概要

Memento（メメント）パターンは、
オブジェクトの内部状態を外部に漏らすことなく保存・復元できるようにする設計パターンである。

特に「Undo / Redo」機能の実装や、履歴管理を設計する際に有効であり、オブジェクトのカプセル化を保ったまま状態復元が可能となる。

1. なぜMementoが必要か？

❌ 状態を直接外部にさらすと、意図せぬ変更やバグの原因になる

editor.content = backup_content  # 外部で直接触るとリスク大

→ 内部構造を外部に晒すことで、再現性や安全性が崩れる

✅ 状態を「メメント」として保存・復元し、情報隠蔽を維持

memento = editor.save()
editor.restore(memento)

→ 安全にスナップショットを取り、状態を巻き戻せる

2. 基本構造

✅ Memento（スナップショット）

class Memento:
    def __init__(self, state: str):
        self._state = state

    def get_state(self):
        return self._state

✅ Originator（状態を持つ本体）

class Editor:
    def __init__(self):
        self._content = ""

    def write(self, text):
        self._content += text

    def show(self):
        print(f"[現在の内容] {self._content}")

    def save(self):
        return Memento(self._content)

    def restore(self, memento: Memento):
        self._content = memento.get_state()

✅ Caretaker（メメントの管理）

class History:
    def __init__(self):
        self._mementos = []

    def push(self, memento: Memento):
        self._mementos.append(memento)

    def pop(self):
        return self._mementos.pop() if self._mementos else None

✅ 使用例

editor = Editor()
history = History()

editor.write("Hello, ")
history.push(editor.save())

editor.write("world!")
editor.show()  # [現在の内容] Hello, world!

editor.restore(history.pop())
editor.show()  # [現在の内容] Hello,

出力:

[現在の内容] Hello, world!  
[現在の内容] Hello,

3. Python的応用：`copy.deepcopy` で一時保存としてのMementoを表現

import copy

class MementoStyleList(list):
    def snapshot(self):
        return copy.deepcopy(self)

    def restore(self, snapshot):
        self.clear()
        self.extend(snapshot)

→ 状態が複雑でもdeepcopyを使えば簡易Mementoが可能

4. 実務ユースケース

✅ テキストエディタのUndo / Redo

→ 各入力・操作に対してスナップショットを記録

✅ ゲームのセーブ・ロード機能

→ 現在のキャラクター状態や進行状況を安全に保存・復元

✅ フォーム入力の復元、履歴管理

→ 入力ミスやリセットに対して巻き戻し可能な履歴

✅ 設定変更前のロールバック

→ 設定適用前の状態を保持し、問題があれば元に戻す

5. よくある誤用と対策

❌ 状態が漏れてカプセル化が破られている

→ ✅ Mementoの中身は原則として公開しない設計にする

❌ Mementoに副作用を含めてしまう

→ ✅ 純粋な状態のみを保存するよう設計し、振る舞いは持たせない

❌ Mementoのサイズが大きくなりすぎてメモリ効率が悪い

→ ✅ 差分保存（Diff）や圧縮・間引き記録などで軽量化を検討

結語

Mementoパターンとは、“時間を保存する設計”である。

状態の保存と復元を安全に行い、情報隠蔽を保ったまま過去へ遡る機能を実現
編集操作やシステム状態に対して、巻き戻し・やり直しの設計自由度を高める
Pythonでは、クラス・関数・コピー操作で柔軟かつ直感的に構築可能

Pythonicとは、“巻き戻せることを、設計によって自然に担保すること”。
Mementoパターンはその再現可能性を、構造に組み込む技法である。