在软件构建过程中,某些对象的状态在转换过程中,可能由于某种需要,要求程序能够回溯到对象之前处于某个点时的状态.如果使用一些共有接口来让其他对象得到对象的状态,便会暴露对象的细节实现。我们需要实现对象状态的良好保存与恢复,但同时不会因此而破坏对象本身的封装性。 Examda提示: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。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。 我们首先看看不适用设计模式来解决对象状态恢复的情况。 public class Rectangle : ICloneable { int x; int y; int width; int height; public void SetValue(Rectangle r) { this.x = r.x; this.y = r.y; this.width = r.width; this.height = r.height; } public Rectangle(int x, int y, int width, int height) { this.x = x; this.y = y; this.width = width; this.height = height; } public void MoveTo(Point p) { //.... } public void ChangeWidth(int width) { } public void ChangeHeight(int height) { } public void Draw(Graphics graphic) { } #region ICloneable 成员 public object Clone() { return this.MemberwiseClone(); } #endregion } public class GraphicsSystem { //原发器对象: //有必要对自身内部状态进行保存,然后在某个点处又需要恢复内部状态的对象 Rectangle r = new Rectangle(0, 0, 10, 10); //备忘录对象: //保存原发器对象的内部状态,但不提供原发器对象支持的操作 Rectangle rSaved = new Rectangle(0, 0, 10, 10); public void Process() { rSaved = r.Clone(); //.... } public void Saved_Click(object sender, EventArgs e) { r.SetValue(rSaved); //.... } } class Program { static void Main(string[] args) { Rectangle r = new Rectangle(0, 0, 10, 10); GraphicsSystem g = new GraphicsSystem(); g.Process(r); } } 上面的代码中Rectangle类实现了ICloneable接口,这个接口利用浅拷贝返回一个新的Rectangle对象。
在GraphicsSystem类中,我们定义了一个原发器对象r,和备忘录对象rSaved,在Process的时候,我们将原发器对象进行克隆保存在rSaved引用中。在Saved_Click方法中,将备忘录对象rSaved保存的值还原给原发器对象r。但这样来做,备忘录对象提过了原发器对象的一些操作,那么我们现在需要将备忘录对象抽象出来。 public class Rectangle { int x; int y; int width; int height; public void SetValue(Rectangle r) { this.x = r.x; this.y = r.y; this.width = r.width; this.height = r.height; } public Rectangle(int x, int y, int width, int height) { this.x = x; this.y = y; this.width = width; this.height = height; } public void MoveTo(Point p) { //.... } public void ChangeWidth(int width) { } public void ChangeHeight(int height) { } public void Draw(Graphics graphic) { } internal RectangleMemento Creatememento() { RectangleMemento memento = new RectangleMemento(); memento.SetState(this.x, this.y, this.width, this.height); return memento; } internal void SetMemento(RectangleMemento memento) { this.x = memento.x; this.y = memento.y; this.width = memento.width; this.height = memento.height; } } internal class RectangleMemento { internal int x; internal int y; internal int width; internal int height; internal void SetState(int x, int y, int width, int height) { this.x = x; this.y = y; this.width = width; this.height = height; } } public class GraphicsSystem { //原发器对象: //有必要对自身内部状态进行保存,然后在某个点处又需要恢复内部状态的对象 Rectangle r = new Rectangle(0, 0, 10, 10); //备忘录对象: //保存原发器对象的内部状态,但不提供原发器对象支持的操作 RectangleMemento rSaved = new RectangleMemento(); public void Process(Rectangle r) { rSaved = r.Creatememento(); //.... } public void Saved_Click(object sender, EventArgs e) { r.SetMemento(rSaved); //.... } } 在上面这段代码中,我们将备忘录对象抽象出来为RectangleMemento类,这个类只保存了原发器对象基本的值,但没有提供其他的操作,并且,我们将RectangleMemento类和内部成员全部申明为internal只能让程序集本身调用,保证了RectangleMemento对象的封装性。 实现要点: 备忘录存储原发器(Originator)对象的内部状态,在需要时恢复原发器状态。Memento模式适用于由原发器管理,却又必须存储在原发器之外的信息 在实现Memento模式中,要防止原发器以外的对象方位备忘录对象,备忘录对象有两个接口,一个为原发器使用的宽接口,一个为其他对象使用的窄接口 在实现Memento模式时,要考虑拷贝对象状态的效率问题,如果对象开销比较大,可以采用某种增量式改变来跟进Memnto模式 在上面的例子中Rectangle对于RectangleMemento看到是宽接口,即SetState方法,而GraphicsSystem看到的是窄接口,即RectangleMemento的构造函数和Creatememento、SetMemento方法。
当一个对象比较大的时候,在.net中如DataSet,要保存对象的状态可能会造成效率问题,占用比较大的内存。 下面一段代码演示了通过使用序列化的方式来实现Memento模式 [Serializable] public class Rectangle { int x; int y; int width; int height; public void SetValue(Rectangle r) { this.x = r.x; this.y = r.y; this.width = r.width; this.height = r.height; } public Rectangle(int x, int y, int width, int height) { this.x = x; this.y = y; this.width = width; this.height = height; } public void MoveTo(Point p) { //.... } public void ChangeWidth(int width) { } public void ChangeHeight(int height) { } public void Draw(Graphics graphic) { } public GeneralMementor CreateMemento() { GeneralMementor memento = new GeneralMementor(); memento.SetState(this); return memento; } public void SetMemento(GeneralMementor memento) { Rectangle r = memento.GetState() as Rectangle; SetValue(r); } } public class GeneralMementor { MemoryStream rSaved = new MemoryStream(); internal void SetState(object obj) { BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter(); bf.Serialize(rSaved, obj); } internal object GetState() { BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter(); rSaved.Seek(0, SeekOrigin.End); object obj = bf.Deserialize(rSaved); return obj; } } public class GraphicsSystem { //原发器对象: //有必要对自身内部状态进行保存,然后在某个点处又需要恢复内部状态的对象 Rectangle r = new Rectangle(0, 0, 10, 10); GeneralMementor memntor = null; //备忘录对象: //保存原发器对象的内部状态,但不提供原发器对象支持的操作 public void Process(Rectangle r) { memntor = r.CreateMemento(); //.... } public void Saved_Click(object sender, EventArgs e) { r.SetMemento(memntor); //.... } } 上面的代码中我们可以看到将Rectangle原发器保存在内存流里,在恢复的时候,将内存流里的对象进行还原,我们可以更进一步的抽象,可以将对象保存在任何的流里,这里就不做演示了。
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