C++备忘录模式：优雅实现对象状态保存与恢复

C++备忘录模式：优雅实现对象状态保存与恢复

在开发中，我们常会遇到需要撤销操作、历史记录或状态回滚的场景。备忘录模式（Memento Pattern）正是为此而生。它允许在不破坏封装性的前提下捕获对象的内部状态，以便后续恢复。今天我们就来聊聊如何在 C++ 中落地这一模式，顺便避避坑。

核心角色解析

理解备忘录模式，关键看三个角色怎么配合：

1. Originator（发起人）

这是需要保存状态的对象。它负责创建备忘录并记录当前状态，也能利用备忘录恢复之前的状态。简单来说，它是状态的拥有者。

2. Memento（备忘录）

这是存储 Originator 状态的对象。它有两个接口：宽接口供 Originator 使用以存取数据，窄接口供其他对象使用仅用于保存。这样既保证了数据能存下来，又防止了外部随意修改内部细节。

3. Caretaker（管理者）

它只负责管理备忘录对象，比如存一堆快照。CareTaker 不操作备忘录内容，只能通过窄接口交互。职责单一，耦合度低。

设计原则体现

这个模式其实暗合了不少设计原则：

• 单一职责：把状态保存从业务逻辑里剥离出来，Originator 专心干活。
• 开闭原则：想扩展保存功能？加个新备忘录类就行，不用改 Originator。
• 迪米特法则：Caretaker 不懂 Memento 内部细节，系统更松耦合。

C++ 实战代码

下面是一个完整的示例。注意，这里我用了智能指针来管理内存，避免手动 delete 带来的泄漏风险，这在 C++ 里是必须的。

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

// 备忘录类：存储状态
// 只有 Originator 可以通过友元访问私有成员
class Memento {
private:
    std::string state;
    friend class Originator;

    Memento(const std::string& s) : state(s) {}

public:
    // 窄接口：获取状态（通常由 Originator 调用）
    std::string GetState() const {  state; }
};


  {
:
    std::string state;

:
    {
        std::cout <<  << s << std::endl;
        state = s;
    }

    
    {
         std::<Memento>(state);
    }

    
    {
        state = m->();
        std::cout <<  << state << std::endl;
    }
};



  {
:
    std::vector<std::unique_ptr<Memento>> mementos;
    Originator* originator;

:
    (Originator* orig) : (orig) {}

    {
        mementos.(originator->());
    }

    {
         (mementos.()) ;
         m = mementos.();
        originator->(m.());
        mementos.();
    }
};

{
    Originator originator;
    ;

    originator.();
    caretaker.();

    originator.();
    caretaker.();

    originator.();

    
    caretaker.();
    
    caretaker.();

     ;
}