設計模式（二十）——備忘錄模式（遊戲角色狀態恢復問題）

十四lin發表於2021-02-09
設計模式遊戲

1 遊戲角色狀態恢復問題

遊戲角色有攻擊力和防禦力，在大戰 Boss 前儲存自身的狀態(攻擊力和防禦力)，當大戰 Boss 後攻擊力和防禦力下降，從備忘錄物件恢復到大戰前的狀態

2 傳統方案解決遊戲角色恢復

3 傳統的方式的問題分析

1) 一個物件，就對應一個儲存物件狀態的物件， 這樣當我們遊戲的物件很多時，不利於管理，開銷也很大.

2) 傳統的方式是簡單地做備份，new 出另外一個物件出來，再把需要備份的資料放到這個新物件，但這就暴露了物件內部的細節

3) 解決方案： => 備忘錄模式

4 備忘錄模式基本介紹

基本介紹

1) 備忘錄模式（Memento Pattern）在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個物件的內部狀態，並在該物件之外儲存這個狀態。這樣以後就可將該物件恢復到原先儲存的狀態

2) 可以這裡理解備忘錄模式：現實生活中的備忘錄是用來記錄某些要去做的事情，或者是記錄已經達成的共同意見的事情，以防忘記了。而在軟體層面，備忘錄模式有著相同的含義，備忘錄物件主要用來記錄一個物件的某種狀態，或者某些資料，當要做回退時，可以從備忘錄物件裡獲取原來的資料進行恢復操作

3) 備忘錄模式屬於行為型模式

5 備忘錄模式的原理類圖

 

  • 對原理類圖的說明-即(備忘錄模式的角色及職責)

1) originator :  物件(需要儲存狀態的物件)

2) Memento ： 備忘錄物件,負責儲存好記錄，即 Originator 內部狀態

3) Caretaker: 守護者物件,負責儲存多個備忘錄物件， 使用集合管理，提高效率

4) 說明：如果希望儲存多個 originator 物件的不同時間的狀態，也可以，只需要要 HashMap <String, 集合>

  • 程式碼實現
package com.lin.memento;

public class Originator {

    private String state;

    public String getState() {
        return state;
    }

    public void setState(String state) {
        this.state = state;
    }
    
    
    // 編寫一個方法，可以儲存一個狀態物件Memento
    // 因此編寫一個方法，返回Memento
    public Memento saveStateMemento() {
        return new Memento(state);
    }
    
    // 通過備忘錄物件，恢復狀態
    public void getStateFromMemento(Memento memento) {
        state = memento.getState();
    }
}

 

package com.lin.memento;

public class Memento {

    private String state;

    public Memento(String state) {
        super();
        this.state = state;
    }

    public String getState() {
        return state;
    }
    
    
}

 

package com.lin.memento;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class Caretaker {

    // 多個備忘錄物件
     private List<Memento> mementoList = new ArrayList<Memento>();
//    private Map<String, ArrayList> mementoMap = new HashMap<String, ArrayList>();
    
    
    
    public void add(Memento memento) {
        mementoList.add(memento);
    }
    
    public Memento get(int index) {
        return mementoList.get(index);
    }
    
    
    
}

 

package com.lin.memento;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        
        Originator originator = new Originator();
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        
        // 狀態1
        originator.setState("狀態#1（20210209 11：47）：");
        caretaker.add(originator.saveStateMemento());
        System.out.println(originator.getState());
        // 狀態2
        originator.setState("狀態#2（20210209 11：50）：");
        caretaker.add(originator.saveStateMemento());
        System.out.println(originator.getState());
        
        // 恢復狀態1
        originator.getStateFromMemento(caretaker.get(0));
        System.out.println(originator.getState());
        

    }
}

 

6 遊戲角色恢復狀態例項

1) 應用例項要求

遊戲角色有攻擊力和防禦力，在大戰 Boss 前儲存自身的狀態(攻擊力和防禦力)，當大戰 Boss 後攻擊力和防禦力下降，從備忘錄物件恢復到大戰前的狀態

2) 思路分析和圖解(類圖)

 

 3)程式碼實現

package com.lin.memento.game;

public class GameRole {

    private int vit;
    private int def;
    // 建立memento，即根據當前的狀態得到memento
    public Memento createMemento() {
        return new Memento(this.vit, this.def);
    }
    
    // 從備忘錄物件，恢復gamerole的狀態
    public void recoverGameRoleMemento(Memento memento) {
        this.vit = memento.getVit();
        this.def = memento.getDef();
    }
    
    // 顯示當前遊戲角色的狀態
    public void display() {
        System.out.println("遊戲角色當前的攻擊力："+this.vit+" 防禦力：" + this.def);
    }

    public int getVit() {
        return vit;
    }

    public void setVit(int vit) {
        this.vit = vit;
    }

    public int getDef() {
        return def;
    }

    public void setDef(int def) {
        this.def = def;
    }
    
}

 

package com.lin.memento.game;

public class Memento {

    // 攻擊力
    private int vit;
    // 防禦力
    private int def;
    
    public Memento(int vit, int def) {
        super();
        this.vit = vit;
        this.def = def;
    }

    

    public int getVit() {
        return vit;
    }

    public void setVit(int vit) {
        this.vit = vit;
    }

    public int getDef() {
        return def;
    }

    public void setDef(int def) {
        this.def = def;
    }
    
    
}

 

package com.lin.memento.game;
// 守護者物件，保持遊戲角色的狀態

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;

public class Caretaker {

    //如果只是儲存一次
    private Memento memento;
    // 對gamerole儲存多次狀態
//    private ArrayList<Memento> mementos;
    // 對多個遊戲角色儲存多個狀態
//    private HashMap<String, ArrayList<Memento>> rolesMementos;

    public Memento getMemento() {
        return memento;
    }

    public void setMemento(Memento memento) {
        this.memento = memento;
    }
    
    
    
}

 

package com.lin.memento.game;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        
        GameRole gameRole = new GameRole();
        gameRole.setDef(100);
        gameRole.setVit(100);
        System.out.println("大戰前的狀態");
        gameRole.display();
        
        // 大戰前儲存角色狀態
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        caretaker.setMemento(gameRole.createMemento());
        
        System.out.println("大戰開始！");
        gameRole.setDef(90);
        gameRole.setVit(87);
        gameRole.display();
        
        System.out.println("恢復原來狀態");
        gameRole.recoverGameRoleMemento(caretaker.getMemento());
        gameRole.display();
    
    }
}

 

 

 

7 備忘錄模式的注意事項和細節

1) 給使用者提供了一種可以恢復狀態的機制，可以使使用者能夠比較方便地回到某個歷史的狀態

2) 實現了資訊的封裝，使得使用者不需要關心狀態的儲存細節

3) 如果類的成員變數過多，勢必會佔用比較大的資源，而且每一次儲存都會消耗一定的記憶體, 這個需要注意

4) 適用的應用場景：1、後悔藥。 2、打遊戲時的存檔。 3、Windows 裡的  ctri + z。  4、IE  中的後退。  4、資料庫的事務管理

5) 為了節約記憶體，備忘錄模式可以和原型模式配合使用

 

僅供參考，有錯誤還請指出！

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