行为型设计模式（三）状态模式备忘录模式-编程知识

状态模式 State

1、什么是状态模式

状态模式允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类，将对象的行为包装在不同的状态类中，对象在运行时根据内部状态的改变而改变它的行为。

2、为什么使用状态模式

封装了转换规则：状态模式将每个状态的行为封装在一个类中，使得转换规则更加清晰，易于理解和维护。
减少条件语句：状态模式减少了对象中大量的条件语句，提高了代码的可读性和可维护性。
状态切换更加灵活：状态模式使得状态切换变得更加灵活，可以在运行时动态地改变对象的状态。

3、如何使用状态模式

设计实现一个电梯状态：开门、关门、上升、下降等

// 状态接口
interface ElevatorState {void open();void close();void up();void down();
}// 具体状态1：开门
class OpenState implements ElevatorState {@Overridepublic void open() {System.out.println("The door is already open.");}@Overridepublic void close() {System.out.println("Closing the door.");}@Overridepublic void up() {System.out.println("Cannot go up while the door is open.");}@Overridepublic void down() {System.out.println("Cannot go down while the door is open.");}
}// 具体状态2：关门
class CloseState implements ElevatorState {@Overridepublic void open() {System.out.println("Opening the door.");}@Overridepublic void close() {System.out.println("The door is already closed.");}@Overridepublic void up() {System.out.println("Going up.");}@Overridepublic void down() {System.out.println("Going down.");}
}// 上下文类，维护当前状态
class ElevatorContext {private ElevatorState currentState;// 设置当前状态void setCurrentState(ElevatorState currentState) {this.currentState = currentState;}// 调用状态的方法void open() {currentState.open();}void close() {currentState.close();}void up() {currentState.up();}void down() {currentState.down();}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {ElevatorContext elevator = new ElevatorContext();// 初始状态为关门elevator.setCurrentState(new CloseState());// 执行操作elevator.open();elevator.up();elevator.close();elevator.down();}
}

4、是否存在缺陷和不足

状态模式引入了多个状态类，有可能增加系统中类的数量。
如果状态切换的逻辑比较复杂，会增加状态模式的复杂度。

5、如何缓解缺陷和不足

如果实际业务场景中，存在相似的状态行为，建议考虑合并相似行为的状态，减少状态类的数量。
尽量简化状态切换的逻辑，保持状态模式的清晰性。

备忘录模式 Memento

1、什么是备忘录模式

备忘录模式允许对象在不暴露内部状态的情况下保存和恢复状态，通过将对象的状态保存到备忘录对象中，以便后续需要时恢复到该状态。

2、为什么使用备忘录模式

封装了对象状态：备忘录模式将对象的状态封装到备忘录中，使得对象的状态对外部是不可见的。
支持撤销和恢复：备忘录模式支持将对象恢复到之前的状态，从而实现撤销的功能。

3、如何使用备忘录模式

设计实现一个文本编辑器，用户可以输入文本并且可以随时保存编辑器的状态

// 备忘录类
class EditorMemento {private final String content;EditorMemento(String content) {this.content = content;}String getContent() {return content;}
}// 原发器类
class TextEditor {private StringBuilder content = new StringBuilder();// 创建备忘录EditorMemento createMemento() {return new EditorMemento(content.toString());}// 恢复备忘录void restoreMemento(EditorMemento memento) {this.content = new StringBuilder(memento.getContent());}// 修改文本内容void addText(String text) {content.append(text);}// 获取当前文本内容String getContent() {return content.toString();}
}// 负责人类
class EditorHistory {private Stack<EditorMemento> history = new Stack<>();// 将备忘录保存到历史记录中void save(EditorMemento memento) {history.push(memento);}// 从历史记录中获取最近的备忘录EditorMemento undo() {if (!history.isEmpty()) {return history.pop();}return null;}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {TextEditor editor = new TextEditor();EditorHistory history = new EditorHistory();// 输入文本editor.addText("Hello, ");System.out.println("Current Content: " + editor.getContent());// 保存备忘录history.save(editor.createMemento());// 输入更多文本editor.addText("World!");System.out.println("Current Content: " + editor.getContent());// 撤销操作，恢复到之前的状态editor.restoreMemento(history.undo());System.out.println("After Undo: " + editor.getContent());}
}