Mẫu Memento (Design Pattern) giải thích kèm ví dụ

Mục đích và vấn đề mà mẫu này giải quyết

Mục đích: không vi phạm tính đóng gói, chụp lại và đưa ra ngoài trạng thái bên trong của một đối tượng để sau này có thể khôi phục đối tượng về trạng thái đó. Memento là một trong các mẫu hành vi trong sách Gang of Four (GoF).

Hãy tưởng tượng một ứng dụng vẽ nơi một hình có vị trí, kích thước, màu sắc và danh sách các giá trị private dẫn xuất dùng để kết xuất. Bạn muốn có nút undo. Trình quản lý undo có thể tự sao chép các trường của hình, nhưng khi đó nó phải biết mọi trường private, và mỗi lần lớp hình thay đổi, trình quản lý undo bị hỏng. Công khai mọi trường chỉ để undo sẽ cho phép bất kỳ đoạn mã nào đưa hình vào trạng thái không hợp lệ.

Memento giải quyết bằng cách để chính hình tạo ra ảnh chụp. Chỉ hình biết bên trong ảnh chụp có gì và cách khôi phục từ nó. Trình quản lý undo coi ảnh chụp là các đối tượng mờ: nó lưu chúng trong một danh sách và trả lại một cái khi người dùng nhấn undo.

Cấu trúc và các thành phần

Ý tưởng then chốt là hai interface: một interface rộng cho originator, có thể đọc trạng thái đã lưu, và một interface hẹp cho mọi đối tượng khác, chỉ có thể giữ memento.

Cài đặt bằng TypeScript

Lớp memento dùng trường private của JavaScript (#state), nên caretaker không thể đọc dữ liệu lưu từ đối tượng memento. Việc đọc đi qua phương thức tĩnh EditorMemento.read, chỉ editor mới gọi. Trong dự án thực tế, hãy đặt lớp memento cùng module với editor và không export, để các module khác có thể giữ memento nhưng không bao giờ mở được chúng.

type EditorState = { text: string; cursor: number };

class EditorMemento {
  readonly #state: EditorState;
  constructor(state: EditorState) {
    this.#state = { ...state }; // copy, so later edits do not change the snapshot
  }
  static read(m: EditorMemento): EditorState {
    return { ...m.#state };
  }
}

class Editor {
  private state: EditorState = { text: "", cursor: 0 };
  type(words: string) {
    const text = this.state.text + words;
    this.state = { text, cursor: text.length };
  }
  get text() { return this.state.text; }
  save(): EditorMemento { return new EditorMemento(this.state); }
  restore(m: EditorMemento) { this.state = EditorMemento.read(m); }
}

class History {
  private stack: EditorMemento[] = [];
  constructor(private editor: Editor) {}
  backup() { this.stack.push(this.editor.save()); }
  undo() { const m = this.stack.pop(); if (m) this.editor.restore(m); }
}

const editor = new Editor();
const history = new History(editor);
history.backup(); editor.type("Hello");
history.backup(); editor.type(" world");
console.log(editor.text); // Hello world
history.undo();
console.log(editor.text); // Hello
history.undo();
console.log(JSON.stringify(editor.text)); // ""

History là caretaker. Nó gọi backup() trước mỗi thay đổi và undo() để quay lại, nhưng không bao giờ thấy text hay cursor. Nếu sau này bạn thêm một vùng chọn vào EditorState, History không phải đổi.

Memento so với Command cho undo

Có hai cách phổ biến để cài đặt undo, và chúng thường được kết hợp:

Một thỏa hiệp thực tế: lưu command cho đa số bước và một memento đầy đủ sau mỗi N bước, hoặc chỉ lưu phần trạng thái mà command thay đổi.

Khi nào nên dùng và khi nào không

• Dùng cho undo, redo, checkpoint, lưu game và nút “hủy” trên biểu mẫu cần hoàn lại các chỉnh sửa.
• Dùng cho giao dịch trong bộ nhớ: chụp trước một thao tác rủi ro và khôi phục nếu nó thất bại.
• Dùng khi caretaker không được phụ thuộc vào các trường nội bộ của originator.
• Đừng dùng khi trạng thái rất lớn và thay đổi thường xuyên, trừ khi bạn giới hạn độ dài lịch sử hoặc chỉ lưu phần khác biệt.
• Đừng làm đầy đủ nghi thức khi trạng thái vốn là một giá trị bất biến thuần túy. Với dữ liệu bất biến, giá trị cũ đã là một ảnh chụp, và giữ một danh sách các giá trị trước đó là đủ.

Ứng dụng thực tế

• History API của trình duyệt: history.pushState(state, "", url) lưu một đối tượng trạng thái cho mỗi mục lịch sử, và sự kiện popstate trả nó lại khi người dùng điều hướng.
• Redux và các store tương tự giữ các ảnh chụp trạng thái bất biến, mà các công cụ dùng để gỡ lỗi du hành thời gian.
• Cơ sở dữ liệu SQL hỗ trợ SAVEPOINT bên trong giao dịch, để có thể hoàn tác công việc về một điểm có tên.
• Trình soạn thảo văn bản, phần mềm đồ họa và game lưu ảnh chụp cho undo, tự động lưu và các ô lưu game.

Các mẫu liên quan