指令(Directives)是所有AngularJS應用最重要的部分。儘管AngularJS已經提供了非常豐富的指令,但還是經常需要創建應用特定的指令。這篇教學會為你講述如何自訂指令,以及介紹如何在實際專案中使用。在這篇文章的最後(第二部分),我會指導你如何使用Angular指令來創建一個簡單的記事本應用程式。
概述
一個指令用來引進新的HTML語法。指令是DOM元素上的標記,使元素擁有特定的行為。舉例來說,靜態的HTML不知道如何來創建和展現一個日期選擇器控制項。讓HTML能辨識這個語法,我們需要使用指令。指令透過某種方法來創建一個能夠支援日期選擇的元素。我們會循序漸進地介紹這是如何達成的。 如果你寫過AngularJS的應用,那麼你一定已經使用過指令,不管你有沒有意識到。你一定已經用過簡單的指令,像是 ng-mode, ng-repeat, ng-show等。這些指令都賦予DOM元素特定的行為。例如,ng-repeat 重複特定的元素,ng-show 有條件地顯示一個元素。如果你想讓一個元素支援拖曳,你也需要建立一個指令來實現它。指令背後基本的想法很簡單。它透過對元素綁定事件監聽或改變DOM而使HTML擁有真實的互動性。
jQuery視角
想像一下使用jQuery如何建立一個日期選擇器。首先,我們在HTML中加入一個普通的輸入框,然後透過jQuery呼叫 $(element).dataPicker() 來將它轉變成一個日期選擇器。但是,仔細想一下。當一個設計人員過來檢查HTML標記的時候,他/她能否立刻猜到這個字段實際上表示的內容?這只是一個簡單的輸入框,或是日期選擇器?你需要查看jQuery程式碼來確定這些。而Angular的方法是使用一個指令來擴充HTML。所以,一個日期選擇器的指令可以是下面的形式:
<input type="text" />
或者是這樣:
<input type="text" />
這種創造UI組建的方式更加直接和清晰。你可以輕易地透過查看元素就明白這到底是什麼。
建立自訂指令:
一個Angular指令可以有以下的四種表現形式: 1. 一個新的HTML元素(
var app = angular.module('myapp', []); app.directive('helloWorld', function() { return { restrict: 'AE', replace: 'true', template: '<h3>Hello World!!</h3>' }; });
在上面的程式碼中,app.directive()方法在模組中註冊了一個新的指令。這個方法的第一個參數是這個指令的名字。第二個參數是一個傳回指令定義物件的函數。如果你的指令依賴其他的物件或服務,例如 $rootScope, $http, 或$compile,他們可以在這個時間被注入。這個指令在HTML中以一個元素使用,如下:
<hello-world/> //OR <hello:world/>
或者,以一個屬性的方式使用:
<div hello-world></div> //OR <div hello:world/>
如果你想要符合HTML5的規範,你可以在元素前面加上 x- 或 data-的前綴。所以下面的標記也會符合 helloWorld 指令:
<div data-hello-world></div> //OR <div x-hello-world></div>
注意: 在匹配指令的时候,Angular会在元素或者属性的名字中剔除 x- 或者 data- 前缀。 然后将 – 或者 : 连接的字符串转换成驼峰(camelCase)表现形式,然后再与注册过的指令进行匹配。这是为什么,我们在HTML中以 hello-world 的方式使用 helloWorld 指令。其实,这跟HTML对标签和属性不区分大小写有关。 尽管上面的指令仅仅实现了静态文字的显示,但是这里还是有一些有趣的点值得我们去挖掘。我们在指令定义过程中使用了三个属性来配置指令。我们来一一介绍他们的作用。
打开这个 plunker,在”Hello World!!”右键检查元素内容,来更形象地明白这些。
Link函数和Scope
指令生成出的模板其实没有太多意义,除非它在特定的scope下编译。默认情况下,指令并不会创建新的子scope。更多的,它使用父scope。也就是说,如果指令存在于一个controller下,它就会使用这个controller的scope。 如何运用scope,我们要用到一个叫做 link 的函数。它由指令定义对象中的link属性配置。让我们来改变一下我们的 helloWorld 指令,当用户在一个输入框中输入一种颜色的名称时,Hello World 文字的背景色自动发生变化。同时,当用户在 Hello World 文字上点击时,背景色变回白色。 相应的HTML标记如下:
<body ng-controller="MainCtrl"> <input type="text" ng-model="color" placeholder="Enter a color" /> <hello-world/> </body>
修改后的 helloWorld 指令如下:
app.directive('helloWorld', function() { return { restrict: 'AE', replace: true, template: '<p style="background-color:{{color}}">Hello World', link: function(scope, elem, attrs) { elem.bind('click', function() { elem.css('background-color', 'white'); scope.$apply(function() { scope.color = "white"; }); }); elem.bind('mouseover', function() { elem.css('cursor', 'pointer'); }); } }; });
我们注意到指令定义中的 link 函数。 它有三个参数:
link函数主要用来为DOM元素添加事件监听、监视模型属性变化、以及更新DOM。在上面的指令代码片段中,我们添加了两个事件, click,和 mouseover。click 处理函数用来重置
的背景色,而 mouseover 处理函数改变鼠标为 pointer。在模板中有一个表达式 {{color}},当父scope中的 color 发生变化时,它用来改变 Hello World 文字的背景色。 这个 plunker 演示了这些概念。
compile函数
compile 函数在 link 函数被执行之前用来做一些DOM改造。它接收下面的参数:
tElement – 指令所在的元素
attrs – 元素上赋予的参数的标准化列表
要注意的是 compile 函数不能访问 scope,并且必须返回一个 link 函数。但是如果没有设置 compile 函数,你可以正常地配置 link 函数,(有了compile,就不能用link,link函数由compile返回)。compile函数可以写成如下的形式:
app.directive('test', function() { return { compile: function(tElem,attrs) { //do optional DOM transformation here return function(scope,elem,attrs) { //linking function here }; } }; });
大多数的情况下,你只需要使用 link 函数。这是因为大部分的指令只需要考虑注册事件监听、监视模型、以及更新DOM等,这些都可以在 link 函数中完成。 但是对于像 ng-repeat 之类的指令,需要克隆和重复 DOM 元素多次,在 link 函数执行之前由 compile 函数来完成。这就带来了一个问题,为什么我们需要两个分开的函数来完成生成过程,为什么不能只使用一个?要回答好这个问题,我们需要理解指令在Angular中是如何被编译的!
指令是如何被编译的
当应用引导启动的时候,Angular开始使用 $compile 服务遍历DOM元素。这个服务基于注册过的指令在标记文本中搜索指令。一旦所有的指令都被识别后,Angular执行他们的 compile 方法。如前面所讲的,compile 方法返回一个 link 函数,被添加到稍后执行的 link 函数列表中。这被称为编译阶段。如果一个指令需要被克隆很多次(比如 ng-repeat),compile函数只在编译阶段被执行一次,复制这些模板,但是link 函数会针对每个被复制的实例被执行。所以分开处理,让我们在性能上有一定的提高。这也说明了为什么在 compile 函数中不能访问到scope对象。 在编译阶段之后,就开始了链接(linking)阶段。在这个阶段,所有收集的 link 函数将被一一执行。指令创造出来的模板会在正确的scope下被解析和处理,然后返回具有事件响应的真实的DOM节点。
改变指令的Scope
默认情况下,指令获取它父节点的controller的scope。但这并不适用于所有情况。如果将父controller的scope暴露给指令,那么他们可以随意地修改 scope 的属性。在某些情况下,你的指令希望能够添加一些仅限内部使用的属性和方法。如果我们在父的scope中添加,会污染父scope。 其实我们还有两种选择:
一个子scope – 这个scope原型继承子父scope。
一个隔离的scope – 一个孤立存在不继承自父scope的scope。
这样的scope可以通过指令定义对象中 scope 属性来配置。下面的代码片段是一个例子:
app.directive('helloWorld', function() { return { scope: true, // use a child scope that inherits from parent restrict: 'AE', replace: 'true', template: '<h3>Hello World!!</h3>' }; });
上面的代码,让Angular给指令创建一个继承自父socpe的新的子scope。 另外一个选择,隔离的scope:
app.directive('helloWorld', function() { return { scope: {}, // use a new isolated scope restrict: 'AE', replace: 'true', template: '<h3>Hello World!!</h3>' }; });
这个指令使用了一个隔离的scope。隔离的scope在我们想要创建可重用的指令的时候是非常有好处的。通过使用隔离的scope,我们能够保证我们的指令是自包含的,可以被很容易的插入到HTML应用中。 它内部不能访问父的scope,所保证了父scope不被污染。 在我们的 helloWorld 指令例子中,如果我们将 scope 设置成 {},那么上面的代码将不会工作。 它会创建一个新的隔离的scope,那么相应的表达式 {{color}} 会指向到这个新的scope中,它的值将是 undefined. 使用隔离的scope并不意味着我们完全不能访问父scope的属性。
隔离scope和父scope之间的数据绑定
通常,隔离指令的scope会带来很多的便利,尤其是在你要操作多个scope模型的时候。但有时为了使代码能够正确工作,你也需要从指令内部访问父scope的属性。好消息是Angular给了你足够的灵活性让你能够有选择性的通过绑定的方式传入父scope的属性。让我们重温一下我们的 helloWorld 指令,它的背景色会随着用户在输入框中输入的颜色名称而变化。还记得当我们对这个指令使用隔离scope的之后,它不能工作了吗?现在,我们来让它恢复正常。
假设我们已经初始化完成app这个变量所指向的Angular模块。那么我们的 helloWorld 指令如下面代码所示:
app.directive('helloWorld', function() { return { scope: {}, restrict: 'AE', replace: true, template: '<p style="background-color:{{color}}">Hello World</p>', link: function(scope, elem, attrs) { elem.bind('click', function() { elem.css('background-color','white'); scope.$apply(function() { scope.color = "white"; }); }); elem.bind('mouseover', function() { elem.css('cursor', 'pointer'); }); } }; });
使用这个指令的HTML标签如下:
<body ng-controller="MainCtrl"> <input type="text" ng-model="color" placeholder="Enter a color"/> <hello-world/> </body>
上面的代码现在是不能工作的。因为我们用了一个隔离的scope,指令内部的 {{color}} 表达式被隔离在指令内部的scope中(不是父scope)。但是外面的输入框元素中的 ng-model 指令是指向父scope中的 color 属性的。所以,我们需要一种方式来绑定隔离scope和父scope中的这两个参数。在Angular中,这种数据绑定可以通过为指令所在的HTML元素添加属性和并指令定义对象中配置相应的 scope 属性来实现。让我们来细究一下建立数据绑定的几种方式。
选择一:使用 @ 实现单向文本绑定
在下面的指令定义中,我们指定了隔离scope中的属性 color 绑定到指令所在HTML元素上的参数 colorAttr。在HTML标记中,你可以看到 {{color}}表达式被指定给了 color-attr 参数。当表达式的值发生改变时,color-attr 参数也跟着改变。隔离scope中的 color 属性的值也相应地被改变。
app.directive('helloWorld', function() { return { scope: { color: '@colorAttr' }, .... // the rest of the configurations }; });
更新后的HTML标记代码如下:
<body ng-controller="MainCtrl"> <input type="text" ng-model="color" placeholder="Enter a color"/> <hello-world color-attr="{{color}}"/> </body>
我们称这种方式为单项绑定,是因为在这种方式下,你只能将字符串(使用表达式{{}})传递给参数。当父scope的属性变化时,你的隔离scope模型中的属性值跟着变化。你甚至可以在指令内部监控这个scope属性的变化,并且触发一些任务。然而,反向的传递并不工作。你不能通过对隔离scope属性的操作来改变父scope的值。
注意点:
当隔离scope属性和指令元素参数的名字一样是,你可以更简单的方式设置scope绑定:
app.directive('helloWorld', function() { return { scope: { color: '@' }, .... // the rest of the configurations }; });
相应使用指令的HTML代码如下:
<hello-world color="{{color}}"/>
选择二:使用 = 实现双向绑定
让我们将指令的定义改变成下面的样子:
app.directive('helloWorld', function() { return { scope: { color: '=' }, .... // the rest of the configurations }; });
相应的HTML修改如下:
<body ng-controller="MainCtrl"> <input type="text" ng-model="color" placeholder="Enter a color"/> <hello-world color="color"/> </body>
与 @ 不同,这种方式让你能够给属性指定一个真实的scope数据模型,而不是简单的字符串。这样你就可以传递简单的字符串、数组、甚至复杂的对象给隔离scope。同时,还支持双向的绑定。每当父scope属性变化时,相对应的隔离scope中的属性也跟着改变,反之亦然。和之前的一样,你也可以监视这个scope属性的变化。
选择三:使用 & 在父scope中执行函数
有时候从隔离scope中调用父scope中定义的函数是非常有必要的。为了能够访问外部scope中定义的函数,我们使用 &。比如我们想要从指令内部调用 sayHello() 方法。下面的代码告诉我们该怎么做:
app.directive('sayHello', function() { return { scope: { sayHelloIsolated: '&' }, .... // the rest of the configurations }; });
相应的HTML代码如下:
<body ng-controller="MainCtrl"> <input type="text" ng-model="color" placeholder="Enter a color"/> <say-hello sayHelloIsolated="sayHello()"/> </body>
这个 Plunker 例子对上面的概念做了很好的诠释。
父scope、子scope以及隔离scope的区别
作为一个Angular的新手,你可能会在选择正确的指令scope的时候感到困惑。默认情况下,指令不会创建一个新的scope,而是沿用父scope。但是在很多情况下,这并不是我们想要的。如果你的指令重度地使用父scope的属性、甚至创建新的属性,会污染父scope。让所有的指令都使用同一个父scope不会是一个好主意,因为任何人都可能修改这个scope中的属性。因此,下面的这个原则也许可以帮助你为你的指令选择正确的scope。
1.父scope(scope: false) – 这是默认情况。如果你的指令不操作父scoe的属性,你就不需要一个新的scope。这种情况下是可以使用父scope的。
2.子scope(scope: true) – 这会为指令创建一个新的scope,并且原型继承自父scope。如果你的指令scope中的属性和方法与其他的指令以及父scope都没有关系的时候,你应该创建一个新scope。在这种方式下,你同样拥有父scope中所定义的属性和方法。
3.隔离scope(scope:{}) – 这就像一个沙箱!当你创建的指令是自包含的并且可重用的,你就需要使用这种scope。你在指令中会创建很多scope属性和方法,它们仅在指令内部使用,永远不会被外部的世界所知晓。如果是这样的话,隔离的scope是更好的选择。隔离的scope不会继承父scope。
Transclusion(嵌入)
Transclusion是让我们的指令包含任意内容的方法。我们可以延时提取并在正确的scope下编译这些嵌入的内容,最终将它们放入指令模板中指定的位置。 如果你在指令定义中设置 transclude:true,一个新的嵌入的scope会被创建,它原型继承子父scope。 如果你想要你的指令使用隔离的scope,但是它所包含的内容能够在父scope中执行,transclusion也可以帮忙。
假设我们注册一个如下的指令:
app.directive('outputText', function() { return { transclude: true, scope: {}, template: '<div ng-transclude></div>' }; });
它使用如下:
<div output-text> <p>Hello {{name}}</p> </div>
ng-transclude 指明在哪里放置被嵌入的内容。在这个例子中DOM内容
Hello {{name}}
被提取和放置到 内部。有一个很重要的点需要注意的是,表达式{{name}}所对应的属性是在父scope中被定义的,而非子scope。你可以在这个Plunker例子中做一些实验。如果你想要学习更多关于scope的知识,可以阅读这篇文章。transclude:'element' 和 transclude:true的区别
有时候我我们要嵌入指令元素本身,而不仅仅是它的内容。在这种情况下,我们需要使用 transclude:'element'。它和 transclude:true 不同,它将标记了 ng-transclude 指令的元素一起包含到了指令模板中。使用transclusion,你的link函数会获得一个名叫 transclude 的链接函数,这个函数绑定了正确的指令scope,并且传入了另一个拥有被嵌入DOM元素拷贝的函数。你可以在这个 transclude 函数中执行比如修改元素拷贝或者将它添加到DOM上等操作。 类似 ng-repeat 这样的指令使用这种方式来重复DOM元素。仔细研究一下这个Plunker,它使用这种方式复制了DOM元素,并且改变了第二个实例的背景色。
同样需要注意的是,在使用 transclude:'element'的时候,指令所在的元素会被转换成HTML注释。所以,如果你结合使用 transclude:'element' 和 replace:false,那么指令模板本质上是被添加到了注释的innerHTML中——也就是说其实什么都没有发生!相反,如果你选择使用 replace:true,指令模板会替换HTML注释,那么一切就会如果所愿的工作。使用 replade:false 和 transclue:'element'有时候也是有用的,比如当你需要重复DOM元素但是并不想保留第一个元素实例(它会被转换成注释)的情况下。对这块还有疑惑的同学可以阅读stackoverflow上的这篇讨论,介绍的比较清晰。
controller 函数和 require
如果你想要允许其他的指令和你的指令发生交互时,你需要使用 controller 函数。比如有些情况下,你需要通过组合两个指令来实现一个UI组件。那么你可以通过如下的方式来给指令添加一个 controller 函数。
app.directive('outerDirective', function() { return { scope: {}, restrict: 'AE', controller: function($scope, $compile, $http) { // $scope is the appropriate scope for the directive this.addChild = function(nestedDirective) { // this refers to the controller console.log('Got the message from nested directive:' + nestedDirective.message); }; } }; });
这个代码为指令添加了一个名叫 outerDirective 的controller。当另一个指令想要交互时,它需要声明它对你的指令 controller 实例的引用(require)。可以通过如下的方式实现:
app.directive('innerDirective', function() { return { scope: {}, restrict: 'AE', require: '^outerDirective', link: function(scope, elem, attrs, controllerInstance) { //the fourth argument is the controller instance you require scope.message = "Hi, Parent directive"; controllerInstance.addChild(scope); } }; });
相应的HTML代码如下:
<outer-directive> <inner-directive></inner-directive> </outer-directive>
require: ‘^outerDirective' 告诉Angular在元素以及它的父元素中搜索controller。这样被找到的 controller 实例会作为第四个参数被传入到 link 函数中。在我们的例子中,我们将嵌入的指令的scope发送给父亲指令。如果你想尝试这个代码的话,请在开启浏览器控制台的情况下打开这个Plunker。同时,这篇Angular官方文档上的最后部分给了一个非常好的关于指令交互的例子,是非常值得一读的。
一个记事本应用
这一部分,我们使用Angular指令创建一个简单的记事本应用。我们会使用HTML5的 localStorage 来存储笔记。最终的产品在这里,你可以先睹为快。
我们会创建一个展现记事本的指令。用户可以查看他/她创建过的笔记记录。当他点击 add new 按钮的时候,记事本会进入可编辑状态,并且允许创建新的笔记。当点击 back 按钮的时候,新的笔记会被自动保存。笔记的保存使用了一个名叫 noteFactory 的工厂类,它使用了 localStorage。工厂类中的代码是非常直接和可理解的。所以我们就集中讨论指令的代码。
第一步
我们从注册 notepad 指令开始。
app.directive('notepad', function(notesFactory) { return { restrict: 'AE', scope: {}, link: function(scope, elem, attrs) { }, templateUrl: 'templateurl.html' }; });
这里有几点需要注意的:
因为我们想让指令可重用,所以选择使用隔离的scope。这个指令可以拥有很多与外界没有关联的属性和方法。
这个指令可以以属性或者元素的方式被使用,这个被定义在 restrict 属性中。
现在的link函数是空的
这个指令从 templateurl.html 中获取指令模板
第二步
下面的HTML组成了指令的模板。
<div class="note-area" ng-show="!editMode"> <ul> <li ng-repeat="note in notes|orderBy:'id'"> <a href="#" ng-click="openEditor(note.id)">{{note.title}}</a> </li> </ul> </div> <div id="editor" ng-show="editMode" class="note-area" contenteditable="true" ng-bind="noteText"></div> <span><a href="#" ng-click="save()" ng-show="editMode">Back</a></span> <span><a href="#" ng-click="openEditor()" ng-show="!editMode">Add Note</a></span>
几个重要的注意点:
note 对象中封装了 title,id 和 content。
ng-repeat 用来遍历 notes 中所有的笔记,并且按照自动生成的 id 属性进行升序排序。
我们使用一个叫 editMode 的属性来指明我们现在在哪种模式下。在编辑模式下,这个属性的值为 true 并且可编辑的 div 节点会显示。用户在这里输入自己的笔记。
如果 editMode 为 false,我们就在查看模式,显示所有的 notes。
两个按钮也是基于 editMode 的值而显示和隐藏。
ng-click 指令用来响应按钮的点击事件。这些方法将和 editMode 一起添加到scope中。
可编辑的 div 框与 noteText 相绑定,存放了用户输入的文本。如果你想编辑一个已存在的笔记,那么这个模型会用它的文本内容初始化这个 div 框。
第三步
我们在scope中创建一个名叫 restore() 的新函数,它用来初始化我们应用中的各种控制器。 它会在 link 函数执行的时候被调用,也会在 save 按钮被点击的时候调用。
scope.restore = function() { scope.editMode = false; scope.index = -1; scope.noteText = ''; };
我们在 link 函数的内部创建这个函数。 editMode 和 noteText 之前已经解释过了。 index 用来跟踪当前正在编辑的笔记。 当我们在创建一个新的笔记的时候,index 的值会设成 -1. 我们在编辑一个已存在的笔记的时候,它包含了那个 note 对象的 id 值。
第四步
现在我们要创建两个scope函数来处理编辑和保存操作。
scope.openEditor = function(index) { scope.editMode = true; if (index !== undefined) { scope.noteText = notesFactory.get(index).content; scope.index = index; } else { scope.noteText = undefined; } }; scope.save = function() { if (scope.noteText !== '') { var note = {}; note.title = scope.noteText.length > 10 ? scope.noteText.substring(0, 10) + '. . .' : scope.noteText; note.content = scope.noteText; note.id = scope.index != -1 ? scope.index : localStorage.length; scope.notes = notesFactory.put(note); } scope.restore(); };
这两个函数有几点需要注意:
openEditor 为编辑器做准备工作。如果我们在编辑一个笔记,它会获取当前笔记的内容并且通过使用 ng-bind 将内容更新到可编辑的 div 中。
如果我们在创建一个新的笔记,我们会将 noteText 设置成 undefined,以便当我们在保存笔记的时候,触发相应的监听器。
如果 index 参数是 undefined,它表明用户正在创建一个新的笔记。
save 函数通过使用 notesFactory 来存储笔记。在保存完成后,它会刷新 notes 数组,从而监听器能够监测到笔记列表的变化,来及时更新。
save 函数调用在重置 controllers 之后调用restore(),从而可以从编辑模式进入查看模式。
第五步
在 link 函数执行时,我们初始化 notes 数组,并且为可编辑的 div 框绑定一个 keydown 事件,从而保证我们的 nodeText 模型与 div 中的内容保持同步。我们使用这个 noteText 来保存我们的笔记内容。
var editor = elem.find('#editor'); scope.restore(); // initialize our app controls scope.notes = notesFactory.getAll(); // load notes editor.bind('keyup keydown', function() { scope.noteText = editor.text().trim(); });
第六步
最后,我们在HTML如同使用其他的HTML元素一样使用我们的指令,然后开始做笔记吧。
<h1 class="title">The Note Making App</h1> <notepad/>
Summary
A very important point to note is that anything we can do with jQuery, we can do with Angular directives and use less code. So, before using jQuery, please consider if we can accomplish the task in a better way without DOM manipulation. Try using Angular to minimize jQuery usage.
Let’s look at our notebook application again. The function of deleting notes is deliberately omitted. Readers are encouraged to experiment and implement this feature themselves. You can download the source code of this Demo from GitHub.