概要

Memento（メメント）パターンは、
オブジェクトの内部状態をスナップショットとして記録・保存し、
その状態を後から安全に復元できるようにするための設計パターンである。

Undo/Redo、タイムトラベル、履歴管理などの実装に非常に適しており、
「内部状態のカプセル化を保持したまま復元する」ことが最大の特徴。

1. なぜMementoが必要か？

❌ 状態の変更に対応したUndo処理が複雑すぎる

# 状態の保存なしにロールバック不能
editor.content = "新しい内容"

→ 状態の復元を実現するには、状態スナップショットの保存が必要

✅ 状態を外部に記録し、任意のタイミングで復元可能に

snapshot = editor.save()
# ...
editor.restore(snapshot)

→ 内部構造に立ち入らず、安全に状態を復元可能にする

2. 基本構造

✅ Memento（スナップショット）

class Memento:
    def __init__(self, state):
        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 type(self, words):
        self._content += words

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

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

    def show(self):
        print(f"内容: {self._content}")

✅ Caretaker（履歴の管理）

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

    def push(self, 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.type("Hello ")
history.push(editor.save())

editor.type("World!")
history.push(editor.save())

editor.show()  # → 内容: Hello World!

# Undo
editor.restore(history.pop())
editor.show()  # → 内容: Hello 

# Undo again
editor.restore(history.pop())
editor.show()  # → 内容:

3. Python的応用：deepcopyベースの汎用Memento実装

import copy

class GenericMemento:
    def __init__(self, obj):
        self._snapshot = copy.deepcopy(obj)

    def restore(self):
        return copy.deepcopy(self._snapshot)

→ どんなオブジェクトでも状態を保持・復元できる汎用ツールとして応用可能

4. 実務ユースケース

✅ テキストエディタのUndo/Redo機能

→ 入力内容を時系列で保存し、任意の時点へロールバック

✅ ゲームのセーブポイント・チェックポイント

→ キャラクターの状態やフィールド情報などを安全に巻き戻し

✅ データベーストランザクションのローカルロールバック

→ 書き込み前の状態を保持し、整合性のある巻き戻し

✅ スプレッドシート・フォームの編集履歴追跡

→ 入力状態を保持して、元の状態へ簡単に戻せる

5. よくある誤用と対策

❌ Mementoに処理ロジックを含めてしまう

→ ✅ Mementoは状態の保存・復元に限定すべき

❌ CaretakerがOriginatorの内部状態を操作する

→ ✅ Originatorだけが状態の保存・復元を行うべきであり、他者は介入不可

❌ Mementoの量が肥大化してパフォーマンスに影響

→ ✅ 定期保存・差分保存・容量制限などの設計的対処が必要

結語

Mementoパターンとは、“変化を記録し、過去へ戻るための設計的タイムマシン”である。

状態を外部に安全に保存し、任意のタイミングで復元可能にする構造
Undo/Redo、履歴、復元処理をカプセル化と責務分離の原則に基づいて構築
Pythonでは柔軟なオブジェクト操作とdeepcopyの活用により、明快かつ強力な状態復元が可能

Pythonicとは、“変化を記録し、戻る自由を与える”こと。
Mementoパターンはその自由な復元性を、構造の中に安全に埋め込む技法である。