Golang学习笔记_45——备忘录模式

Golang学习笔记_42——迭代器模式
Golang学习笔记_43——责任链模式
Golang学习笔记_44——下令模式

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一、核心概念

1. 界说

备忘录模式是一种行为型计划模式，通过在不粉碎对象封装性的前提下捕获和存储对象内部状态，实现状态的可追溯恢复机制。其核心特点包括：
• 状态封装：将对象状态隔离在专用备忘录对象中
• 汗青回溯：支持任意时间点的状态版本恢复
• 权限隔离：状态存储与恢复操纵限定在特定对象间
2. 办理的题目

• 状态不可逆：缺乏标准化的撤销/恢复机制
• 数据袒露风险：直接访问对象内部状态粉碎封装性
• 版本管理复杂：多版本状态存储与检索困难
3. 核心脚色

脚色作用Originator创建并管理备忘录的生命周期，维护内部状态Memento存储Originator内部状态的安全容器Caretaker备忘录的存储管理者，维护汗青状态记录栈 4. 类图

1. @startuml
2. class Originator {
3.     - state: string
4.     + CreateMemento(): Memento
5.     + Restore(m: Memento)
6. }
8. class Memento {
9.     - state: string
10.     + GetState(): string
11.     + SetState(s: string)
12. }
14. class Caretaker {
15.     - history: []Memento
16.     + Save(m: Memento)
17.     + Retrieve(index int): Memento
18. }
20. Originator --> Memento
21. Caretaker --> Memento
23. note right of Originator::CreateMemento
24.     创建包含当前状态的备忘录
25.     仅Originator可访问完整数据
26. end note
27. @enduml

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二、特点分析

优点

• 封装保护：严格限定状态访问权限
  
• 简化恢复：标准化状态回滚操纵流程
  
• 版本控制：支持多时间点状态快照管理
  

缺点

• 内存消耗：大对象频繁快照导致资源占用
  
• 性能消耗：深拷贝复杂对象时效率降落
  
• 版本冲突：多版本管理可能引发状态不一致
  

三、适用场景

1. 文档编辑器

1. type EditorMemento struct {
2.     content string
3. }
5. type TextEditor struct {
6.     content string
7. }
9. func (e *TextEditor) Save() *EditorMemento {
10.     return &EditorMemento{content: e.content}
11. }
13. func (e *TextEditor) Restore(m *EditorMemento) {
14.     e.content = m.content
15. }

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2. 游戏存档系统

1. type GameSave struct {
2.     level   int
3.     weapons []string
4. }
6. type PlayerState struct {
7.     current *GameSave
8. }
10. func (p *PlayerState) QuickSave() *GameSave {
11.     return &GameSave{
12.         level:   p.current.level,
13.         weapons: append([]string{}, p.current.weapons...),
14.     }
15. }

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3. 配置管理系统

1. type ConfigSnapshot struct {
2.     version string
3.     config  map[string]interface{}
4. }
6. func RollbackConfig(snapshots []*ConfigSnapshot, targetVer string) error {
7.     // 实现版本检索与配置回滚
8. }

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四、Go语言实现示例

完整实现代码

1. package memento_demo
3. import "fmt"
5. // Memento 备忘录
6. type EditorMemento struct {
7.         content string
8. }
10. func (m *EditorMemento) Content() string {
11.         return m.content
12. }
14. // Originator 原发器
15. type TextEditor struct {
16.         content string
17. }
19. func (e *TextEditor) Write(input string) {
20.         e.content += input
21. }
23. func (e *TextEditor) Save() *EditorMemento {
24.         return &EditorMemento{content: e.content}
25. }
27. func (e *TextEditor) Restore(m *EditorMemento) {
28.         e.content = m.Content()
29. }
31. // Caretaker 管理者
32. type HistoryKeeper struct {
33.         saves []*EditorMemento
34. }
36. func (h *HistoryKeeper) Push(m *EditorMemento) {
37.         h.saves = append(h.saves, m)
38. }
40. func (h *HistoryKeeper) Pop() *EditorMemento {
41.         if len(h.saves) == 0 {
42.                 return nil
43.         }
44.         last := h.saves[len(h.saves)-1]
45.         h.saves = h.saves[:len(h.saves)-1]
46.         return last
47. }
49. // 客户端使用示例
50. func ExampleUsage() {
51.         editor := &TextEditor{}
52.         history := &HistoryKeeper{}
54.         // 编辑操作
55.         editor.Write("Hello")
56.         history.Push(editor.Save())
58.         editor.Write(" World")
59.         fmt.Println("Current:", editor.content)
61.         // 撤销操作
62.         if m := history.Pop(); m != nil {
63.                 editor.Restore(m)
64.         }
65.         fmt.Println("After Undo:", editor.content)
66. }

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执行结果

1. === RUN   TestExampleUsage
2. Current: Hello World
3. After Undo: Hello
4. --- PASS: TestExampleUsage (0.00s)
5. PASS

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五、高级应用

1. 增量快照系统

1. type DeltaMemento struct {
2.     timestamp time.Time
3.     delta     []byte
4. }
6. func CreateDeltaSnapshot(prev, current *DocumentState) *DeltaMemento {
7.     // 计算差异生成增量快照
8. }

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2. 分布式状态同步

1. type StateSyncService struct {
2.     snapshots map[string]*NodeState
3. }
5. func (s *StateSyncService) RollbackCluster(targetVer int) {
6.     // 集群级状态回滚实现
7. }

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六、与其他模式对比

模式核心区别典型应用场景下令模式操纵封装 vs 状态存储事务回滚系统原型模式对象克隆 vs 状态保存复杂对象复制状态模式状态转移 vs 状态存档工作流引擎 七、实现建议

• 状态序列化：使用JSON/gob实现快照长期化
  1. func (m *Memento) Serialize() ([]byte, error) {
  2.     return json.Marshal(m)
  3. }

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• 内存优化：采用写时复制技能减少内存占用
  
• 版本压缩：定期归并汗青快照减少存储量
  
• 访问控制：严格限定Memento的字段可见性
  

八、典型应用

• IDE开发环境：代码修改汗青追溯
  
• 区块链系统：区块状态回滚机制
  
• 机器学习：模型练习检查点
  
• CI/CD管道：摆设失败快速回退
  

通过备忘录模式，可以构建具备完善汗青管理本领的系统架构。在Go语言中，建议：

• 使用布局体嵌套实现宽接口/窄接口
  
• 结合channel实现异步快照存储
  
• 使用sync.Pool优化频繁创建的备忘录对象
  

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