一、引言
今天我們開始講“行為型”設計模式的第十個模式，該模式是【備忘錄模式】，英文名稱是：Memento Pattern。按老規矩，先從名稱上來看看這個模式，個人的最初了解就是對某個對象的狀态進行儲存，等到需要恢複的時候，可以從備忘錄中進行恢複。生活中這樣的例子也能經常看到，如備份電話通訊錄，備份操作作業系統，備份資料庫等。如果我們想恢複對象的狀态，那麼我們可能首先想到的是把對象儲存下來，但是這樣會破壞對象的封裝性。因為對象有狀态有操作，如果我們為了儲存對象而留着原來的對象，做一個深拷貝，那麼其他對象也能通過這個對象的接口通路這個對象狀态，這并不是我們所希望的。而我們需要它的職責隻是儲存和恢複對象狀态，而不應在上面支援對對象狀态通路的接口，這就産生了Memento模式。
我們看上圖，一個對象肯定會有很多狀态，這些狀态肯定會互相轉變而促進對象的發展，如果要想在某一時刻把目前對象回複到以前某一時刻的狀态，這個情況用“備忘錄模式”就能很好解決該問題。
二、備忘錄模式的詳細介紹
2.1、動機（Motivate）
在軟體建構過程中，某些對象的狀态在轉換的過程中，可能由于某種需要，要求程式能夠回溯到對象之前處于某個點時的狀态。如果使用一些公有接口來讓其他對象得到對象的狀态，便會暴露對象的細節實作。
如何實作對象狀态的良好儲存與恢複，但同時又不會是以而破壞對象本身的封裝性？
2.2、意圖（Intent）
在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的内部狀态，并在該對象之外儲存這個狀态（如果沒有這個關鍵點，其實深拷貝就可以解決問題）。這樣以後就可以将該對象恢複到原先儲存的狀态。 ——《設計模式》GoF
2.3、結構圖（Structure）
2.4、模式的組成
可以看出，在備忘錄模式的結構圖有以下角色：
（1）、發起人角色（Originator）：記錄目前時刻的内部狀态，負責建立和恢複備忘錄資料。負責建立一個備忘錄Memento，用以記錄目前時刻自身的内部狀态，并可使用備忘錄恢複内部狀态。Originator【發起人】可以根據需要決定Memento【備忘錄】存儲自己的哪些内部狀态。
（2）、備忘錄角色（Memento）：負責存儲發起人對象的内部狀态，在進行恢複時提供給發起人需要的狀态，并可以防止Originator以外的其他對象通路備忘錄。備忘錄有兩個接口：Caretaker【管理角色】隻能看到備忘錄的窄接口，他隻能将備忘錄傳遞給其他對象。Originator【發起人】卻可看到備忘錄的寬接口，允許它通路傳回到先前狀态所需要的所有資料。
（3）、管理者角色（Caretaker）：負責儲存備忘錄對象。負責備忘錄Memento，不能對Memento的内容進行通路或者操作。
2.5、備忘錄模式的代碼實作
今天我們就用備份電話本的執行個體來說明備忘錄模式的實作。實作代碼如下：
代碼很簡單，注釋也很詳細，不細說了。
三、備忘錄模式的實作要點：
備忘錄（Memento）存儲原發器（Originator）對象的内部狀态，在需要時恢複原發器狀态。Memento模式适用于“由原發器管理，卻又必須存儲在原發器之外的資訊”。
在實作Memento模式中，要防止原發器以外的對象通路備忘錄對象。備忘錄對象有兩個接口，一個為原發器使用的寬接口；一個為其他對象使用的窄接口。在實作Memento模式時，要考慮拷貝對象狀态的效率問題，如果對象開銷比較大，可以采用某種增量式改變（即隻記住改變的狀态）來改進Memento模式。
我們也可以用序列化的方式實作備忘錄。序列化之後，我們可以把它臨時性儲存到資料庫、檔案、程序内、程序外等地方。
（1）、備忘錄模式的主要優點有：
1】、如果某個操作錯誤地破壞了資料的完整性，此時可以使用備忘錄模式将資料恢複成原來正确的資料。
2】、備份的狀态資料儲存在發起人角色之外，這樣發起人就不需要對各個備份的狀态進行管理。而是由備忘錄角色進行管理，而備忘錄角色又是由管理者角色管理，符合單一職責原則。
3】、提供了一種狀态恢複的實作機制，使得使用者可以友善地回到一個特定的曆史步驟，當新的狀态無效或者存在問題時，可以使用先前存儲起來的備忘錄将狀态複原。
4】、實作了資訊的封裝，一個備忘錄對象是一種原發器對象的表示，不會被其他代碼改動，這種模式簡化了原發器對象，備忘錄隻儲存原發器的狀态，采用堆棧來存儲備忘錄對象可以實作多次撤銷操作，可以通過在負責人中定義集合對象來存儲多個備忘錄。
5】、本模式簡化了發起人類。發起人不再需要管理和儲存其内部狀态的一個個版本，用戶端可以自行管理他們所需要的這些狀态的版本。
6】、當發起人角色的狀态改變的時候，有可能這個狀态無效，這時候就可以使用暫時存儲起來的備忘錄将狀态複原。
（2）、備忘錄模式的主要缺點有：
1】、在實際的系統中，可能需要維護多個備份，需要額外的資源，這樣對資源的消耗比較嚴重。資源消耗過大，如果類的成員變量太多，就不可避免占用大量的記憶體，而且每儲存一次對象的狀态都需要消耗記憶體資源，如果知道這一點大家就容易了解為什麼一些提供了撤銷功能的軟體在運作時所需的記憶體和硬碟空間比較大了。
2】、如果發起人角色的狀态需要完整地存儲到備忘錄對象中，那麼在資源消耗上面備忘錄對象會很昂貴。
3】、當負責人角色将一個備忘錄 存儲起來的時候，負責人可能并不知道這個狀态會占用多大的存儲空間，進而無法提醒使用者一個操作是否很昂貴。
4】、當發起人角色的狀态改變的時候，有可能這個協定無效。如果狀态改變的成功率不高的話，不如采取“假如”協定模式。
（3）、在下面的情況下可以考慮使用備忘錄模式：
1】、如果系統需要提供復原操作時，使用備忘錄模式非常合适。例如文本編輯器的Ctrl+Z撤銷操作的實作，資料庫中事務操作。
2】、儲存一個對象在某一個時刻的狀态或部分狀态，這樣以後需要時它能夠恢複到先前的狀态。
3】、如果用一個接口來讓其他對象得到這些狀态，将會暴露對象的實作細節并破壞對象的封裝性，一個對象不希望外界直接通路其内部狀态，通過負責人可以間接通路其内部狀态。
4】、有時一些發起人對象的内部資訊必須儲存在發起人對象以外的地方，但是必須要由發起人對象自己讀取，這時，使用備忘錄模式可以把複雜的發起人内部資訊對其他的對象屏蔽起來，進而可以恰當地保持封裝的邊界。
（4）備忘錄的封裝性
1】、為了確定備忘錄的封裝性，除了原發器外，其他類是不能也不應該通路備忘錄類的，在實際開發中，原發器與備忘錄之間的關系是非常特殊的，它們要分享資訊而不讓其他類知道，實作的方法因程式設計語言的不同而不同。
（5）多備份實作
1】、在負責人中定義一個集合對象來存儲多個狀态，而且可以友善地傳回到某一曆史狀态。
2】、在備份對象時可以做一些記号，這些記号稱為檢查點(Check Point)。在使用HashMap等實作時可以使用Key來設定檢查點。
四、.NET 備忘錄模式的實作
在現在的Net架構裡面，還沒有找到備忘錄模式的實作，看來還是自己的功力不夠，還需努力。個人的了解，這種模式似乎在業務系統裡面使用的更多，類似Word,Excel等工具可以有撤銷功能，其實很多軟體都有這個功能，軟體執行的時候，時時刻刻在把自己的狀态存儲，如果發生錯誤，或者需要撤銷的時候就可以進行相關的操作。
五、總結
備忘錄模式寫完了，這個模式剛開始了解起來還是挺麻煩的，但是，如果我們多看幾個執行個體代碼，完全掌握也不是問題。我們是不是感覺Memento模式和Command模式有些類似，我們要仔細把握模式之間的異同，否則使用模式的時候就會出現張冠李戴的情況或者不能确定使用哪個模式好。Memento備忘錄模式和Command指令模式其實還是有些細微的差别的，那就讓我們來看看他們的異同吧。雖然兩者都支援Undo操作，但是Command是對行為的封裝，Memento是對對象狀态的保留，這是目的上的不同。它們支援的也是Undo操作的不同層面，Command是對行為序列的操作，Memento是對行為狀态的操作。指令模式儲存的是發起人的具體指令（指令對應的是行為），而備忘錄模式儲存的是發起人的狀态（而狀态對應的資料結構，如屬性）。把握細節，了解模式的應用場景，這樣可以讓模式更好的為我們服務。