该文章是阅读《图解设计模式》的学习笔记。书本链接https://www.ituring.com.cn/book/1811

使用微软的Word文档编辑器时，如果不小心误删了某段内容，可以通过Ctrl+Z撤销一步或多步操作，恢复到之前的状态。而在面向对象编程时，如果想恢复实例到以前的状态，就必须有一个可以自有访问实例内部结构的权限，但如果稍不注意，又有可能会将依赖于实力内部结构的代码分散地编写在程序中的各个地方，导致程序难以维护，破坏了程序的封装性。因此，需要用到Memento这种设计模式，通过引入表示实例状态的的角色，可以在保存和恢复实例时有效地防止对象的封装性遭到破坏。

Memento类代码：

package com.wen.Memento.game;
import java.util.*;

public class Memento {
    int money;                              // 所持金钱
    ArrayList fruits;                       // 当前获得的水果
    public int getMoney() {                 // 获取当前所持金钱（narrow interface）
        return money;
    }
    Memento(int money) {                    // 构造函数(wide interface)
        this.money = money;
        this.fruits = new ArrayList();
    }
    void addFruit(String fruit) {           // 添加水果(wide interface)
        fruits.add(fruit);
    }
    List getFruits() {                      // 获取当前所持所有水果（wide interface）
         return (List)fruits.clone();
    }
}

Gamer类代码：

package com.wen.Memento.game;
import java.util.*;

public class Gamer {
    private int money;                          // 所持金钱
    private List fruits = new ArrayList();      // 获得的水果
    private Random random = new Random();       // 随机数生成器
    private static String[] fruitsname = {      // 表示水果种类的数组
        "苹果", "葡萄", "香蕉", "橘子",
    };
    public Gamer(int money) {                   // 构造函数
        this.money = money;
    }
    public int getMoney() {                     // 获取当前所持金钱
        return money;
    }
    public void bet() {                         // 投掷骰子进行游戏
        int dice = random.nextInt(6) + 1;           // 掷骰子
        if (dice == 1) {                            // 骰子结果为1…增加所持金钱
            money += 100;
            System.out.println("所持金钱增加了。");
        } else if (dice == 2) {                     // 骰子结果为2…所持金钱减半
            money /= 2;
            System.out.println("所持金钱减半了。");
        } else if (dice == 6) {                     // 骰子结果为6…获得水果
            String f = getFruit();
            System.out.println("获得了水果(" + f + ")。");
            fruits.add(f);
        } else {                                    // 骰子结果为3、4、5则什么都不会发生
            System.out.println("什么都没有发生。");
        }
    }
    public Memento createMemento() {                // 拍摄快照
        Memento m = new Memento(money);
        Iterator it = fruits.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String f = (String)it.next();
            if (f.startsWith("好吃的")) {         // 只保存好吃的水果
                m.addFruit(f);
            }
        }
        return m;
    }
    public void restoreMemento(Memento memento) {   // 撤销
        this.money = memento.money;
        this.fruits = memento.getFruits();
    }
    public String toString() {                      // 用字符串表示主人公状态
        return "[money = " + money + ", fruits = " + fruits + "]";
    }
    private String getFruit() {                     // 获得一个水果
        String prefix = "";
        if (random.nextBoolean()) {
            prefix = "好吃的";
        }
        return prefix + fruitsname[random.nextInt(fruitsname.length)];
    }
}

 Main类代码：
 

package com.wen.Memento;


import com.wen.Memento.game.Gamer;
import com.wen.Memento.game.Memento;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gamer gamer = new Gamer(100);               // 最初的所持金钱数为100
        Memento memento = gamer.createMemento();    // 保存最初的状态
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("==== " + i);        // 显示掷骰子的次数
            System.out.println("当前状态:" + gamer);    // 显示主人公现在的状态

            gamer.bet();    // 进行游戏

            System.out.println("所持金钱为" + gamer.getMoney() + "元。");

            // 决定如何处理Memento
            if (gamer.getMoney() > memento.getMoney()) {
                System.out.println("    （所持金钱增加了许多，因此保存游戏当前的状态）");
                memento = gamer.createMemento();
            } else if (gamer.getMoney() < memento.getMoney() / 2) {
                System.out.println("    （所持金钱减少了许多，因此将游戏恢复至以前的状态）");
                gamer.restoreMemento(memento);
            }

            // 等待一段时间
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

模式中的角色： 

Originator（生成者）：会保存自己的最新状态时生成Memento角色。当把以前保存的Memento角色传递给Originator角色时，会将自己恢复至生成该Memento时的状态。如上面代码中的Gamer类。

Memento（纪念品）：该角色会将Originator角色的内部信息整合在一起，并且不会向外部公开这些信息。主要有窄接口和宽接口两种接口：

    宽接口：指所有用于获取回复对象状态信息方法的集合，由于这些方法会暴露Memento角色的所有内部信息，因此，只有Orinator可以使用宽接口。

    窄接口：为外部的Caretaker角色提供了窄接口，只能获取十分有限的Memento角色内部信息，可以有效地防止信息泄露。

 通过对外提供上面两种接口，可以有效地防止对象的封装性被破坏。上面代码中由Memento类扮演Memento角色。

Caretaker（负责人）：该角色只能使用Memento角色中的窄接口，无法获取Memento角色的所有信息，只是将Memento角色当作一个黑盒子保存起来。如上面代码中的Main类。