C++ 备忘录模式实战：对象状态保存与恢复

C++ 备忘录模式实战：对象状态保存与恢复

在开发过程中，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）正是解决这类问题的经典方案。它允许在不破坏封装性的前提下，捕获并外部化对象的内部状态，以便后续恢复。

核心角色解析

实现备忘录模式主要涉及三个角色，理解它们的职责是上手的关键。

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，同时也能利用备忘录恢复到之前的状态。简单来说，它是状态的拥有者。

2. Memento（备忘录）

这是存储状态的容器。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读取。这种设计确保了状态细节的封装性不被破坏。

3. Caretaker（管理者）

负责管理备忘录对象，比如保存列表。关键点在于，Caretaker 不操作备忘录内容，只能通过窄接口交互，避免越权访问。

设计原则体现

这个模式很好地体现了几个面向对象原则：

• 单一职责：将状态保存从业务逻辑中剥离，Originator 更专注核心功能。
• 开闭原则：扩展保存功能无需修改 Originator，新增备忘录类即可。
• 迪米特法则：Caretaker 不直接触碰 Memento 内部细节，降低耦合。

C++ 实现示例

下面是一个完整的 C++ 实现。注意这里使用了友元机制来保证 Memento 对 Originator 的可见性，同时通过窄接口限制外部访问。

#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:
    {
        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.();
    
     ;
}