AngularJS 簡介
AngularJS 是由 Google 發(fā)起的一款開源的前端 MVC 腳本框架，既適合做普通 WEB 應用也可以做 SPA（單頁面應用，所有的用戶操作都在一個頁面中完成）。與同為 MVC 框架的 Dojo 的定位不同，AngularJS 在功能上更加輕量，而相比于 jQuery，AngularJS 又幫您省去了許多機械的綁定工作。在一些對開發(fā)速度要求高，功能模塊不需要太豐富的非企業(yè)級 WEB 應用上，AngularJS 是一個非常好的選擇。AngularJS 最為復雜同時也是最強大的部分就是它的數(shù)據(jù)綁定機制，這個機制幫助我們能更好的將注意力集中在數(shù)據(jù)的模型建立和傳遞上，而不是對底層的 DOM 進行低級的操作。
AngularJS 作用域
基于 jQuery 的傳統(tǒng) WEB 應用中，為了監(jiān)聽用戶的輸入等行為，需要為每一個 DOM 元素設置一個監(jiān)聽方法，也即是監(jiān)聽 DOM 上發(fā)生的各類事件，然后由 jQuery 做出回應并展示在頁面上。這種方法簡便直觀，但是一旦 WEB 應用變得龐大而且復雜，那么監(jiān)聽代碼就顯得非常的機械而且冗余，更可怕的是，如果對于 DOM 的事件監(jiān)聽沒有做好管理，那么很容易出現(xiàn)瀏覽器資源的泄露。
針對以上所暴露的問題，AngularJS 用一系列指令來代替 jQuery 的事件綁定代碼。為了能夠組織好各類指令之間的協(xié)調工作而不出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂，AngularJS 在模型層上引申出作用域的概念，以配合控制器來實現(xiàn)對視圖層的展現(xiàn)工作。
作用域（Scope）
AngularJS 中，作用域是一個指向應用模型的對象，它是表達式的執(zhí)行環(huán)境。作用域有層次結構，這個層次和相應的 DOM 幾乎是一樣的。作用域能監(jiān)控表達式和傳遞事件。
在 HTML 代碼中，一旦一個 ng-app 指令被定義，那么一個作用域就產(chǎn)生了，由 ng-app 所生成的作用域比較特殊，它是一個根作用域（$rootScope），它是其他所有$Scope 的最頂層。
清單 1. 生成根作用域
<html>
<head><script src="angular.min.js"></script></head>
<body data-ng-app="app">...</body>
</html>
除了用 ng-app 指令可以產(chǎn)生一個作用域之外，其他的指令如 ng-controller，ng-repeat 等都會產(chǎn)生一個或者多個作用域。此外，還可以通過 AngularJS 提供的創(chuàng)建作用域的工廠方法來創(chuàng)建一個作用域。這些作用域都擁有自己的繼承上下文，并且根作用域都為$rootScope。
在生成一個作用域之后，在編寫 AngularJS 代碼時，$scope 對象就代表了這個作用域的數(shù)據(jù)實體，我們可以在$scope 內(nèi)定義各種數(shù)據(jù)類型，之后可以直接在 HTML 中以 {{變量名}} 方式來讓 HTML 訪問到這個變量，代碼如下：
清單 2. 簡單的數(shù)據(jù)綁定
<script>
angular.module('app', [])
.controller("ctrl", function ($scope) {
$scope.btns = {
ibm : 'ibm'
};
});
</script>
</head>
<body data-ng-app="app" >
<div data-ng-controller="ctrl">
<button>{{btns.ibm}}</button>
</div>
</body>
這就是 AngularJS 中最簡單的數(shù)據(jù)綁定方式，同時也是應用最為廣泛的數(shù)據(jù)綁定方式。
繼承作用域（Inherited Scope）
AngularJS 在創(chuàng)建一個作用域時，會檢索上下文，如果上下文中已經(jīng)存在一個作用域，那么這個新創(chuàng)建的作用域就會以 JavaScript 原型繼承機制繼承其父作用域的屬性和方法（有個例外是孤立作用域，下文討論）。
一些 AngularJS 指令會創(chuàng)建新的子作用域，并且進行原型繼承： ng-repeat、ng-include、ng-switch、ng-view、ng-controller, 用 scope: true 和 transclude: true 創(chuàng)建的 directive。
以下 HTML 中定義了三個作用域，分別是由 ng-app 指令所創(chuàng)建的$rootScope，parentCtrl 和 childCtrl 所創(chuàng)建的子作用域，這其中 childCtrl 生成的作用域又是 parentCtrl 的子作用域。
清單 3. 作用域的繼承實例
<body data-ng-app="app">
<div data-ng-controller="parentCtrl">
<input data-ng-model="args">
<div data-ng-controller="childCtrl">
<input data-ng-model="args">
</div>
</div>
</body>
繼承作用域符合 JavaScript 的原型繼承機制，這意味著如果我們在子作用域中訪問一個父作用域中定義的屬性，JavaScript 首先在子作用域中尋找該屬性，沒找到再從原型鏈上的父作用域中尋找，如果還沒找到會再往上一級原型鏈的父作用域尋找。在 AngularJS 中，作用域原型鏈的頂端是$rootScope，AnguarJS 將會尋找到$rootScope 為止，如果還是找不到，則會返回 undefined。
我們用實例代碼說明下這個機制。首先，我們探討下對于原型數(shù)據(jù)類型的作用域繼承機制：
清單 4. 作用域繼承實例-原始類型數(shù)據(jù)繼承
<script type="text/javascript">
angular.module('app', [])
.controller('parentCtrl', ['$scope', function($scope) {
$scope.args = 'IBM DeveloperWorks';
}])
.controller('childCtrl', ['$scope', function($scope) {
}]);
</script>
<body data-ng-app="app">
<div data-ng-controller="parentCtrl">
<input data-ng-model="args">
<div data-ng-controller="childCtrl">
<input data-ng-model="args">
</div>
</div>
</body>
運行頁面，我們得到以下的結果：
圖 1. 頁面運行結果。
這個結果我們非常好理解，雖然在 childCtrl 中沒有定義具體的 args 屬性，但是因為 childCtrl 的作用域繼承自 parentCtrl 的作用域，因此，AngularJS 會找到父作用域中的 args 屬性并設置到輸入框中。而且，如果我們在第一個輸入框中改變內(nèi)容，內(nèi)容將會同步的反應到第二個輸入框：
圖 2. 改變第一個輸入框的內(nèi)容后頁面運行結果
假如我們修改第二個輸入框的內(nèi)容，此時會發(fā)生什么事情呢？答案是第二個輸入框的內(nèi)容從此將不再和第一個輸入框的內(nèi)容保持同步。在改變第二個輸入框的內(nèi)容時，因為 HTML 代碼中 model 明確綁定在 childCtrl 的作用域中，因此 AngularJS 會為 childCtrl 生成一個 args 原始類型屬性。這樣，根據(jù) AngularJS 作用域繼承原型機制，childCtrl 在自己的作用域找得到 args 這個屬性，從而也不再會去尋找 parentCtrl 的 args 屬性。從此，兩個輸入框的內(nèi)容所綁定的屬性已經(jīng)是兩份不同的實例，因此不會再保持同步。
圖 3. 改變第二個輸入框的內(nèi)容后頁面運行結果
假如我們將代碼做如下修改，結合以上兩個場景，思考下會出現(xiàn)怎樣的結果？
清單 5. 作用域繼承實例-對象數(shù)據(jù)繼承
<script type="text/javascript">
angular.module('app', [])
.controller('parentCtrl', ['$scope', function($scope) {
$scope.args = {};
$scope.args.content = 'IBM DeveloperWorks';
}])
.controller('childCtrl', ['$scope', function($scope) {
}]);
</script>
<body data-ng-app="app">
<div data-ng-controller="parentCtrl">
<input data-ng-model="args.content">
<div data-ng-controller="childCtrl">
<input data-ng-model="args.content">
</div>
</div>
</body>
答案是無論改變?nèi)魏我粋€輸入框的內(nèi)容，兩者的內(nèi)容始終同步。
根據(jù) AngularJS 的原型繼承機制，如果 ng-model 綁定的是一個對象數(shù)據(jù)，那么 AngularJS 將不會為 childCtrl 創(chuàng)建一個 args 的對象，自然也不會有 args.content 屬性。這樣，childCtrl 作用域中將始終不會存在 args.content 屬性，只能從父作用域中尋找，也即是兩個輸入框的的變化其實只是在改變 parentCtrl 作用域中的 args.content 屬性。因此，兩者的內(nèi)容始終保持同步。
我們再看一個例子，這次請讀者自行分析結果。
清單 6. 作用域繼承實例-不再訪問父作用域的數(shù)據(jù)對象。
<script type="text/javascript">
angular.module('app', [])
.controller('parentCtrl', ['$scope', function($scope) {
$scope.args = {};
$scope.args.content = 'IBM DeveloperWorks';
}])
.controller('childCtrl', ['$scope', function($scope) {
$scope.args = {};
$scope.args.content = 'IBM DeveloperWorks';
}]);
</script>
<body data-ng-app="app">
<div data-ng-controller="parentCtrl">
<input data-ng-model="args.content">
<div data-ng-controller="childCtrl">
<input data-ng-model="args.content">
</div>
</div>
</body>
答案是兩個輸入框的內(nèi)容永遠不會同步。
孤立作用域（Isolate Scope）
孤立作用域是 AngularJS 中一個非常特殊的作用域，它只在 directive 中出現(xiàn)。在對 directive 的定義中，我們添加上一個 scope:{} 屬性，就為這個 directive 創(chuàng)建出了一個隔離作用域。
清單 7. directive 創(chuàng)建出一個孤立作用域
angular.module('isolate', []).directive("isolate", function () {
return {
scope : {},
};
})
孤立作用域最大的特點是不會原型繼承其父作用域，對外界的父作用域保持相對的獨立。因此，如果在定義了孤立作用域的 AngularJS directive 中想要訪問其父作用域的屬性，則得到的值為 undefined。代碼如下：
清單 8. 孤立作用域的隔離性
<script type="text/javascript">
angular.module('app', [])
.controller('ctrl', ['$scope', function($scope) {
$scope.args = {};
}])
.directive("isolateDirective", function () {
return {
scope : {},
link : function($scope, $element, $attr) {
console.log($scope.$args); //輸出 undefined
}
};
});
</script>
<body data-ng-app="app">
<div data-ng-controller="ctrl">
<div data-isolate-directive></div>
</div>
</body>
上面的代碼中通過在 directive 中聲明了 scope 屬性從而創(chuàng)建了一個作用域，其父作用域為 ctrl 所屬的作用域。但是，這個作用域是孤立的，因此，它訪問不到父作用域的中的任何屬性。存在這樣設計機制的好處是：能夠創(chuàng)建出一些列可復用的 directive，這些 directive 不會相互在擁有的屬性值上產(chǎn)生串擾，也不會產(chǎn)生任何副作用。
AngularJS 孤立作用域的數(shù)據(jù)綁定
在繼承作用域中，我們可以選擇子作用域直接操作父作用域數(shù)據(jù)來實現(xiàn)父子作用域的通信，而在孤立作用域中，子作用域不能直接訪問和修改父作用域的屬性和值。為了能夠使孤立作用域也能和外界通信，AngularJS 提供了三種方式用來打破孤立作用域“孤立”這一限制。
單向綁定（@ 或者 @attr）
這是 AngularJS 孤立作用域與外界父作用域進行數(shù)據(jù)通信中最簡單的一種，綁定的對象只能是父作用域中的字符串值，并且為單向只讀引用，無法對父作用域中的字符串值進行修改，此外，這個字符串還必須在父作用域的 HTML 節(jié)點中以 attr（屬性）的方式聲明。
使用這種綁定方式時，需要在 directive 的 scope 屬性中明確指定引用父作用域中的 HTML 字符串屬性，否則會拋異常。示例代碼如下：
清單 9. 單向綁定示例
<script>
angular.module('isolateScope', [])
.directive("isolateDirective", function () {
return {
replace : true,
template: '<button>{{isolates}}</button>',
scope : {
isolates : '@',
},
link : function($scope, $element, $attr) {
$scope.isolates = "DeveloperWorks";
}
};
})
.controller("ctrl", function ($scope) {
$scope.btns = 'IBM';
});
</script>
<body data-ng-app="isolateScope" >
<div data-ng-controller="ctrl">
<button>{{btns}}</button>
<div data-isolate-directive data-isolates="{{btns}}"></div>
</div>
</body>
簡單分析下上面的代碼，通過在 directive 中聲明了 scope:{isolates:'@'} 使得 directive 擁有了父作用域中 data-isolates 這個 HTML 屬性所擁有的值，這個值在控制器 ctrl 中被賦值為'IBM'。所以，代碼的運行結果是頁面上有兩個名為 IBM 的按鈕。
我們還注意到 link 函數(shù)中對 isolates 進行了修改，但是最終不會在運行結果中體現(xiàn)。這是因為 isolates 始終綁定為父作用域中的 btns 字符串，如果父作用域中的 btns 不改變，那么在孤立作用域中無論怎么修改 isolates 都不會起作用。
引用綁定（&或者&attr）
通過這種形式的綁定，孤立作用域將有能力訪問到父作用域中的函數(shù)對象，從而能夠執(zhí)行父作用域中的函數(shù)來獲取某些結果。這種方式的綁定跟單向綁定一樣，只能以只讀的方式訪問父作用函數(shù)，并且這個函數(shù)的定義必須寫在父作用域 HTML 中的 attr（屬性）節(jié)點上。
這種方式的綁定雖然無法修改父作用域的 attr 所設定的函數(shù)對象，但是卻可以通過執(zhí)行函數(shù)來改變父作用域中某些屬性的值，來達到一些預期的效果。示例代碼如下：
清單 10. 引用綁定示例
<script>
angular.module('isolateScope', [])
.directive("isolateDirective", function () {
return {
replace : true,
scope : {
isolates : '&',
},
link : function($scope, $element, $attr) {
var func = $scope.isolates();
func();
}
};
})
.controller("ctrl", function ($scope) {
$scope.func = function () {
console.log("IBM DeveloperWorks");
}
});
</script>
<body data-ng-app="isolateScope" >
<div data-ng-controller="ctrl">
<div data-isolate-directive data-isolates="func"></div>
</div>
</body>
這個例子中，瀏覽器的控制臺將會輸出一段“IBM DeveloperWorks”文字。
上面的代碼中我們在父作用域中指定了一個函數(shù)對象$scope.func，在孤立作用域中通過對 HTML 屬性的綁定從而引用了 func。需要注意的是 link 函數(shù)中對 func 對象的使用方法，$scope.isolates 獲得的僅僅是函數(shù)對象，而不是調用這個對象，因此我們需要在調用完$scope.isolates 之后再調用這個函數(shù)，才能得到真正的執(zhí)行結果。
雙向綁定（=或者=attr）
雙向綁定賦予 AngularJS 孤立作用域與外界最為自由的雙向數(shù)據(jù)通信功能。在雙向綁定模式下，孤立作用域能夠直接讀寫父作用域中的屬性和數(shù)據(jù)。和以上兩種孤立作用域定義數(shù)據(jù)綁定一樣，雙向綁定也必須在父作用域的 HTML 中設定屬性節(jié)點來綁定。
雙向綁定非常適用于一些子 directive 需要頻繁和父作用域進行數(shù)據(jù)交互，并且數(shù)據(jù)比較復雜的場景。不過，由于可以自由的讀寫父作用域中的屬性和對象，所以在一些多個 directive 共享父作用域數(shù)據(jù)的場景下需要小心使用，很容易引起數(shù)據(jù)上的混亂。
示例代碼如下：
清單 11. 雙向綁定示例
<script>
angular.module('isolateScope', [])
.directive("isolateDirective", function () {
return {
replace : true,
template: '<button>{{isolates}}</button>',
scope : {
isolates : '=',
},
link : function($scope, $element, $attr) {
$scope.isolates.ibm = "IBM";
}
};
})
.controller("ctrl", function ($scope) {
$scope.btns = {
ibm : 'ibm',
dw : 'DeveloperWorks'
};
});
</script>
<body data-ng-app="isolateScope" >
<div data-ng-controller="ctrl">
<button>{{btns.dw}}</button>
<button>{{btns.ibm}}</button>
<div data-isolate-directive data-isolates="btns"></div>
</div>
</body>
上面的代碼運行的結果是瀏覽器頁面上出現(xiàn)三個按鈕，其中第一個按鈕標題為“DeveloperWorks”，第二和第三個按鈕的標題為“IBM”。
初始時父作用域中的$scope.btns.ibm 為小寫的“ibm”，通過雙向綁定，孤立作用域中將父作用域的 ibm 改寫成為大寫的“IBM”并且直接生效，父作用域的值被更改。
總結
由于 AngularJS 框架的輕量性和其清晰的 MVC 特點使得其在推出之后就大受歡迎，實踐中也很容易上手。AngularJS 比較難以掌握和理解的就是其作用域和綁定機制，本文重點將作用域和綁定機制做了分析與討論，希望讀者能夠理解并熟練掌握這塊內(nèi)容。
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