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如何在Golang中构建备忘录模式_Golang备忘录模式状态保存技巧

P粉602998670

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发布时间:2026-01-24 14:52:03

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来源于php中文网

原创

Go中备忘录模式需用非导出字段+接口模拟,Memento接口方法小写限定包内使用,Originator通过Save返回私有结构体指针,Restore需类型断言安全恢复,状态含引用类型时须深拷贝。

如何在golang中构建备忘录模式_golang备忘录模式状态保存技巧

备忘录模式在 Go 中没有语言级支持,得靠结构体 + 接口手动实现

Go 没有类、继承或访问修饰符(比如 private),所以经典 UML 里那种“原发器–备忘录–负责人”三角色严格封装,在 Go 里无法靠语法强制隔离。必须用结构体字段可见性(首字母大小写)+ 明确的接口契约来模拟。核心原则是:备忘录对象只暴露只读视图,原始状态数据应藏在原发器内部,不能被外部修改。

常见错误是把状态字段直接暴露为导出字段(如 State string),导致外部代码绕过原发器逻辑随意改写;或者把备忘录设计成普通 struct 而不加接口约束,后续扩展恢复逻辑时容易误用。

  • 原发器(Originator)用非导出字段存状态,提供 Save()Restore() 方法
  • 备忘录(Memento)定义为接口,仅含 getState() 类似只读方法(注意:Go 接口方法名必须导出,但内部实现可返回非导出类型)
  • 负责人(Caretaker)只持有 Memento 接口值,完全不知道具体实现

用非导出字段 + 构造函数控制备忘录创建权

备忘录对象不能由外部直接 new,否则会破坏封装。正确做法是让 Originator.Save() 返回一个实现了 Memento 接口的私有结构体实例,且该结构体字段全为非导出(小写开头)。

这样即使用户拿到返回值,也无法访问或修改其内部字段——只能通过接口定义的方法间接读取,而这些方法由原发器完全控制。

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type Originator struct {
	state string
}

type mementoImpl struct {
	state string // 非导出字段,外部不可见
}

func (m *mementoImpl) getState() string {
	return m.state
}

type Memento interface {
	getState() string // 非导出方法名 → 接口仅本包可用
}

func (o *Originator) Save() Memento {
	return &mementoImpl{state: o.state}
}

func (o *Originator) Restore(m Memento) {
	if memento, ok := m.(*mementoImpl); ok {
		o.state = memento.state
	}
}

注意:getState() 方法名小写,意味着这个接口只能在当前包内实现和使用,外部包无法声明新实现,也拿不到 *mementoImpl 的具体类型——这是 Go 里模拟“私有备忘录”的关键技巧。

恢复操作必须做类型断言,避免 panic

Restore() 方法接收 Memento 接口,但实际要还原的是原发器自己的私有状态。由于 Go 接口不提供反射式字段访问,唯一安全方式是断言回原始私有结构体指针。

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如果没做断言检查就强转,运行时会 panic;如果用 reflect 硬读,既破坏封装又难维护。所以务必加 ok 判断,并按需处理非法输入。

  • 断言失败时建议静默忽略或返回 error,不要 panic(除非明确是编程错误)
  • 不要用 interface{} 替代 Memento 接口,那会失去类型约束和 IDE 提示
  • 若需支持多种状态类型(如带版本号、时间戳),可在 mementoImpl 中增加字段,但对外仍只通过接口方法暴露必要信息

内存管理要注意:备忘录保存的是值拷贝,不是引用

Go 中 struct 是值类型。只要 mementoImpl 字段是基本类型或已深拷贝的结构(如 stringint[]byte),就不会出现外部修改影响备忘录内容的问题。但如果状态含指针或 map/slice,必须手动深拷贝。

例如,若 Originator 管理一个 map[string]int,直接赋值给 mementoImpl 会导致两个对象共享底层数据,后续修改原状态会影响已保存的备忘录。

func (o *Originator) Save() Memento {
	// ❌ 错误:共享 map 底层数据
	// return &mementoImpl{data: o.data}

	// ✅ 正确:深拷贝
	dataCopy := make(map[string]int)
	for k, v := range o.data {
		dataCopy[k] = v
	}
	return &mementoImpl{data: dataCopy}
}

复杂嵌套结构建议用 encoding/gob 或第三方库(如 github.com/jinzhu/copier)做安全拷贝,但要注意性能开销——高频保存场景下,备忘录本身可能成为瓶颈。

真正容易被忽略的是:备忘录生命周期与原发器解耦,但 Go 没有析构函数,旧备忘录不会自动释放。如果频繁保存大状态,得自己实现清理策略(比如 LRU 缓存、最大数量限制),否则可能引发内存泄漏。

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