C++ 备忘录模式：一个可撤销状态的实现与权衡

C++ 备忘录模式：一个可撤销状态的实现与权衡

写代码久了，总会遇到需要回退的场景——编辑器里的 Ctrl+Z，数据库事务失败时的现场恢复，或者游戏里的存档/读档。这些需求背后都藏着同一个模式：备忘录（Memento）。它能让你把对象内部状态抓取出来，保存在外部，日后还能原封不动地塞回去，而且全程不破坏对象的封装。

C++ 的实现尤其需要注意内存管理和访问权限。下面我会先交代角色分工，再给一个我自己常用的实现，最后聊聊实际工程里容易踩的坑和取舍。

角色分工

备忘录模式就三个角色，理解它们的职责比背定义有用得多。

Originator（发起人）——需要存档的那个对象。它创建备忘录来保存当前状态，也能用备忘录恢复状态。状态的拥有者。

Memento（备忘录）——状态的容器。它对外暴露两个不同'宽度'的接口：宽接口供 Originator 完全访问内部数据，窄接口对其他对象只开放有限操作（甚至只是传输句柄）。在 C++ 里，这个通常靠友元实现。

Caretaker（管理者）——负责保存一串备忘录（比如历史栈），但它不能窥探、修改备忘录内容，只能通过窄接口拿到备忘录并交给 Originator 恢复。

这三者的协作，核心就是把状态的存取与状态的持有解耦，让 Originator 不用暴露出 set/get 接口也能被外部回滚。

一个可以直接用的实现

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

// 备忘录类
class Memento {
private:
    std::string state;
    // 只有 Originator 可以访问私有成员
    friend class Originator;
    
    Memento(const std::string& s) : state(s) {}
    std::string GetState() const { return state; }
};

// 发起人类
class Originator {
private:
    std::string state;
public:
    void SetState(const std::string& s) {
        std::cout <<  << s << std::endl;
        state = s;
    }
    
    {
          (state);
    }
    
    {
        state = m->();
        std::cout <<  << state << std::endl;
    }
};


  {
:
    std::vector<Memento*> mementos;
    Originator* originator;
:
    (Originator* orig) : (orig) {}
    
    ~() {
         ( m : mementos)  m;
    }
    
    {
        mementos.(originator->());
    }
    
    {
         (mementos.()) ;
        Memento* m = mementos.();
        originator->(m);
        mementos.();
         m;
    }
};


{
    Originator originator;
    ;
    
    originator.();
    caretaker.();
    
    originator.();
    caretaker.();
    
    originator.();
    
    
    caretaker.();
    
    caretaker.();
    
     ;
}