先想到的是把對象保存下來，但是這樣會破壞對象的封裝性。因為對象有狀態有操作，如果我們為了保存對象而留著原來的對象，做一個深拷貝，那么其他對象也能通過這個對象的接口訪問這個對象狀態，這并不是我們所希望的。而我們需要它的職責只是保存和恢復對象狀態，而不應在上面支持對對象狀態訪問的接口，這就產生了Memento模式。

動機（Motivation）

在軟件構建過程中，某些對象的狀態在轉換的過程中，可能由于某種需要，要求程序能夠回溯到對象之前處于某個點時的狀態。如果使用一些公有接口來讓其他對象得到對象的狀態，便會暴露對象的細節實現。

如何實現對象狀態的良好保存與恢復？但同時又不會因此而破壞對象本身的封裝性。

意圖（Intent）

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（如果沒有這個關鍵點，其實深拷貝就可以解決問題）。這樣以后就可以將該對象恢復到原先保存的狀態。

——《設計模式》GoF

例說Memento應用

備忘錄模式適用于對象狀態有頻繁的改變和恢復的需求。

這種設計方式可以解決一部分問題，但是它用的一個rSaved對象除了擁有Rectangle對象的狀態之外，還擁有Rectangle對象的操作。從對象的責任來講，拿著rSaved字段就可以更改rSaved，但是rSave對象的作用只是用來保存對象的狀態，我們不應該允許更改rSaved的內容。即使我們保證自己不改rSaved的內容，但是純OO的理念要求，只要對象上提供了操作，那么它的含義就表示做這樣的操作是沒有問題的，這也是單一職責原則。

改進后的代碼

Rectangle類不需要Clone操作，我們新增一個RectangleMomento類。

我們在外部程序中，拿到RectangleMomento類型的rSaved實例，什么都不能做，因為它都是internal的方法。所以這種方式使得我們既內部保存了狀態，外部又不提供操作。

其實這個和克隆很相似，只不過是克隆出來的對象可以擁有對象的接口，而Memento沒有。Memento只封裝狀態，而不再提供其它操作。

結構（Structure）

state是需要存儲的狀態字段，CreateMemento負責存儲狀態，SetMemento負責恢復狀態。

Memento模式的幾個要點

備忘錄（Memento）存儲原發器（Originator）對象的內部狀態，在需要時恢復原發器狀態。Memento模式適用于“由原發器管理，卻又必須存儲在原發器之外的信息”。

在實現Memento模式中，要防止原發器以外的對象訪問備忘錄對象。備忘錄對象有兩個接口，一個為原發器使用的寬接口；一個為其他對象使用的窄接口。

在實現Memento模式時，要考慮拷貝對象狀態的效率問題，如果對象開銷比較大，可以采用某種增量式改變（即只記住改變的狀態）來改進Memento模式。

我們也可以用序列化的方式實現備忘錄。序列化之后，我們可以把它臨時性保存到數據庫、文件、進程內、進程外等地方。ASP.Net的Session其實就有這種影子。

類需要加上可序列化標記。MemoryStream是一個內存流，可以對對象進行序列化和反序列化，內存流是保存到當前進程里面。操作的時候，對對象做序列化；保存的時候，對對象做反序列化。內存流的好處是操作方便，避免了我們寫很多字段來保存。

Memento模式與Command模式的異同

雖然兩者都支持Undo操作，但是Command是對行為的封裝，Memento是對對象狀態的保留，這是目的上的不同。它們支持的也是Undo操作的不同層面，Command是對行為序列的操作，Memento是對行為狀態的操作。

2010.10.23

MSDN 網絡廣播 李建忠 2013-08-22 08:52:40