備忘錄模式

備忘錄模式，也叫快照（Snapshot）模式。
在 GoF的《設(shè)計模式》?書中，備忘錄模式是這么定義的：

Captures and externalizes an object’s internal state so that it can be restored later, all without violating encapsulation.

在不違背封裝原則的前提下，捕獲?個對象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對象之外保存這個狀態(tài)，以便之后恢復(fù)對象為先前的狀態(tài)，屬于行為型模式。

備忘錄模式主要分為三個角色 :
發(fā)起人角色(Originator): 它是一個需要保存狀態(tài)的類，可以創(chuàng)建一個備忘錄/備份，并存儲它的當前內(nèi)部狀態(tài)，也可以使用備忘錄來恢復(fù)其內(nèi)部狀態(tài)。

**備忘錄角色 Memento：**存儲原發(fā)器的內(nèi)部狀態(tài)。除了發(fā)起人，備忘錄類不能被其他類創(chuàng)建和修改。一般通過將Memento類與Originator類定義在同一個包中來實現(xiàn)封裝（也可以作為內(nèi)部類），使用默認訪問標識符來定義Memento類，即保證其包內(nèi)可見。

**負責人角色 Caretaker：**負責人又稱為管理者，它負責保存?zhèn)渫?。在負責人類中可以存儲一個或多個備忘錄對象，它只負責存儲備忘錄對象，而不能修改備忘錄對象（負責人類只提供備忘錄對象的讀寫接口，不提供備忘錄屬性的讀寫接口）。

代碼示例

以一個文本編輯器為例，用戶可以不斷輸入文本內(nèi)容，也可以撤銷上次輸入的內(nèi)容，按照備忘錄模式實現(xiàn)如下:

public class InputText {private StringBuilder text = new StringBuilder();public void input(String input) {text.append(input);}public String show() {return text.toString();}public Snapshot createSnapshot() {return new Snapshot(this.text.toString());}public void restoreSnapshot(Snapshot snapshot) {text.replace(0, this.text.length(), snapshot.getText());}}

public class Snapshot {private String text;public Snapshot(String text) {this.text = text;}public String getText() {return text;}
}

public class SnapshotHolder {private Stack<Snapshot> stack = new Stack<>();public Snapshot getSnapshot() {return stack.pop();}public void pushSnapshot(Snapshot snapshot) {stack.push(snapshot);}
}

public class Test {public static void main(String[] args) {SnapshotHolder snapshotHolder = new SnapshotHolder();InputText text = new InputText();text.input("你好");System.out.println(text.show());snapshotHolder.pushSnapshot(text.createSnapshot());text.input("我是Xiaoming");System.out.println(text.show());System.out.println("=============回撤==========");text.restoreSnapshot(snapshotHolder.getSnapshot());System.out.println(text.show());}}

對于?對象的備份來說，備份占?的存儲空間會?較?，備份和恢復(fù)的耗時會?較?。針對這個問題，不同的業(yè)務(wù)場景有不同的處理?式。?如，只備份必要的恢復(fù)信息，結(jié)合最新的數(shù)據(jù)來恢復(fù)；
再?如，全量備份和增量備份相結(jié)合，低頻全量備份，?頻增量備份，兩者結(jié)合來做恢復(fù)。

迭代器模式

迭代器模式（Iterator Design Pattern），也叫作游標模式（Cursor Design Pattern），它提供一種順序訪問容器或者集合對象元素的方法，而又無需暴露集合內(nèi)部表示。屬于行為型模式

迭代器模式，一般包含四個角色
抽象容器 : 提供創(chuàng)建迭代器的接口
具體容器 : 創(chuàng)建具體迭代器
抽象迭代器 : 定義遍歷元素的接口
具體迭代器 : 實現(xiàn)元素遍歷行為

一般來說我們會在容器中定義
iterator() ?法，?來創(chuàng)建迭代器。迭代器接?中需要定義 hasNext()、next() 兩個最基本的?法用于遍歷。

代碼示例

public interface Iterator<T> {public boolean hasNext();T next();
}

public class ListIterator implements Iterator<String>{private List<String> queue;private int cursor = 0;public ListIterator(List<String> queue) {this.queue = queue;}@Overridepublic boolean hasNext() {return cursor != queue.size();}@Overridepublic String next() {String name = queue.get(cursor);cursor++;return name;}
}

public interface Queue {void add(String name);void remove(String name);Iterator iterator();}

public class QueueImpl implements Queue{private List<String> list = new ArrayList<>();@Overridepublic void add(String name) {list.add(name);}@Overridepublic void remove(String name) {list.remove(name);}@Overridepublic Iterator iterator() {return new ListIterator(list);}
}

public class Test {public static void main(String[] args) {QueueImpl queue = new QueueImpl();queue.add("小明");queue.add("小花");queue.add("王一");Iterator<String> iterator = queue.iterator();while (iterator.hasNext()) {String name = iterator.next();System.out.println(name);}}
}

使用迭代器遍歷集合的同時不能刪除/增加元素

在通過迭代器來遍歷集合元素的同時，增加或者刪除集合中的元素，有可能會導致某個元素被重復(fù)遍歷或遍歷不到。(這是因為為了保持數(shù)組存儲數(shù)據(jù)的連續(xù)性，數(shù)組的刪除/插入操作會涉及元素的搬移)

針對這種問題有兩種解決?案：?種是遍歷的時候不允許增刪元素，另?種是增刪元素之后讓遍歷報錯。

第一種實現(xiàn)比較困難，我們可以方便的知道遍歷開始的時間點，但是我們無法知曉遍歷什么時候結(jié)束(它可能獲取到某個滿足條件的值之后就結(jié)束遍歷了)，而通過新方法告知集合遍歷結(jié)束也比較容易遺漏。
Java采用的是第二種方法: 增刪元素之后讓遍歷報錯

Java在ArrayList 中定義了一個成員變量modCount，記錄集合被修改的次數(shù)。集合每次新增或者刪除元素，就會給modCount+1。
當用戶創(chuàng)建迭代器的時候，我們把modCount 值傳遞給迭代器的 expectedModCount 成員變量，之后每次調(diào)?迭代器上的next()方法，我們都會檢查集合上的 modCount 是否等于expectedModCount，也就是判斷在創(chuàng)建完迭代器之后，集合是否改變過。

 private class Itr implements Iterator<E> {int cursor;       // index of next element to returnint lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no suchint expectedModCount = modCount;Itr() {}public boolean hasNext() {return cursor != size;}@SuppressWarnings("unchecked")public E next() {checkForComodification();int i = cursor;if (i >= size)throw new NoSuchElementException();Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;if (i >= elementData.length)throw new ConcurrentModificationException();cursor = i + 1;return (E) elementData[lastRet = i];}final void checkForComodification() {if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();}}

總結(jié)

集合遍歷?般有三種?式：for 循環(huán)、foreach 循環(huán)、迭代器遍歷。
后兩種本質(zhì)上屬于?種，都可以看作迭代器遍歷。

相對于 for 循環(huán)遍歷，利?迭代器來遍歷有下?三個優(yōu)勢：

1. 迭代器模式封裝集合內(nèi)部的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，開發(fā)者不需要了解如何遍歷，直接使?容器提供的迭代器即可
2. 迭代器模式將集合對象的遍歷操作從集合類中拆分出來，放到迭代器類中，讓兩者的職責更加單? (對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，圖，樹等，客戶端自己實現(xiàn)遍歷算法比較復(fù)雜也容易出錯)
3. 因為迭代器都實現(xiàn)?相同的接?，在開發(fā)中，基于接???實現(xiàn)編程，替換/新增迭代器也變得更加容易