Composite

But : composer des objets dans une arborescence pour représenter une hiérarchie.
Composite permet au client de traiter les objets terminaux (feuilles) de la même manière que les objets composés (branches).

Diagramme objet d'une structure typique de Composite : Composite - Diagramme d'objets

Structure

Diagramme original (gof) : Composite - Diagramme de classes Points importants pour ce pattern : Ici, le plus pratique est que Component soit une classe abstraite, ce qui permet à Leaf de ne pas avoir à se soucier des méthodes spécifiques aux objets composés
(parce que Component fournit des implémentations vides des méthodes).
    abstract class Component{
        public abstract void operation();
        public addChild(){}
        public removeChild{}
        public getChildren(){ return new ArrayList(); }
    }

La structure formée par la hiérarchie des Component est un arbre.

Exemples

GOF diagram

Exemple simple utilisant le vocabulaire du diagramme GOF :
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class GOFDiagram1 {

    public static void main(String[] args) {
    
        Component root = new Composite("root");
        Component node1_1 = new Composite("  composite 1.1");
        Component node1_1_1 = new Leaf("    leaf 1.1.1");
        Component node1_1_2 = new Leaf("    leaf 1.1.2");
        Component node1_2 = new Composite("  composite 1.2");
        Component node1_2_1 = new Leaf("    leaf 1.2.1");
        Component node1_2_2 = new Composite("    composite 1.2.2");
        Component node1_2_2_1 = new Leaf("      leaf 1.2.2.1");
        Component node1_2_2_2 = new Leaf("      leaf 1.2.2.2");
        
        root.addChild(node1_1);
        node1_1.addChild(node1_1_1);
        node1_1.addChild(node1_1_2);
        root.addChild(node1_2);
        node1_2.addChild(node1_2_1);
        node1_2.addChild(node1_2_2);
        node1_2_2.addChild(node1_2_2_1);
        node1_2_2.addChild(node1_2_2_2);
        
        root.operation();
    }
}

abstract class Component {
    protected String name;
    public Component(String name){ this.name = name; }
    public abstract void operation();
    public abstract void addChild(Component c);
}

class Leaf extends Component{
    public Leaf(String name){ super(name); }
    public void operation(){ System.out.println(name); }
    public void addChild(Component c){ }
}

class Composite extends Component{
    private List<Component> children = new ArrayList<>();
    public Composite(String name){ super(name); }
    
    public void operation(){
        System.out.println(name);
        for(Component child : children){
            child.operation();
        }
    }
    
    public void addChild(Component child){ children.add(child); }
}
(code dans GOFDiagram1.java)
java GOFDiagram1 
root
  composite 1.1
    leaf 1.1.1
    leaf 1.1.2
  composite 1.2
    leaf 1.2.1
    composite 1.2.2
      leaf 1.2.2.1
      leaf 1.2.2.2
Remarquer que l'affichage de l'arborescence dans le code client se fait en une seule instruction : root.operation();

Note : dans ce cas précis, on pourrait simplifier et avoir une seule classe pour Composite et Leaf, car operation() fait exactement la même chose dans les deux cas. Voir une implémentation simplifiée dans GOFDiagram2.java.

Mais ce n'est pas possible en général ; voir par ex exercice Sommateur.
N.B. Pour les exercices, vous pouvez démarrer avec un copier - coller
Partir des exemples GOFDiagram1 (composites "de base") ou GOFDiagram3 (composite avec lien au parent).
Exercice : Sommateur

Swing

Les toolkits graphiques utilisent très fréquemment ce pattern.

Exemple avec swing :
import java.awt.*;
import javax.swing.*;

class Swing{
    
    public static void main(String[] args){
        JFrame frame = new JFrame("Exemple composite");
        JPanel contentPane = new JPanel();
        
        JTextArea text1 = new JTextArea("Leaf1");
        contentPane.add(text1);
        
        JPanel panel1 = new JPanel();
        panel1.add(new JButton("A"));
        panel1.add(new JButton("B"));
        
        JPanel panel2 = new JPanel();
        panel2.add(new JButton("C"));
        panel2.add(new JButton("D"));
        panel1.add(panel2);
        
        contentPane.add(panel1);
        
        frame.setContentPane(contentPane);
        frame.setSize(300,100);
        frame.pack();
        frame.setVisible(true);
    }
}
(code dans Swing.java)
Exemple swing Exemple swing, objets
La méthode operation() est ici add().
On utilise add() de la même manière pour un objet simple que pour un objet composé.

Référence au parent

A de nombreuses applications.

L'exemple GOFDiagram3.java affiche exactement la même chose que GOFDiagram1 avec une implémentation différente :
Dans main(), les noms des composants ne débutent plus par des espaces :
Component node1_1 = new Composite("  composite 1.1");
devient
Component node1_1 = new Composite("composite 1.1");
Pour afficher les espaces, on utilise une référence au noeud parent ; voir les commentaires dans le code pour plus de détails.
Cette référence permet de calculer la profondeur de l'élément dans la hiérarchie :
abstract class Component {
    protected String name;
    protected Component parent = null;
    
    public Component(String name){ this.name = name; }
    
    public void operation(){
        System.out.println(String.join("", Collections.nCopies(getLevel(), "  ")) + name);
    }
    
    public void addChild(Component c){}
    public Component getParent(){ return parent; }
    public void setParent(Component parent){ this.parent = parent; }
    
    public int getLevel(){ return parent == null ? 0 : parent.getLevel() + 1; }
}
Leaf ne change pas, mais Composite.addChild() oui :
class Composite extends Component{
    // ...    
    public void addChild(Component child){
        children.add(child);
        child.setParent(this);
    }
}
Exercice : Suppression d'une partie de l'arbrorescence
Exercice : Bibliothèque

Remarques

Liens avec d'autres patterns