C# 备忘录模式实现方法 C#如何实现对象状态的撤销和恢复

备忘录模式核心结构需三个角色：Memento（只读快照）、Originator（创建/恢复状态）、Caretaker（保管但不访问快照）；Memento须私有、只读，Originator通过CreateMemento和SetMemento操作，Caretaker仅管理栈。

备忘录模式的核心结构怎么搭

关键不是“存状态”，而是隔离状态存储与业务逻辑。必须有三个角色：Memento（只读快照）、Originator（被备份的对象，能创建和恢复自身状态）、Caretaker（保管 Memento，但不能访问其内容）。C# 里最容易错的是把 Memento 设成 public 字段或属性——这会破坏封装，让外部随意修改快照。

实操建议：

• Memento 类必须是 private 嵌套类或 internal 类，构造函数接收 Originator 的内部状态，仅提供只读属性（如 public String State { get; }）
• Originator 提供两个方法：CreateMemento() 返回新快照，SetMemento(Memento m) 从快照恢复；注意不要在 SetMemento 中直接赋值字段，而应调用私有恢复逻辑
• Caretaker 只持有 Stack 或 List，不碰 Memento 内部字段

撤销/恢复操作怎么支持多步和重做

单步 Undo 很简单，但真实场景需要历史栈 + 重做栈。如果只用一个 Stack，执行 Undo 后再修改对象，旧的“重做点”就丢了。

实操建议：

• 维护两个栈：private readonly Stack _undoStack = new(); 和 private readonly Stack _redoStack = new();
• 每次修改前调用 _undoStack.Push(originator.CreateMemento())，同时清空 _redoStack（因为新操作使重做失效）
• Undo() 弹出 _undoStack 顶部，恢复后把原快照压入 _redoStack；Redo() 则反向操作
• 注意：如果对象很大，频繁深拷贝状态会吃内存，可考虑用差分快照或只存变更字段（需额外元数据支持）

如何避免序列化导致的性能和兼容性问题

有人直接用 jsonSerializer.Serialize(originator) 存整个对象——这看似省事，但实际埋雷：版本升级后字段名改了、新增了不可序列化成员、或者 DateTime 时区处理不一致，都会让旧快照无法恢复。

实操建议：

• 绝不依赖自动序列化存 Memento；显式定义快照结构，例如 public record TextEditorState(string Content, int CaretPosition)
• 在 Originator 中用 private 字段存状态，CreateMemento() 只提取必要字段构造轻量 Memento，不暴露实现细节
• 如果状态含复杂引用类型（如自定义集合），确保 Memento 中存储的是深拷贝值（用 new List(originalList) 而非直接引用）
• 避免在 Memento 中存 Action、Delegate 或未标记 [Serializable] 的类型——它们无法跨进程或持久化

ui 层触发撤销时常见线程和生命周期陷阱

winForms/wpf 中点击“撤销”按钮，常遇到 InvalidOperationException：“集合已修改；枚举操作可能无法执行”，本质是 UI 线程在遍历绑定集合时，Undo 修改了同一集合。

实操建议：

• 所有涉及 UI 更新的状态恢复，必须封送到 UI 线程执行：Application.Current.Dispatcher.Invoke(() => originator.SetMemento(m))（WPF）或 this.Invoke((MethodInvoker)delegate { originator.SetMemento(m); })（WinForms）
• Caretaker 不应持有对 UI 控件的引用；状态恢复逻辑全在 Originator 内部，UI 层只负责调用 Undo() 并响应 PropertyChanged 事件
• 如果 Originator 是 ViewModel，记得在 SetMemento 后手动调用 OnPropertyChanged 触发绑定更新，别依赖自动通知

最易被忽略的一点：备忘录不是免费的。每存一次快照，就是一次状态复制。高频操作（如实时输入）下，要加节流——比如只在用户停顿 300ms 后才存快照，或限制栈深度（if (_undoStack.Count > 50) _undoStack.Pop();）。