[Python設計模式] 第18章 遊戲角色備份——備忘錄模式

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題目

用代碼類比以下情境，一個遊戲角色有生命力，攻擊力，防禦力等資料，在打Boss前後的資料值會發生變化，如果玩家挑戰Boss失敗，我們允許玩家可以將遊戲資料恢複到與Boss決鬥之前的狀態。

基礎版本

class GameRole():        def __init__(self):        self.vitality = 0        self.attack = 0        self.defense = 0            def state_display(self):        print("當前角色狀態:")        print("體力:",self.vitality)        print("攻擊:",self.attack)        print("防禦:",self.defense)            def get_init_state(self):        """        從伺服器或者本地磁碟載入初始狀態        """        self.vitality = 100        self.attack = 100        self.defense = 100            def fight(self):        """        與Boss決鬥，資料損耗為0        """        self.vitality = 0        self.attack = 0        self.defense = 0                def main():    mario = GameRole()      mario.get_init_state()  # 大戰Boss前，擷取初始角色狀態    mario.state_display()        backup = GameRole()  # 儲存遊戲進度    backup.vitality = mario.vitality    backup.attack = mario.attack    backup.defense = mario.defense        mario.fight()  # 大戰Boss    mario.state_display()        mario.vitality = backup.vitality  # 讀取進度，重新來過    mario.attack = backup.attack    mario.defense = backup.defense        mario.state_display()    main()

當前角色狀態:體力: 100攻擊: 100防禦: 100當前角色狀態:體力: 0攻擊: 0防禦: 0當前角色狀態:體力: 100攻擊: 100防禦: 100

點評

主要問題在於用戶端調用：

1. 遊戲角色細節暴露給了用戶端，用戶端需要知道遊戲角色的生命力，攻擊力，防禦力等細節；
2. 用戶端還要對遊戲角色進行備份；
3. 如果以後增加“魔法值”或者修改現有資料，都要更改用戶端；
4. 恢複角色的過程也存在同樣問題；

備忘錄模式

備忘錄模式，在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，並在該對象之外儲存這個狀態。這樣以後就可將該對象恢複到原先儲存的狀態。主要包括三種類：

• 發起人(Originator)：負責建立一個備忘錄Memento，用以記錄當前時刻它的內部狀態，並可使用備忘錄恢複內部狀態。Originator可以根據需要決定Memento儲存Originator的哪些內部狀態；
• 備忘錄(Memento)：負責儲存Originator對象的內部狀態，並可防止Originator以外的其他對象訪問備忘錄Memento。備忘錄有兩個介面，Caretaker只能看到備忘錄的窄介面，它只能將備忘錄傳遞給其他對象。Originator可以看到一個寬介面，允許它訪問返回到先前狀態的所有資料；
• 管理者(Caretaker)：負責儲存好備忘錄Memento，不能對備忘錄的內容進行操作或檢查。

在題目的情境中，遊戲角色類相當於Originator，使用同樣的“遊戲角色”執行個體“backup”來做備忘錄，這在當需要儲存全部資訊時，是可以考慮的，而用clone的方式來實現Memento的狀態儲存可能是更好的方法，但是這樣就相當於對上層應用開放了Originator的全部介面，這對於儲存備份有時候並不合適。

那麼當我們不需要儲存全部資訊以備使用時，需要怎麼辦？當我們需要儲存的並不是全部資訊，而只是部分資訊，那麼就應該有獨立的備忘錄類Memento，它只擁有需要儲存的資訊的屬性。

改進版本——備忘錄模式

class GameRole():        def __init__(self):        self.vitality = 0        self.attack = 0        self.defense = 0            def state_display(self):        print("當前角色狀態:")        print("體力:",self.vitality)        print("攻擊:",self.attack)        print("防禦:",self.defense)            def get_init_state(self):        """        從伺服器或者本地磁碟載入初始狀態        """        self.vitality = 100        self.attack = 100        self.defense = 100            def fight(self):        """        與Boss決鬥，資料損耗為0        """        self.vitality = 0        self.attack = 0        self.defense = 0            def save_state(self):        """        新增“儲存狀態”的方法        """        return RoleStateMemento(self.vitality, self.attack, self.defense)        def recovery_state(self, memento):        """        新增“恢複狀態”的方法        """        self.vitality = memento.vitality        self.attack = memento.attack        self.defense = memento.defense        class RoleStateMemento():    """    遊戲角色狀態儲存箱    """    def __init__(self, vitality, attack, defense):        self.vitality = vitality        self.attack = attack        self.defense = defense        class RoleStateCaretaker():    """    角色狀態管理者類    """    def __init__(self):        self.memento = None        def main():    mario = GameRole()    mario.get_init_state()    mario.state_display()        state_admin = RoleStateCaretaker()    state_admin.memento = mario.save_state()  # 遊戲角色的儲存對用戶端是透明的        mario.fight()    mario.state_display()        mario.recovery_state(state_admin.memento)  # 遊戲角色的恢複對用戶端是透明的    mario.state_display()    main()

當前角色狀態:體力: 100攻擊: 100防禦: 100當前角色狀態:體力: 0攻擊: 0防禦: 0當前角色狀態:體力: 100攻擊: 100防禦: 100

點評

將需要儲存的細節封裝在Memento類中，那一天要更改儲存的細節也不用影響用戶端。

Memento模式比較適用於功能複雜的，但需要維護或記錄屬性曆史的類，或者需要儲存的屬性只是眾多屬性中的一小部分時，Originator可以根據儲存的Memento資訊還原到前一狀態。

命令模式也有類似的撤銷作用，如果在某個系統中使用命令模式時，需要實現命令的撤銷功能，那麼命令模式可以使用備忘錄模式來儲存可撤銷操作的狀態。有時候一些對象的內部資訊必須儲存在對象以外的地方，但是必須要由對象自己讀取，這時，使用備忘錄可以把複雜的對象內部資訊對其他的對象屏蔽起來，從而可以恰當的保持封裝的邊界。

當角色的狀態改變的時候，有可能這個狀態無效，這時候就可以使用暫時儲存起來的備忘錄將狀態複原。

[Python設計模式] 第18章 遊戲角色備份——備忘錄模式