摘要

备忘录模式是一种行为设计模式，它允许在不破坏封装的情况下捕获和恢复对象的内部状态。该模式通过将对象的状态保存到备忘录对象中，并在需要时从备忘录中恢复状态，实现了对象状态的保存和恢复。

正文

结构

备忘录模式由以下几个角色组成：

• 发起人（Originator）：负责创建备忘录对象，并可以使用备忘录对象来恢复其内部状态。
• 备忘录（Memento）：存储发起人对象的内部状态。
• 管理者（Caretaker）：负责保存和恢复备忘录对象。

示例一：文本编辑器

假设我们正在开发一个文本编辑器，用户可以在编辑器中输入文本并进行编辑操作。我们希望为编辑器添加撤销功能，即用户可以撤销之前的操作并恢复到之前的状态。

首先，我们创建一个备忘录类EditorMemento，用于保存编辑器的状态：

C#
public class EditorMemento
{
    public string Content { get; }

    public EditorMemento(string content)
    {
        Content = content;
    }
}

然后，我们创建一个发起人类TextEditor，它包含了用户输入的文本内容和一些编辑操作的方法：

C#
public class TextEditor
{
    private string _content;

    public string Content
    {
        get { return _content; }
        set { _content = value; }
    }

    public EditorMemento CreateMemento()
    {
        return new EditorMemento(_content);
    }

    public void RestoreMemento(EditorMemento memento)
    {
        _content = memento.Content;
    }
}

最后，我们创建一个管理者类UndoManager，用于保存和恢复编辑器的状态：

C#
public class UndoManager
{
    private Stack<EditorMemento> _mementos = new Stack<EditorMemento>();

    public void SaveMemento(EditorMemento memento)
    {
        _mementos.Push(memento);
    }

    public EditorMemento GetLastMemento()
    {
        return _mementos.Pop();
    }
}

现在，我们可以在客户端代码中使用备忘录模式来实现撤销功能：

C#
static void Main(string[] args)
{
    var editor = new TextEditor();
    var undoManager = new UndoManager();

    editor.Content = "Hello, World!";
    undoManager.SaveMemento(editor.CreateMemento());

    editor.Content = "Hello, Design Patterns!";
    undoManager.SaveMemento(editor.CreateMemento());

    editor.Content = "Hello, Memento Pattern!";
    Console.WriteLine($"Current content: {editor.Content}");

    editor.RestoreMemento(undoManager.GetLastMemento());
    Console.WriteLine($"Restored content: {editor.Content}");

    editor.RestoreMemento(undoManager.GetLastMemento());
    Console.WriteLine($"Restored content: {editor.Content}");
}

示例二：游戏状态保存

假设我们正在开发一个游戏，玩家可以在游戏中进行各种操作并获得不同的游戏状态。我们希望为游戏添加保存和恢复功能，使玩家可以保存当前游戏状态，并在需要时恢复到之前的状态。

首先，我们创建一个备忘录类GameState，用于保存游戏状态：

C#
public class GameState
{
    public int Level { get; }
    public int Score { get; }

    public GameState(int level, int score)
    {
        Level = level;
        Score = score;
    }
}

然后，我们创建一个发起人类Game，它包含了游戏的状态和一些操作的方法：

C#
public class Game
{
    private int _level;
    private int _score;

    public int Level { get { return _level; } }
    public int Score { get { return _score; } }


    public void Play()
    {
        // 游戏逻辑...

        _level++;
        _score += 100;
    }

    public GameState CreateGameState()
    {
        return new GameState(_level, _score);
    }

    public void RestoreGameState(GameState gameState)
    {
        _level = gameState.Level;
        _score = gameState.Score;
    }
}

最后，我们创建一个管理者类GameManager，用于保存和恢复游戏状态：

C#
public class GameManager
{
    private Stack<GameState> _gameStates = new Stack<GameState>();

    public void SaveGameState(GameState gameState)
    {
        _gameStates.Push(gameState);
    }

    public GameState GetLastGameState()
    {
        return _gameStates.Pop();
    }
}

C#
static void Main(string[] args)
{
    var game = new Game();
    var gameManager = new GameManager();

    game.Play();
    gameManager.SaveGameState(game.CreateGameState());

    game.Play();
    gameManager.SaveGameState(game.CreateGameState());

    game.Play();
    Console.WriteLine($"Current level: {game.Level}, Score: {game.Score}");

    game.RestoreGameState(gameManager.GetLastGameState());
    Console.WriteLine($"Restored level: {game.Level}, Score: {game.Score}");

    game.RestoreGameState(gameManager.GetLastGameState());
    Console.WriteLine($"Restored level: {game.Level}, Score: {game.Score}");
}