設計模式精講：備忘錄模式——在不破壞封裝下實現狀態回滾

備忘錄模式屬於行為型模式，核心意圖是在不暴露對象內部結構的前提下，捕獲並外部化對象的內部狀態，以便日後恢復。就像文本編輯器的「撤銷」功能，或是資料庫事務的回滾機制，都是備忘錄模式的典型應用場景。

一、 核心角色與結構

• 發起人：擁有需要備份的狀態，負責創建備忘錄、恢復狀態。
• 備忘錄：存儲發起人特定時刻的狀態快照，對發起人透明，對管理者不透明（窄接口）。
• 管理者：負責備忘錄的保存與提供，不操作備忘錄內容。

二、 單狀態單備份基礎實現

class Originator {
    private String state;
    public String getState() { return state; }
    public void setState(String state) { this.state = state; }
    public Memento createMemento() { return new Memento(state); }
    public void restoreMemento(Memento m) { state = m.getState(); }
}

class Memento {
    private final String state;
    public Memento(String state) { this.state = state; }
    public String getState() { return state; }
}

class Caretaker {
    private Memento memento;
    public Memento getMemento() { return memento; }
    public void setMemento(Memento m) { memento = m; }
}

客戶端先保存狀態，修改後可隨時恢復，邏輯清晰簡潔。

三、 多狀態多備份進階方案

實際開發中，發起人往往是包含多個屬性的 JavaBean，且需要多個歷史版本。採用 Map<String, Object> 存儲屬性名值對，結合 Introspector 實現屬性的通用備份與恢復：

class Originator {
    private String state1, state2, state3;
    // getter/setter 省略
    public Memento createMemento() {
        return new Memento(BeanUtils.backupProp(this));
    }
    public void restoreMemento(Memento m) {
        BeanUtils.restoreProp(this, m.getStateMap());
    }
}

class Memento {
    private Map<String, Object> stateMap;
    // constructor, getter/setter
}

class BeanUtils {
    public static Map<String, Object> backupProp(Object bean) { ... }
    public static void restoreProp(Object bean, Map<String, Object> map) { ... }
}

class Caretaker {
    private Map<String, Memento> memMap = new HashMap<>();
    public Memento getMemento(String key) { return memMap.get(key); }
    public void setMemento(String key, Memento m) { memMap.put(key, m); }
}

此方案支援任意屬性數量與多版本管理，擴展性極強。

四、 優缺點與適用場景

適用場景：文本編輯器撤銷/重做、資料庫事務回滾、棋類遊戲悔棋、表單多步驟導航等需要歷史狀態管理的場景。

五、 總結

備忘錄模式以「以空間換時間、以封裝換安全」的思想，優雅地解決了狀態捕獲與恢復的難題。實際應用時需權衡狀態大小與備份頻率，必要時可結合原型模式或序列化優化性能。