备忘录模式通过Originator创建Memento保存状态，Caretaker管理历史，实现状态回滚；c++中利用私有嵌套类确保封装性，配合栈结构支持撤销操作，需注意内存管理。
备忘录模式（Memento Pattern）是一种行为型设计模式，用于在不破坏封装性的前提下，保存和恢复对象的内部状态。C++中实现该模式的关键是将状态保存与对象本身分离，避免暴露私有成员。以下是清晰、实用的实现方式。
基本结构与角色说明
备忘录模式包含三个核心角色：
- Originator（发起人）：创建一个备忘录来保存当前状态，并能从备忘录中恢复状态。
- Memento（备忘录）：存储 Originator 的内部状态，通常只允许 Originator 访问其内容。
- Caretaker（管理者）：负责保存和提供备忘录，但不能访问或修改其内容。
使用私有嵌套类实现封装
为了保护内部状态不被外部访问，可将 Memento 定义为 Originator 的私有类，这样只有 Originator 能读取状态数据，Caretaker 只能持有而无法查看。
// 备忘录模式 C++ 实现示例 #include <iostream> #include <String> #include <stack>
class Originator { private: std::string state_;
// 私有备忘录类，仅 Originator 可访问其内容 class Memento { public: explicit Memento(const std::string& s) : state_(s) {} std::string getState() const { return state_; } private: std::string state_; };
public: void setState(const std::string& state) { state_ = state; std::cout << “State set to: ” << state << “n”; }
std::string getState() const { return state_; } // 创建备忘录 Memento* saveToMemento() const { return new Memento(state_); } // 从备忘录恢复状态 void restoreFromMemento(Memento* memento) { if (memento) { state_ = memento->getState(); std::cout << "State restored to: " << state_ << "n"; } }
};
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
管理者管理多个历史状态
Caretaker 不解析 Memento 内容，只负责保存和传递。可以使用栈结构支持撤销操作。
class Caretaker { private: std::stack<Originator::Memento*> history_;
public: ~Caretaker() { while (!history.empty()) { delete history.top(); history_.pop(); } }
void save(Originator* originator) { auto m = originator->saveToMemento(); history_.push(m); std::cout << "Saved state.n"; } void undo(Originator* originator) { if (history_.empty()) { std::cout << "No state to undo.n"; return; } Originator::Memento* m = history_.top(); history_.pop(); originator->restoreFromMemento(m); delete m; // 恢复后释放 }
};
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
使用示例与运行逻辑
下面是一个简单交互流程，演示如何保存和恢复状态。
int main() { Originator editor; Caretaker history;
editor.setState("First draft"); history.save(&editor); editor.setState("Second draft"); history.save(&editor); editor.setState("Final version"); // 撤销一次 history.undo(&editor); // 回到第二版 // 再撤销一次 history.undo(&editor); // 回到第一版 return 0;
}
输出结果：
State set to: First draft Saved state. State set to: Second draft Saved state. State set to: Final version Saved state. State restored to: Second draft State restored to: First draft
基本上就这些。通过私有嵌套类和指针管理，C++ 能有效实现安全的备忘录模式，既保持封装性，又支持灵活的状态回滚。注意内存管理，建议配合智能指针进一步优化资源安全。