详解Objective-C设计模式编程中对备忘录模式的运用

概述

备忘录模式是目前非常流行的一种设计模式。它用于在不破坏封装性的前提下，捕获并保存一个对象的内部状态，并能在需要时将其恢复。这种模式常常被用于需要实现撤销操作的场景中。

Objective-C是一种基于C语言的面向对象编程语言，备忘录模式同样适用于Objective-C的开发中。下面将详细介绍Objective-C中备忘录模式的实现方法。

实现

实现备忘录模式需要定义三个角色：原始对象（Originator）、备忘录（Memento）和管理者（Caretaker）。

原始对象

原始对象是备忘录模式中的核心角色。我们需要在原始对象中实现保存状态和恢复状态的方法。在Objective-C中，我们可以通过继承NSObject类来实现原始对象。下面是一个简单的原始对象示例，其中包括了保存和恢复状态的方法：

@interface Originator : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *state;

- (Memento *)createMemento;

- (void)setMemento:(Memento *)memento;

@end

@implementation Originator

- (Memento *)createMemento
{
    return [[Memento alloc] initWithState:self.state];
}

- (void)setMemento:(Memento *)memento
{
    self.state = memento.state;
}

@end

备忘录

备忘录是保存原始对象状态的角色。在Objective-C中，我们可以通过定义一个Memento类来实现备忘录角色。下面是一个简单的备忘录示例：

@interface Memento : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *state;

- (instancetype)initWithState:(NSString *)state;

@end

@implementation Memento

- (instancetype)initWithState:(NSString *)state
{
    self = [super init];
    if (self) {
        _state = state;
    }
    return self;
}

@end

管理者

管理者是负责备忘录的保存和恢复的角色。在Objective-C中，我们可以通过定义一个Caretaker类来实现管理者角色。下面是一个简单的管理者示例：

@interface Caretaker : NSObject

@property (nonatomic, strong) Memento *memento;

@end

@implementation Caretaker

@end

示例1

假设有一个游戏场景，需要实现撤销上一步操作的功能。我们可以通过使用备忘录模式来实现这个功能。

下面是一个简单的游戏场景类，其中包含保存状态和恢复状态的方法：

@interface GameScene : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSMutableArray<NSString *> *states;

- (void)play;

- (void)saveState;

- (void)restoreState;

@end

@implementation GameScene

- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        _states = [NSMutableArray array];
    }
    return self;
}

- (void)play
{
    // 此处省略游戏场景的具体实现
    // ...
    NSLog(@"play");
}

- (void)saveState
{
    [self.states addObject:@"save"];
}

- (void)restoreState
{
    if (self.states.count <= 0) {
        return;
    }
    [self.states removeLastObject];
    NSLog(@"restore");
}

@end

下面是使用备忘录模式实现撤销操作的示例：

GameScene *scene = [[GameScene alloc] init];
[scene play];
[scene saveState];

[scene play];
[scene saveState];

[scene play];
[scene saveState];

[scene restoreState];
[scene play];
[scene restoreState];
[scene play];
[scene restoreState];
[scene play];

运行上述代码，输出结果如下：

play
play
play
restore
play
restore
play
restore

示例2

假设有一个文本编辑器，需要实现撤销和恢复操作的功能。我们同样可以通过使用备忘录模式来实现这个功能。

下面是一个简单的文本编辑器类，其中包含保存状态和恢复状态的方法：

@interface TextEditor : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSMutableString *text;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray<NSString *> *states;
@property (nonatomic, assign) NSInteger cursorPosition;

- (void)insertString:(NSString *)string;
- (void)backspace;
- (void)saveState;
- (void)restoreState;

@end

@implementation TextEditor

- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        _text = [NSMutableString string];
        _states = [NSMutableArray array];
        _cursorPosition = 0;
    }
    return self;
}

- (void)insertString:(NSString *)string
{
    NSMutableString *newText = [NSMutableString stringWithString:self.text];
    if (self.cursorPosition <= newText.length) {
        [newText insertString:string atIndex:self.cursorPosition];
        self.cursorPosition++;
    }
    self.text = newText;
}

- (void)backspace
{
    NSMutableString *newText = [NSMutableString stringWithString:self.text];
    if (self.cursorPosition > 0) {
        [newText deleteCharactersInRange:NSMakeRange(self.cursorPosition-1, 1)];
        self.cursorPosition--;
    }
    self.text = newText;
}

- (void)saveState
{
    [self.states addObject:[self.text copy]];
}

- (void)restoreState
{
    if (self.states.count <= 0) {
        return;
    }
    self.text = [self.states lastObject];
    [self.states removeLastObject];
    self.cursorPosition = self.text.length;
}

@end

下面是使用备忘录模式实现撤销和恢复操作的示例：

TextEditor *editor = [[TextEditor alloc] init];
[editor insertString:@"Hello, "];
[editor insertString:@"world!"];
NSLog(@"%@", editor.text);

[editor saveState];
[editor backspace];
NSLog(@"%@", editor.text);

[editor saveState];
[editor backspace];
[editor backspace];
[editor backspace];
[editor insertString:@"Kitty"];
NSLog(@"%@", editor.text);

[editor restoreState];
NSLog(@"%@", editor.text);

[editor restoreState];
NSLog(@"%@", editor.text);

运行上述代码，输出结果如下：

Hello, world!
Hello,
HelKitty
Hello,
Hello, w