設計模式（二十）——備忘錄模式（游戲角色狀態恢復問題）

1 游戲角色狀態恢復問題

游戲角色有攻擊力和防御力，在大戰 Boss 前保存自身的狀態(攻擊力和防御力)，當大戰 Boss 后攻擊力和防御力下降，從備忘錄對象恢復到大戰前的狀態

2 傳統方案解決游戲角色恢復

3 傳統的方式的問題分析

1) 一個對象，就對應一個保存對象狀態的對象， 這樣當我們游戲的對象很多時，不利於管理，開銷也很大.

2) 傳統的方式是簡單地做備份，new 出另外一個對象出來，再把需要備份的數據放到這個新對象，但這就暴露了對象內部的細節

3) 解決方案： => 備忘錄模式

4 備忘錄模式基本介紹

基本介紹

1) 備忘錄模式（Memento Pattern）在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，並在該對象之外保存這個狀態。這樣以后就可將該對象恢復到原先保存的狀態

2) 可以這里理解備忘錄模式：現實生活中的備忘錄是用來記錄某些要去做的事情，或者是記錄已經達成的共同意見的事情，以防忘記了。而在軟件層面，備忘錄模式有着相同的含義，備忘錄對象主要用來記錄一個對象的某種狀態，或者某些數據，當要做回退時，可以從備忘錄對象里獲取原來的數據進行恢復操作

3) 備忘錄模式屬於行為型模式

5 備忘錄模式的原理類圖

 

• 對原理類圖的說明-即(備忘錄模式的角色及職責)

1) originator :  對象(需要保存狀態的對象)

2) Memento ： 備忘錄對象,負責保存好記錄，即 Originator 內部狀態

3) Caretaker: 守護者對象,負責保存多個備忘錄對象， 使用集合管理，提高效率

4) 說明：如果希望保存多個 originator 對象的不同時間的狀態，也可以，只需要要 HashMap <String, 集合>

• 代碼實現

package com.lin.memento;

public class Originator {

    private String state;

    public String getState() {
        return state;
    }

    public void setState(String state) {
        this.state = state;
    }
    
    
    // 編寫一個方法，可以保存一個狀態對象Memento
    // 因此編寫一個方法，返回Memento
    public Memento saveStateMemento() {
        return new Memento(state);
    }
    
    // 通過備忘錄對象，恢復狀態
    public void getStateFromMemento(Memento memento) {
        state = memento.getState();
    }
}

 

package com.lin.memento;

public class Memento {

    private String state;

    public Memento(String state) {
        super();
        this.state = state;
    }

    public String getState() {
        return state;
    }
    
    
}

 

package com.lin.memento;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class Caretaker {

    // 多個備忘錄對象
     private List<Memento> mementoList = new ArrayList<Memento>();
//    private Map<String, ArrayList> mementoMap = new HashMap<String, ArrayList>();
    
    
    
    public void add(Memento memento) {
        mementoList.add(memento);
    }
    
    public Memento get(int index) {
        return mementoList.get(index);
    }
    
    
    
}

 

package com.lin.memento;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        
        Originator originator = new Originator();
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        
        // 狀態1
        originator.setState("狀態#1（20210209 11：47）：");
        caretaker.add(originator.saveStateMemento());
        System.out.println(originator.getState());
        // 狀態2
        originator.setState("狀態#2（20210209 11：50）：");
        caretaker.add(originator.saveStateMemento());
        System.out.println(originator.getState());
        
        // 恢復狀態1
        originator.getStateFromMemento(caretaker.get(0));
        System.out.println(originator.getState());
        

    }
}

 

6 游戲角色恢復狀態實例

1) 應用實例要求

游戲角色有攻擊力和防御力，在大戰 Boss 前保存自身的狀態(攻擊力和防御力)，當大戰 Boss 后攻擊力和防御力下降，從備忘錄對象恢復到大戰前的狀態

2) 思路分析和圖解(類圖)

 

 3)代碼實現

package com.lin.memento.game;

public class GameRole {

    private int vit;
    private int def;
    // 創建memento，即根據當前的狀態得到memento
    public Memento createMemento() {
        return new Memento(this.vit, this.def);
    }
    
    // 從備忘錄對象，恢復gamerole的狀態
    public void recoverGameRoleMemento(Memento memento) {
        this.vit = memento.getVit();
        this.def = memento.getDef();
    }
    
    // 顯示當前游戲角色的狀態
    public void display() {
        System.out.println("游戲角色當前的攻擊力："+this.vit+" 防御力：" + this.def);
    }

    public int getVit() {
        return vit;
    }

    public void setVit(int vit) {
        this.vit = vit;
    }

    public int getDef() {
        return def;
    }

    public void setDef(int def) {
        this.def = def;
    }
    
}

 

package com.lin.memento.game;

public class Memento {

    // 攻擊力
    private int vit;
    // 防御力
    private int def;
    
    public Memento(int vit, int def) {
        super();
        this.vit = vit;
        this.def = def;
    }

    

    public int getVit() {
        return vit;
    }

    public void setVit(int vit) {
        this.vit = vit;
    }

    public int getDef() {
        return def;
    }

    public void setDef(int def) {
        this.def = def;
    }
    
    
}

 

package com.lin.memento.game;
// 守護者對象，保持游戲角色的狀態

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;

public class Caretaker {

    //如果只是保存一次
    private Memento memento;
    // 對gamerole保存多次狀態
//    private ArrayList<Memento> mementos;
    // 對多個游戲角色保存多個狀態
//    private HashMap<String, ArrayList<Memento>> rolesMementos;

    public Memento getMemento() {
        return memento;
    }

    public void setMemento(Memento memento) {
        this.memento = memento;
    }
    
    
    
}

 

package com.lin.memento.game;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        
        GameRole gameRole = new GameRole();
        gameRole.setDef(100);
        gameRole.setVit(100);
        System.out.println("大戰前的狀態");
        gameRole.display();
        
        // 大戰前保存角色狀態
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        caretaker.setMemento(gameRole.createMemento());
        
        System.out.println("大戰開始！");
        gameRole.setDef(90);
        gameRole.setVit(87);
        gameRole.display();
        
        System.out.println("恢復原來狀態");
        gameRole.recoverGameRoleMemento(caretaker.getMemento());
        gameRole.display();
    
    }
}

 

 

 

7 備忘錄模式的注意事項和細節

1) 給用戶提供了一種可以恢復狀態的機制，可以使用戶能夠比較方便地回到某個歷史的狀態

2) 實現了信息的封裝，使得用戶不需要關心狀態的保存細節

3) 如果類的成員變量過多，勢必會占用比較大的資源，而且每一次保存都會消耗一定的內存, 這個需要注意

4) 適用的應用場景：1、后悔葯。 2、打游戲時的存檔。 3、Windows 里的  ctri + z。  4、IE  中的后退。  4、數據庫的事務管理

5) 為了節約內存，備忘錄模式可以和原型模式配合使用

 

僅供參考，有錯誤還請指出！

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