C++备忘录模式详解（轻松掌握C++设计模式中的备忘录模式）

为什么使用备忘录模式？

使用C++设计模式教程中介绍的备忘录模式有以下优点：

• 提供了一种状态恢复机制，支持撤销操作。
• 保持封装边界，Originator 的内部状态对外部是隐藏的。
• 简化了 Originator 的职责，将状态管理逻辑分离出来。

C++ 实现备忘录模式示例

下面我们通过一个简单的文本编辑器示例来演示如何在 C++ 中实现备忘录模式。用户可以输入文本，并随时保存当前状态，之后可以恢复到之前保存的状态。

#include <iostream>#include <string>#include <vector>class Memento {private:    std::string state;public:    Memento(const std::string& s) : state(s) {}    std::string getState() const {        return state;    }};class TextEditor {private:    std::string content;public:    void type(const std::string& text) {        content += text;    }    void print() const {        std::cout << "Current content: " << content << std::endl;    }    // 创建备忘录    Memento save() {        return Memento(content);    }    // 恢复状态    void restore(const Memento& memento) {        content = memento.getState();    }};class History {private:    std::vector<Memento> history;public:    void push(const Memento& memento) {        history.push_back(memento);    }    Memento pop() {        if (history.empty()) {            throw std::runtime_error("No more history!");        }        Memento last = history.back();        history.pop_back();        return last;    }    bool isEmpty() const {        return history.empty();    }};int main() {    TextEditor editor;    History history;    editor.type("Hello ");    history.push(editor.save());    editor.type("World!");    editor.print(); // 输出: Current content: Hello World!    editor.restore(history.pop());    editor.print(); // 输出: Current content: Hello     return 0;}

代码解析

上面的代码展示了完整的备忘录模式实现：

• Memento 类用于存储 TextEditor 的状态（即文本内容）。
• TextEditor 是 Originator，它提供 save() 方法创建备忘录，以及 restore() 方法从备忘录恢复状态。
• History 是 Caretaker，它管理多个备忘录（这里用栈结构实现），但不直接访问其内容。

通过这种方式，我们实现了安全的状态保存与恢复机制，同时保持了良好的封装性。

应用场景与注意事项

备忘录模式适用于以下场景：

• 需要提供撤销（Undo）或重做（Redo）功能的系统。
• 需要保存对象快照以供后续恢复的场合，如游戏存档、事务回滚等。

需要注意的是，备忘录可能会占用较多内存，尤其是当对象状态很大或保存次数很多时。因此，在实际项目中应考虑内存优化策略，例如只保存状态差异（增量备份）或限制历史记录数量。

总结

通过本篇软件设计模式教程，你已经掌握了 C++ 备忘录模式的核心思想和实现方法。这种模式不仅实用，而且体现了面向对象设计中“高内聚、低耦合”的原则。希望你能将它灵活运用到自己的项目中！

如果你正在学习 C++ 设计模式，不妨多练习几个例子，加深理解。记住，设计模式不是银弹，而是解决特定问题的工具箱——合理使用才能事半功倍！