引言：

备忘录模式是一种常见的设计模式，用于记录对象的内部状态并在需要时恢复该状态。备忘录模式通常用于实现撤消操作或检查点功能，它将状态信息从原发器对象中分离出来，使得备忘录对象可以独立地存储和管理状态信息，从而实现了状态的保存和恢复。

备忘录模式在实际开发中非常有用，因为它提供了以下优势：

支持撤消操作：备忘录模式可以用于实现撤消操作，当用户需要撤消某个操作时，可以使用备忘录模式将对象的状态恢复到之前的状态。
支持检查点功能：备忘录模式可以用于实现检查点功能，当需要记录某个状态时，可以使用备忘录模式将对象的状态记录下来，以便在需要时恢复状态。
实现了状态的封装：备忘录模式将状态信息从原发器对象中分离出来，使得备忘录对象可以独立地存储和管理状态信息，从而实现了状态的封装。
简化了原发器对象的代码：备忘录模式使得原发器对象不需要保存所有的历史状态信息，从而简化了原发器对象的代码。

备忘录模式的基本结构

备忘录模式的基本结构：

备忘录模式是一种行为型设计模式，它允许我们在不破坏对象封装的前提下捕获和恢复对象的内部状态。备忘录模式的主要目的是允许我们保存一个对象的状态，以便在需要时可以恢复它。

备忘录模式由三个主要组件组成，分别是原发器、备忘录和负责人。

原发器（Originator）：原发器是一个包含状态的对象，它允许外部对象访问其内部状态。在备忘录模式中，原发器是被保存状态的对象。
备忘录（Memento）：备忘录是原发器的状态副本，它保存了原发器的内部状态，但不会暴露给外部对象。
负责人（Caretaker）：负责人是一个对象，它负责管理备忘录对象，并且只能在原发器的授权下使用备忘录对象。负责人可以将备忘录对象保存在内存中，以便在需要时恢复原发器的状态。

这些组件是如何协同工作的：

当需要保存原发器的状态时，备忘录模式会创建一个备忘录对象，并将原发器的状态复制到备忘录对象中。备忘录对象保存在负责人对象中，以便在需要时恢复原发器的状态。

当需要恢复原发器的状态时，负责人对象将备忘录对象传递给原发器，原发器会使用备忘录对象来恢复其状态。注意，只有原发器对象可以访问备忘录对象中保存的状态，这是因为备忘录对象是被设计为只能由原发器对象访问。

总之，备忘录模式允许我们在不破坏对象封装的前提下捕获和恢复对象的内部状态。备忘录模式的主要组件是原发器、备忘录和负责人，它们通过协同工作来实现状态的保存和恢复。

代码例子

在游戏中，备忘录模式通常用于实现游戏的存档和读档功能。当玩家需要保存当前游戏进度时，游戏将创建一个备忘录对象，并将当前游戏状态保存到备忘录对象中。备忘录对象通常保存在硬盘或内存中，以便玩家在需要时可以读取它。

当玩家需要恢复游戏进度时，游戏将读取之前保存的备忘录对象，并使用其中的状态信息来恢复游戏的状态。在这个例子中，游戏是原发器，备忘录对象是游戏状态的副本，负责人是用于管理备忘录对象的游戏系统。

备忘录模式提供了一种可靠的方法来保存游戏进度，并在需要时将其恢复。此外，备忘录模式还可以用于实现游戏的撤销和重做功能，允许玩家撤消他们所做的操作，并回到之前的游戏状态。

首先，我们定义备忘录对象，用于保存游戏状态。

public class GameMemento {
    private final int level;
    private final int points;
 
    public GameMemento(int level, int points) {
        this.level = level;
        this.points = points;
    }
 
    public int getLevel() {
        return level;
    }
 
    public int getPoints() {
        return points;
    }
}

在这个例子中，备忘录对象包含一个级别和积分属性，用于保存游戏的状态。

接下来，我们定义原发器对象，用于创建备忘录对象和恢复其状态。

public class Game {
    private int level;
    private int points;
 
    public void play() {
        level++;
        points += 10;
    }
 
    public GameMemento saveToMemento() {
        return new GameMemento(level, points);
    }
 
    public void restoreFromMemento(GameMemento memento) {
        level = memento.getLevel();
        points = memento.getPoints();
    }
 
    public String toString() {
        return "Game - Level: " + level + ", Points: " + points;
    }
}

在这个例子中，原发器对象包含一个级别和积分属性，以及三个方法。play()方法用于模拟玩游戏时提升级别和增加积分的过程。saveToMemento()方法创建一个备忘录对象并将原发器对象的状态保存到备忘录对象中。restoreFromMemento()方法从备忘录对象中恢复原发器对象的状态。

最后，我们定义负责人对象，用于管理备忘录对象。

import java.util.Stack;
 
public class GameCaretaker {
    private Stack<GameMemento> mementoStack = new Stack<>();
 
    public void save(GameMemento state) {
        mementoStack.push(state);
    }
 
    public GameMemento restore() {
        return mementoStack.pop();
    }
}

在这个例子中，负责人对象包含一个备忘录栈，用于存储备忘录对象。save()方法将备忘录对象添加到栈中，restore()方法从栈中获取备忘录对象。

最后，我们可以使用这些组件来实现备忘录模式。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Game game = new Game();
        GameCaretaker caretaker = new GameCaretaker();
 
        game.play();
        System.out.println(game);
        caretaker.save(game.saveToMemento());
 
        game.play();
        game.play();
        System.out.println(game);
        caretaker.save(game.saveToMemento());
 
        game.play();
        System.out.println(game);
 
        GameMemento memento = caretaker.restore();
        game.restoreFromMemento(memento);
        System.out.println(game);
 
        memento = caretaker.restore();
        game.restoreFromMemento(memento);
        System.out.println(game);
    }
}

在这个例子中，我们首先创建一个游戏对象和一个负责人对象。我们将游戏对象的状态更改为第一次游戏后的状态，并将第一个备忘录对象添加到负责人对象的备忘录栈中。接下来，我们再次播放游戏，并将第二个备忘录对象添加到负责人对象的备忘录栈中。然后，我们再次播放游戏，使游戏对象的状态更改为最终状态。

然后，我们从负责人对象中获取第一个备忘录对象，并使用它来恢复游戏对象的状态。然后，我们打印出游戏对象的状态，它应该是第二次玩游戏后的状态。接下来，我们从负责人对象中获取第二个备忘录对象，并使用它来恢复游戏对象的状态。然后，我们打印出游戏对象的状态，它应该是第一次玩游戏后的状态。

这个例子演示了备忘录模式在游戏存档中的实现。在这个例子中，原发器对象包含一个级别和积分属性和三个方法，用于模拟游戏玩的过程，创建备忘录对象和从备忘录对象中恢复状态。备忘录对象包含一个级别和积分属性，用于保存游戏的状态。负责人对象包含一个备忘录栈，用于存储备忘录对象。通过这些组件的协作，我们可以实现游戏存档和恢复的功能。

值得注意的是，备忘录模式可以有多种实现方式，上述代码只是其中一种实现方式。在实际应用中，我们需要根据具体情况来选择最合适的实现方式。

总结

优点：

备忘录模式可以简化代码，将状态保存和恢复的责任从客户端代码中移除。
备忘录模式提供了一种可靠的方法来保存对象状态，并在需要时将其恢复。
备忘录模式可以支持多次撤销操作，使得应用程序更加灵活。
备忘录模式可以使得原发器对象与负责人对象分离，从而提高代码的可读性和可维护性。

缺点：

如果备忘录对象包含大量数据，那么保存和恢复对象状态的时间和空间成本可能会很高。
如果备忘录对象包含敏感数据，那么将其保存到磁盘或网络上可能会带来安全风险。
如果备忘录对象包含大量状态数据，那么备忘录列表可能会占用大量内存。

如何用备忘录模式实现游戏状态的存档与恢复

引言：

备忘录模式的基本结构

代码例子

总结