Javaデザインパターンにおけるメモパターンの使い方を詳しく解説

定義と構造

Memento モードはトークン モードとも呼ばれます。 GOF では、メモ パターンを次のように定義しています。カプセル化を破壊することなく、オブジェクトの内部状態をキャプチャし、この状態をオブジェクトの外部に保存します。これにより、後でオブジェクトを元の保存状態に復元できます。

コマンド モードについて話すとき、中央のコマンド ロールを使用して元に戻すとやり直しの機能を実現できると以前述べました。定義からわかるように、メモ モードはオブジェクトの履歴ステータスを保存するために特別に使用され、元に戻すおよびやり直し機能を実現するのに非常に役立ちます。したがって、コマンドモードでは、メモモードと連動してアンドゥ、リドゥ機能を実現することができる。

実際、ある瞬間のオブジェクトの状態を保存する機能を実現するのは非常に簡単です。オブジェクトに保存する属性をバックアップ用に特別に管理されるオブジェクトに入れ、必要に応じて合意されたメソッドを呼び出すだけです。バックアップしたプロパティを元のオブジェクトに戻します。しかし、バックアップ オブジェクトが元のオブジェクトのプロパティにアクセスできるようにするには、オブジェクトの元のプライベート プロパティをすべて公開する必要があるのか​​、それともオブジェクトの元のプライベート プロパティを公開する必要があるのか​​、詳しく見てみる必要があります。パッケージの中には？アプローチのカプセル化が壊れている場合は、リファクタリングを検討してください。

メモモードは、「ある時点のオブジェクトを元の状態に戻す」という問題に対してGOFが提案した一般的な解決策にすぎません。したがって、言語の特性などの影響により、カプセル化をどのように維持するかについては、メモ モードについては詳しく説明せず、C++ に基づいた考え方のみを詳しく説明します。

1) Memento ロール: memento ロールは、「memento 開始ロール」の内部状態を保存します。 「メモ開始ロール」は、必要に応じてメモロールが「メモ開始ロール」のどの内部状態を保存するかを決定します。 「メモ開始ロール」以外のオブジェクトがメモにアクセスできないようにする。実際には、メモには 2 つのインターフェイスがあります。「メモ マネージャー ロール」は、メモによって提供される狭いインターフェイスのみを表示できます。メモ ロールに保存されているプロパティは表示されません。 「メモ開始ロール」は幅広いインターフェイスを参照でき、メモ ロールに設定する属性を取得できます。

２）メモ作成者ロール：「メモ作成者ロール」は、現時点での内部状態を記録するメモを作成します。必要に応じてメモを使用して内部状態を復元します。

3) 管理人の役割: 適切なメモを保管する責任があります。メモの内容を操作したり閲覧したりすることはできません。

メモ モードのクラス図はこれ以上に単純です:

ユニバーサル コードの実装

class Originator {
  private String state = "";
    
  public String getState() {
    return state;
  }
  public void setState(String state) {
    this.state = state;
  }
  public Memento createMemento(){
    return new Memento(this.state);
  }
  public void restoreMemento(Memento memento){
    this.setState(memento.getState());
  }
}
  
class Memento {
  private String state = "";
  public Memento(String state){
    this.state = state;
  }
  public String getState() {
    return state;
  }
  public void setState(String state) {
    this.state = state;
  }
}
class Caretaker {
  private Memento memento;
  public Memento getMemento(){
    return memento;
  }
  public void setMemento(Memento memento){
    this.memento = memento;
  }
}
public class Client {
  public static void main(String[] args){
    Originator originator = new Originator();
    originator.setState("状态1");
    System.out.println("初始状态:"+originator.getState());
    Caretaker caretaker = new Caretaker();
    caretaker.setMemento(originator.createMemento());
    originator.setState("状态2");
    System.out.println("改变后状态:"+originator.getState());
    originator.restoreMemento(caretaker.getMemento());
    System.out.println("恢复后状态:"+originator.getState());
  }
}

このコードは、単一の状態と単一のバックアップの例を示しています。ロジックは非常に単純です。状態変数です。 Originator クラスでは、必要なときに復元できるように Backup が必要です。Memento クラスには、Originator クラスの状態変数の一時的な状態を保存するために使用される状態変数もあり、Caretaker クラスはメモを管理するために使用されます。クラスを呼び出してステータスをメモオブジェクトに書き込むか、ステータスを取得します。

複数状態の複数バックアップのメモ
一般的なコードのデモの例では、Originator クラスにはバックアップが必要な状態変数が 1 つだけあります。 通常の状況では、イニシエーターの役割は通常、複数の変数があります。バックアップする必要があるオブジェクトとバックアップする必要がある状態が複数ある場合、これはマルチステートマルチバックアップメモです。メモパターンにはさまざまなバリエーションがあり、一般的なコードのような処理方法は使用されません。実際、複数の状態と複数のバックアップを実装するのは非常に簡単です。最も一般的な方法は、Memento に Map コンテナを追加してすべての状態を保存し、Caretaker クラスの Map コンテナを使用してすべてのバックアップを保存することです。以下に複数状態と複数のバックアップの例を示します:

 class Originator {
  private String state1 = "";
  private String state2 = "";
  private String state3 = "";
  
  public String getState1() {
    return state1;
  }
  public void setState1(String state1) {
    this.state1 = state1;
  }
  public String getState2() {
    return state2;
  }
  public void setState2(String state2) {
    this.state2 = state2;
  }
  public String getState3() {
    return state3;
  }
  public void setState3(String state3) {
    this.state3 = state3;
  }
  public Memento createMemento(){
    return new Memento(BeanUtils.backupProp(this));
  }
    
  public void restoreMemento(Memento memento){
    BeanUtils.restoreProp(this, memento.getStateMap());
  }
  public String toString(){
    return "state1="+state1+"state2="+state2+"state3="+state3;
  }
}
class Memento {
  private Map<String, Object> stateMap;
    
  public Memento(Map<String, Object> map){
    this.stateMap = map;
  }
  
  public Map<String, Object> getStateMap() {
    return stateMap;
  }
  
  public void setStateMap(Map<String, Object> stateMap) {
    this.stateMap = stateMap;
  }
}
class BeanUtils {
  public static Map<String, Object> backupProp(Object bean){
    Map<String, Object> result = new HashMap<String, Object>();
    try{
      BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass());
      PropertyDescriptor[] descriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();
      for(PropertyDescriptor des: descriptors){
        String fieldName = des.getName();
        Method getter = des.getReadMethod();
        Object fieldValue = getter.invoke(bean, new Object[]{});
        if(!fieldName.equalsIgnoreCase("class")){
          result.put(fieldName, fieldValue);
        }
      }
        
    }catch(Exception e){
      e.printStackTrace();
    }
    return result;
  }
    
  public static void restoreProp(Object bean, Map<String, Object> propMap){
    try {
      BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass());
      PropertyDescriptor[] descriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();
      for(PropertyDescriptor des: descriptors){
        String fieldName = des.getName();
        if(propMap.containsKey(fieldName)){
          Method setter = des.getWriteMethod();
          setter.invoke(bean, new Object[]{propMap.get(fieldName)});
        }
      }
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
class Caretaker {
  private Map<String, Memento> memMap = new HashMap<String, Memento>();
  public Memento getMemento(String index){
    return memMap.get(index);
  }
    
  public void setMemento(String index, Memento memento){
    this.memMap.put(index, memento);
  }
}
class Client {
  public static void main(String[] args){
    Originator ori = new Originator();
    Caretaker caretaker = new Caretaker();
    ori.setState1("中国");
    ori.setState2("强盛");
    ori.setState3("繁荣");
    System.out.println("===初始化状态===\n"+ori);
      
    caretaker.setMemento("001",ori.createMemento());
    ori.setState1("软件");
    ori.setState2("架构");
    ori.setState3("优秀");
    System.out.println("===修改后状态===\n"+ori);
      
    ori.restoreMemento(caretaker.getMemento("001"));
    System.out.println("===恢复后状态===\n"+ori);
  }
}

メモ モードの長所、短所、適用可能なシナリオ
メモ モードの利点は次のとおりです:
イニシエーター ロールのステータスが変化すると、間違いかもしれません。この間違った変更を復元するには、メモ モードを使用します。
バックアップのステータスはイニシエーター ロールの外部に保存されるため、イニシエーター ロールは各バックアップのステータスを管理する必要はありません。
メモ モードの欠点:
実際のアプリケーションでは、メモ モードはマルチステートおよびマルチバックアップであるため、イニシエーター ロールのステータスをメモ オブジェクトに保存する必要があり、リソースを大幅に消費します。
ロールバック操作を提供する必要がある場合は、JDBC トランザクション操作、テキスト エディターの Ctrl+Z リカバリなど、メモ モードの使用が非常に適しています。

Java デザイン パターンでのメモ パターンの使用に関する詳細な記事については、PHP 中国語 Web サイトに注目してください。