代码界的时光机：备忘录模式的存档艺术### 代码界的时光机：备忘录模式的存档艺术 --- #### 一、当程序开始「读档

代码界的时光机：备忘录模式的存档艺术

一、当程序开始「读档重开」

你是否经历过这样的崩溃时刻？
游戏Boss战连续失败10次，却只能从头开始；
PS修图误删关键图层，历史记录只保存了3步；
写论文忘记保存，断电后一夜回到解放前...

备忘录模式就像代码世界的「月光宝盒」——「般若波罗蜜！」 一声咒语，随时穿越回过去的高光时刻，让对象状态自由穿梭于时空之间！

二、时光机的核心组件（UML图）

   ┌─────────────┐         ┌─────────────┐
   │ Originator  │         │  Memento    │
   ├─────────────┤         ├─────────────┤
   │ +save()     │<───────┐│ -state      │
   │ +restore()  │        ├┼─────────────┤
   └──────△──────┘       │└─────────────┘
          │               │
   ┌──────┴──────┐        │┌─────────────┐
   │  Caretaker  │        ││  Concrete   │
   │  (存档管家)  │        ││  Memento    │
   └─────────────┘        │└─────────────┘
                          └─────────────────

游戏角色（Originator）：需要存档的对象
存档文件（Memento）：存储秘密状态的时光胶囊
存档管家（Caretaker）：管理存档栈的哆啦A梦

三、代码世界的时光旅行（场景实战）

1. 创建游戏角色（需要存档的对象）

class GameCharacter {
    private int level;
    private String weapon;
    private String location;

    // 存档（制作时光胶囊）
    public GameSave save() {
        return new GameSave(level, weapon, location);
    }

    // 读档（打开时光胶囊）
    public void restore(GameSave save) {
        this.level = save.getLevel();
        this.weapon = save.getWeapon();
        this.location = save.getLocation();
    }

    // 角色行为（可能改变状态）
    public void levelUp() {
        level++;
        System.out.println("✨ 升级到Lv." + level);
    }

    // ...其他方法省略...
}

2. 制作时光胶囊（备忘录）

class GameSave {
    private final int level;
    private final String weapon;
    private final String location;

    // 只有游戏角色能制作胶囊（保护封装）
    GameSave(int level, String weapon, String location) {
        this.level = level;
        this.weapon = weapon;
        this.location = location;
    }

    // 私有getter保证胶囊内容安全
    int getLevel() { return level; }
    String getWeapon() { return weapon; }
    String getLocation() { return location; }
}

3. 时光管理局（存档管家）

class SaveManager {
    private final Stack<GameSave> saves = new Stack<>();

    // 存档（按下F5）
    public void quickSave(GameCharacter hero) {
        saves.push(hero.save());
        System.out.println("💾 存档成功！");
    }

    // 读档（按下F9）
    public void quickLoad(GameCharacter hero) {
        if (!saves.isEmpty()) {
            hero.restore(saves.pop());
            System.out.println("⏪ 读档成功！");
        } else {
            System.out.println("⚠️ 没有存档！");
        }
    }

    // 作弊码：获取所有存档
    public void showSaves() {
        System.out.println("=== 秘密存档列表 ===");
        saves.forEach(s -> System.out.println(
            "Lv." + s.getLevel() + " " + s.getLocation()
        ));
    }
}

4. 游戏实战演示

public class TimeTravel {
    public static void main(String[] args) {
        GameCharacter hero = new GameCharacter();
        SaveManager manager = new SaveManager();

        hero.levelUp();       // Lv.1 → Lv.2
        manager.quickSave(hero); 

        hero.levelUp();       // Lv.2 → Lv.3
        hero.levelUp();       // Lv.3 → Lv.4
        manager.quickSave(hero);

        System.out.println("💀 遭遇Boss秒杀...");
        manager.quickLoad(hero); // 回到Lv.4
        manager.quickLoad(hero); // 回到Lv.2

        // 作弊查看存档
        manager.showSaves(); // 显示剩余存档
    }
}

四、存档三兄弟的时空论战

维度	备忘录模式	原型模式	序列化
目的	状态保存与恢复	对象克隆	持久化存储
粒度	部分状态	完整对象	完整对象
性能	高效（内存操作）	中等	较低（IO开销）
安全性	封装性强	需处理深拷贝	需处理版本兼容
现实类比	游戏即时存档	细胞分裂	录像带

五、现实世界的时光胶囊

游戏存档系统：塞尔达的自动存档/手动存档
文档编辑历史：Word的撤销/重做功能
数据库事务：Commit前的回滚点
浏览器历史记录：前进/后退按钮的实现
AI训练快照：保存不同训练阶段模型参数

冷知识：
Photoshop的历史记录面板本质是备忘录模式的变体，只是限制了存档数量！

六、防时空悖论指南

控制存档频率：

// 自动存档限制频率
if (System.currentTimeMillis() - lastSave > 5000) {
    quickSave(hero);
}

存档压缩优化：

// 只保存差异状态（增量存档）
class DeltaSave extends Memento {
    private int levelDiff;
    // 其他差异字段...
}

防止内存泄漏：

// 限制最大存档数量
if (saves.size() > 10) {
    saves.removeOldest();
}

加密敏感数据：

// 对存档加密
GameSave encrypted = encrypt(save);
saves.push(encrypted);

处理版本兼容：

// 旧版存档兼容逻辑
if (save.getVersion() < CURRENT_VERSION) {
    migrateSave(save);
}

七、时空管理局总结

备忘录模式让代码成为时间管理大师：

✅ 要：用于需要状态快照的场景
✅ 要：严格封装备忘录的访问权限
❌ 不要：保存过大对象导致内存压力
❌ 不要：暴露备忘录的实现细节