结构型指令

本章将看看 Angular 如何用结构型指令操纵 DOM 树，以及你该如何写自己的结构型指令来完成同样的任务。

什么是结构型指令？

结构型指令的职责是 HTML 布局。它们塑造或重塑 DOM 的结构，比如添加、移除或维护这些元素。

像其它指令一样，你可以把结构型指令应用到一个宿主元素上。然后它就可以对宿主元素及其子元素做点什么。

结构型指令非常容易识别。在这个例子中，星号（*）被放在指令的属性名之前。

src/app/app.component.html (ngif)

content_copy<div *ngIf="hero" class="name">{{hero.name}}</div>

没有方括号，没有圆括号，只是把 *ngIf 设置为一个字符串。

在这个例子中，你将学到星号(*)这个简写方法，而这个字符串是一个微语法，而不是通常的模板表达式。 Angular 会解开这个语法糖，变成一个 <ng-template> 标记，包裹着宿主元素及其子元素。每个结构型指令都可以用这个模板做点不同的事情。

三个常用的内置结构型指令 —— NgIf、NgFor和NgSwitch...。你在模板语法一章中学过它，并且在 Angular 文档的例子中到处都在用它。下面是模板中的例子：

src/app/app.component.html (built-in)

content_copy<div *ngIf="hero" class="name">{{hero.name}}</div>

<ul>
  <li *ngFor="let hero of heroes">{{hero.name}}</li>
</ul>

<div [ngSwitch]="hero?.emotion">
  <app-happy-hero    *ngSwitchCase="'happy'"    [hero]="hero"></app-happy-hero>
  <app-sad-hero      *ngSwitchCase="'sad'"      [hero]="hero"></app-sad-hero>
  <app-confused-hero *ngSwitchCase="'app-confused'" [hero]="hero"></app-confused-hero>
  <app-unknown-hero  *ngSwitchDefault           [hero]="hero"></app-unknown-hero>
</div>

本章不会重复讲如何使用它们，而是解释它们的工作原理以及如何写自己的结构型指令。

指令的拼写形式

在本章中，你将看到指令同时具有两种拼写形式大驼峰 UpperCamelCase 和小驼峰 lowerCamelCase，比如你已经看过的 NgIf 和 ngIf。这里的原因在于，NgIf 引用的是指令的类名，而 ngIf 引用的是指令的属性名*。

指令的类名拼写成大驼峰形式（NgIf），而它的属性名则拼写成小驼峰形式（ngIf）。本章会在谈论指令的属性和工作原理时引用指令的类名，在描述如何在 HTML 模板中把该指令应用到元素时，引用指令的属性名。

还有另外两种 Angular 指令，在本开发指南的其它地方有讲解：(1) 组件 (2) 属性型指令。

组件可以在原生 HTML 元素中管理一小片区域的 HTML。从技术角度说，它就是一个带模板的指令。

属性型指令会改变某个元素、组件或其它指令的外观或行为。比如，内置的NgStyle指令可以同时修改元素的多个样式。

你可以在一个宿主元素上应用多个属性型指令，但只能应用一个结构型指令。

NgIf 案例分析

NgIf 是一个很好的结构型指令案例：它接受一个布尔值，并据此让一整块 DOM 树出现或消失。

src/app/app.component.html (ngif-true)

content_copy<p *ngIf="true">
  Expression is true and ngIf is true.
  This paragraph is in the DOM.
</p>
<p *ngIf="false">
  Expression is false and ngIf is false.
  This paragraph is not in the DOM.
</p>

ngIf 指令并不是使用 CSS 来隐藏元素的。它会把这些元素从 DOM 中物理删除。使用浏览器的开发者工具就可以确认这一点。

可以看到第一段文字出现在了 DOM 中，而第二段则没有，在第二段的位置上是一个关于“绑定”的注释（稍后有更多讲解）。

当条件为假时，NgIf 会从 DOM 中移除它的宿主元素，取消它监听过的那些 DOM 事件，从 Angular 变更检测中移除该组件，并销毁它。这些组件和 DOM 节点可以被当做垃圾收集起来，并且释放它们占用的内存。

为什么移除而不是隐藏？

指令也可以通过把它的 display 风格设置为 none 而隐藏不需要的段落。

src/app/app.component.html (display-none)

content_copy<p [style.display]="'block'">
  Expression sets display to "block".
  This paragraph is visible.
</p>
<p [style.display]="'none'">
  Expression sets display to "none".
  This paragraph is hidden but still in the DOM.
</p>

当不可见时，这个元素仍然留在 DOM 中。

对于简单的段落，隐藏和移除之间的差异影响不大，但对于资源占用较多的组件是不一样的。当隐藏掉一个元素时，组件的行为还在继续 —— 它仍然附加在它所属的 DOM 元素上，它也仍在监听事件。Angular 会继续检查哪些能影响数据绑定的变更。组件原本要做的那些事情仍在继续。

虽然不可见，组件及其各级子组件仍然占用着资源，而这些资源如果分配给别人可能会更有用。在性能和内存方面的负担相当可观，响应度会降低，而用户却可能无法从中受益。

当然，从积极的一面看，重新显示这个元素会非常快。组件以前的状态被保留着，并随时可以显示。组件不用重新初始化 —— 该操作可能会比较昂贵。这时候隐藏和显示就成了正确的选择。

但是，除非有非常强烈的理由来保留它们，否则你会更倾向于移除用户看不见的那些 DOM 元素，并且使用 NgIf 这样的结构型指令来收回用不到的资源。

同样的考量也适用于每一个结构型指令，无论是内置的还是自定义的。 你应该提醒自己慎重考虑添加元素、移除元素以及创建和销毁组件的后果。

星号（*）前缀

你可能注意到了指令名的星号（*）前缀，并且困惑于为什么需要它以及它是做什么的。

这里的 *ngIf 会在 hero 存在时显示英雄的名字。

src/app/app.component.html (asterisk)

content_copy<div *ngIf="hero" class="name">{{hero.name}}</div>

星号是一个用来简化更复杂语法的“语法糖”。从内部实现来说，Angular 把 *ngIf 属性翻译成一个 <ng-template> 元素并用它来包裹宿主元素，代码如下：

src/app/app.component.html (ngif-template)

content_copy<ng-template [ngIf]="hero">
  <div class="name">{{hero.name}}</div>
</ng-template>

*ngIf 指令被移到了 <ng-template> 元素上。在那里它变成了一个属性绑定 [ngIf]。
<div> 上的其余部分，包括它的 class 属性在内，移到了内部的 <ng-template> 元素上。

第一种形态永远不会真的渲染出来。只有最终产出的结果才会出现在 DOM 中。

Angular 会在真正渲染的时候填充 <ng-template> 的内容，并且把 <ng-template> 替换为一个供诊断用的注释。

NgFor和NgSwitch...指令也都遵循同样的模式。

`*ngFor` 内幕

Angular 会把 *ngFor 用同样的方式把星号（）语法的 template属性转换成 <ng-template>元素*。

这里有一个 NgFor 的全特性应用，同时用了这三种写法：

src/app/app.component.html (inside-ngfor)

content_copy<div *ngFor="let hero of heroes; let i=index; let odd=odd; trackBy: trackById" [class.odd]="odd">
  ({{i}}) {{hero.name}}
</div>

<ng-template ngFor let-hero [ngForOf]="heroes" let-i="index" let-odd="odd" [ngForTrackBy]="trackById">
  <div [class.odd]="odd">({{i}}) {{hero.name}}</div>
</ng-template>

它明显比 ngIf 复杂得多，确实如此。 NgFor 指令比本章展示过的 NgIf 具有更多的必选特性和可选特性。至少 NgFor 会需要一个循环变量（let hero）和一个列表（heroes）。

你可以通过把一个字符串赋值给 ngFor 来启用这些特性，这个字符串使用 Angular 的微语法。

ngFor 字符串之外的每一样东西都会留在宿主元素（<div>）上，也就是说它移到了 <ng-template> 内部。在这个例子中，[ngClass]="odd" 留在了 <div> 上。

微语法

Angular 微语法能让你通过简短的、友好的字符串来配置一个指令。微语法解析器把这个字符串翻译成 <ng-template> 上的属性：

let 关键字声明一个模板输入变量，你会在模板中引用它。本例子中，这个输入变量就是 hero、i 和 odd。解析器会把 let hero、let i 和 let odd 翻译成命名变量 let-hero、let-i 和 let-odd。
微语法解析器接收 of 和 trackby，把它们首字母大写（of -> Of, trackBy -> TrackBy），并且给它们加上指令的属性名（ngFor）前缀，最终生成的名字是 ngForOf 和 ngForTrackBy。还有两个 NgFor的输入属性，指令据此了解到列表是 heroes，而 track-by 函数是 trackById。
NgFor 指令在列表上循环，每个循环中都会设置和重置它自己的上下文对象上的属性。这些属性包括 index 和 odd 以及一个特殊的属性名 $implicit（隐式变量）。
let-i 和 let-odd 变量是通过 let i=index 和 let odd=odd 来定义的。 Angular 把它们设置为上下文对象中的 index 和 odd 属性的当前值。
这里并没有指定 let-hero 的上下文属性。它的来源是隐式的。 Angular 将 let-hero 设置为此上下文中 $implicit 属性的值，它是由 NgFor 用当前迭代中的英雄初始化的。
API 参考手册中描述了 NgFor 指令的其它属性和上下文属性。
NgFor 是由 NgForOf 指令来实现的。请参阅NgForOf API reference来了解 NgForOf 指令的更多属性及其上下文属性。

这些微语法机制在你写自己的结构型指令时也同样有效，参考NgIf 的源码和NgFor 的源码可以学到更多。

模板输入变量

模板输入变量是这样一种变量，你可以在单个实例的模板中引用它的值。这个例子中有好几个模板输入变量：hero、i 和 odd。它们都是用 let 作为前导关键字。

模板输入变量和模板引用变量是不同的，无论是在语义上还是语法上。

你使用 let 关键字（如 let hero）在模板中声明一个模板输入变量。这个变量的范围被限制在所重复模板的单一实例上。事实上，你可以在其它结构型指令中使用同样的变量名。

而声明模板引用变量使用的是给变量名加 # 前缀的方式（#var）。一个引用变量引用的是它所附着到的元素、组件或指令。它可以在整个模板的任意位置访问。

模板输入变量和引用变量具有各自独立的命名空间。let hero 中的 hero 和 #hero 中的 hero 并不是同一个变量。

每个宿主元素上只能有一个结构型指令

有时你会希望只有当特定的条件为真时才重复渲染一个 HTML 块。你可能试过把 *ngFor 和 *ngIf 放在同一个宿主元素上，但 Angular 不允许。这是因为你在一个元素上只能放一个结构型指令。

原因很简单。结构型指令可能会对宿主元素及其子元素做很复杂的事。当两个指令放在同一个元素上时，谁先谁后？NgIf 优先还是 NgFor 优先？NgIf可以取消 NgFor 的效果吗？如果要这样做，Angular 应该如何把这种能力泛化，以取消其它结构型指令的效果呢？

对这些问题，没有办法简单回答。而禁止多个结构型指令则可以简单地解决这个问题。这种情况下有一个简单的解决方案：把 *ngIf 放在一个"容器"元素上，再包装进 *ngFor 元素。这个元素可以使用ng-container，以免引入一个新的 HTML 层级。

`NgSwitch` 内幕

Angular 的 NgSwitch 实际上是一组相互合作的指令：NgSwitch、NgSwitchCase 和 NgSwitchDefault。

例子如下：

src/app/app.component.html (ngswitch)

content_copy<div [ngSwitch]="hero?.emotion">
  <app-happy-hero    *ngSwitchCase="'happy'"    [hero]="hero"></app-happy-hero>
  <app-sad-hero      *ngSwitchCase="'sad'"      [hero]="hero"></app-sad-hero>
  <app-confused-hero *ngSwitchCase="'app-confused'" [hero]="hero"></app-confused-hero>
  <app-unknown-hero  *ngSwitchDefault           [hero]="hero"></app-unknown-hero>
</div>

一个值(hero.emotion)被被赋值给了 NgSwitch，以决定要显示哪一个分支。

NgSwitch 本身不是结构型指令，而是一个属性型指令，它控制其它两个 switch 指令的行为。这也就是为什么你要写成 [ngSwitch] 而不是 *ngSwitch 的原因。

NgSwitchCase 和 NgSwitchDefault 都是结构型指令。因此你要使用星号（*）前缀来把它们附着到元素上。 NgSwitchCase 会在它的值匹配上选项值的时候显示它的宿主元素。 NgSwitchDefault 则会当没有兄弟 NgSwitchCase 匹配上时显示它的宿主元素。

指令所在的元素就是它的宿主元素。 <happy-hero> 是 *ngSwitchCase 的宿主元素。 <unknown-hero> 是 *ngSwitchDefault 的宿主元素。

像其它的结构型指令一样，NgSwitchCase 和 NgSwitchDefault 也可以解开语法糖，变成 <ng-template> 的形式。

src/app/app.component.html (ngswitch-template)

content_copy<div [ngSwitch]="hero?.emotion">
  <ng-template [ngSwitchCase]="'happy'">
    <app-happy-hero [hero]="hero"></app-happy-hero>
  </ng-template>
  <ng-template [ngSwitchCase]="'sad'">
    <app-sad-hero [hero]="hero"></app-sad-hero>
  </ng-template>
  <ng-template [ngSwitchCase]="'confused'">
    <app-confused-hero [hero]="hero"></app-confused-hero>
  </ng-template >
  <ng-template ngSwitchDefault>
    <app-unknown-hero [hero]="hero"></app-unknown-hero>
  </ng-template>
</div>

优先使用星号（`*`）语法

星号（*）语法比不带语法糖的形式更加清晰。如果找不到单一的元素来应用该指令，可以使用<ng-container>作为该指令的容器。

虽然很少有理由在模板中使用结构型指令的属性形式和元素形式，但这些幕后知识仍然是很重要的，即：Angular 会创建 <ng-template>，还要了解它的工作原理。当需要写自己的结构型指令时，你就要使用 <ng-template>。

<ng-template>指令

<ng-template>是一个 Angular 元素，用来渲染 HTML。它永远不会直接显示出来。事实上，在渲染视图之前，Angular 会把 <ng-template> 及其内容替换为一个注释。

如果没有使用结构型指令，而仅仅把一些别的元素包装进 <ng-template>中，那些元素就是不可见的。在下面的这个短语"Hip! Hip! Hooray!"中，中间的这个 "Hip!"（欢呼声）就是如此。

src/app/app.component.html (template-tag)

content_copy<p>Hip!</p>
<ng-template>
  <p>Hip!</p>
</ng-template>
<p>Hooray!</p>

Angular 抹掉了中间的那个 "Hip!" ，让欢呼声显得不再那么热烈了。

结构型指令会让 <ng-template> 正常工作，在你写自己的结构型指令时就会看到这一点。

使用<ng-container>把一些兄弟元素归为一组

通常都要有一个根元素作为结构型指令的数组。列表元素（<li>）就是一个典型的供 NgFor 使用的宿主元素。

src/app/app.component.html (ngfor-li)

content_copy<li *ngFor="let hero of heroes">{{hero.name}}</li>

当没有这样一个单一的宿主元素时，你就可以把这些内容包裹在一个原生的 HTML 容器元素中，比如 <div>，并且把结构型指令附加到这个"包裹"上。

src/app/app.component.html (ngif)

content_copy<div *ngIf="hero" class="name">{{hero.name}}</div>

但引入另一个容器元素（通常是 <span> 或 <div>）来把一些元素归到一个单一的根元素下，通常也会带来问题。注意，是"通常"而不是"总会"。

这种用于分组的元素可能会破坏模板的外观表现，因为 CSS 的样式既不曾期待也不会接受这种新的元素布局。比如，假设你有下列分段布局。

src/app/app.component.html (ngif-span)

content_copy<p>
  I turned the corner
  <span *ngIf="hero">
    and saw {{hero.name}}. I waved
  </span>
  and continued on my way.
</p>

而你的 CSS 样式规则是应用于 <p> 元素下的 <span> 的。

src/app/app.component.css (p-span)

content_copyp span { color: red; font-size: 70%; }

这样渲染出来的段落就会非常奇怪。

本来为其它地方准备的 p span 样式，被意外的应用到了这里。

另一个问题是：有些 HTML 元素需要所有的直属下级都具有特定的类型。比如，<select> 元素要求直属下级必须为 <option>，那就没办法把这些选项包装进 <div> 或 <span> 中。

如果这样做：

src/app/app.component.html (select-span)

content_copy<div>
  Pick your favorite hero
  (<label><input type="checkbox" checked (change)="showSad = !showSad">show sad</label>)
</div>
<select [(ngModel)]="hero">
  <span *ngFor="let h of heroes">
    <span *ngIf="showSad || h.emotion !== 'sad'">
      <option [ngValue]="h">{{h.name}} ({{h.emotion}})</option>
    </span>
  </span>
</select>

下拉列表就是空的。

浏览器不会显示 <span> 中的 <option>。

<ng-container> 的救赎

Angular 的 <ng-container> 是一个分组元素，但它不会污染样式或元素布局，因为 Angular 压根不会把它放进 DOM 中。

下面是重新实现的条件化段落，这次使用 <ng-container>。

src/app/app.component.html (ngif-ngcontainer)

content_copy<p>
  I turned the corner
  <ng-container *ngIf="hero">
    and saw {{hero.name}}. I waved
  </ng-container>
  and continued on my way.
</p>

这次就渲染对了。

现在用 <ng-container> 来根据条件排除选择框中的某个 <option>。

src/app/app.component.html (select-ngcontainer)

content_copy<div>
  Pick your favorite hero
  (<label><input type="checkbox" checked (change)="showSad = !showSad">show sad</label>)
</div>
<select [(ngModel)]="hero">
  <ng-container *ngFor="let h of heroes">
    <ng-container *ngIf="showSad || h.emotion !== 'sad'">
      <option [ngValue]="h">{{h.name}} ({{h.emotion}})</option>
    </ng-container>
  </ng-container>
</select>

下拉框也工作正常。

<ng-container> 是一个由 Angular 解析器负责识别处理的语法元素。它不是一个指令、组件、类或接口，更像是 JavaScript 中 if 块中的花括号。

content_copyif (someCondition) {
  statement1;
  statement2;
  statement3;
}

没有这些花括号，JavaScript 只会执行第一句，而你原本的意图是把其中的所有语句都视为一体来根据条件执行。而 <ng-container> 满足了 Angular 模板中类似的需求。

写一个结构型指令

在本节中，你会写一个名叫 UnlessDirective 的结构型指令，它是 NgIf 的反义词。 NgIf 在条件为 true 的时候显示模板内容，而 UnlessDirective则会在条件为 false 时显示模板内容。

src/app/app.component.html (appUnless-1)

content_copy<p *appUnless="condition">Show this sentence unless the condition is true.</p>

创建指令很像创建组件。

导入 Directive 装饰器（而不再是 Component）。
导入符号 Input、TemplateRef 和 ViewContainerRef，你在任何结构型指令中都会需要它们。
给指令类添加装饰器。
设置 CSS 属性选择器 ，以便在模板中标识出这个指令该应用于哪个元素。

这里是起点：

src/app/unless.directive.ts (skeleton)

content_copyimport { Directive, Input, TemplateRef, ViewContainerRef } from '@angular/core';

@Directive({ selector: '[appUnless]'})
export class UnlessDirective {
}

指令的选择器通常是把指令的属性名括在方括号中，如 [appUnless]。这个方括号定义出了一个 CSS 属性选择器。

该指令的属性名应该拼写成小驼峰形式，并且带有一个前缀。但是，这个前缀不能用 ng，因为它只属于 Angular 本身。请选择一些简短的，适合你自己或公司的前缀。在这个例子中，前缀是 my。

指令的类名用 Directive 结尾，参见风格指南。但 Angular 自己的指令例外。

TemplateRef 和 ViewContainerRef

像这个例子一样的简单结构型指令会从 Angular 生成的 <ng-template> 元素中创建一个内嵌的视图，并把这个视图插入到一个视图容器中，紧挨着本指令原来的宿主元素 <p>（译注：注意不是子节点，而是兄弟节点）。

你可以使用TemplateRef取得 <ng-template> 的内容，并通过ViewContainerRef来访问这个视图容器。

你可以把它们都注入到指令的构造函数中，作为该类的私有属性。

src/app/unless.directive.ts (ctor)

content_copyconstructor(
  private templateRef: TemplateRef<any>,
  private viewContainer: ViewContainerRef) { }

appUnless 属性

该指令的使用者会把一个 true/false 条件绑定到 [appUnless] 属性上。也就是说，该指令需要一个带有 @Input 的 appUnless 属性。

要了解关于 @Input 的更多知识，参见模板语法一章。

src/app/unless.directive.ts (set)

content_copy@Input() set appUnless(condition: boolean) {
  if (!condition && !this.hasView) {
    this.viewContainer.createEmbeddedView(this.templateRef);
    this.hasView = true;
  } else if (condition && this.hasView) {
    this.viewContainer.clear();
    this.hasView = false;
  }
}

一旦该值的条件发生了变化，Angular 就会去设置 appUnless 属性。因为不能用 appUnless 属性，所以你要为它定义一个设置器（setter）。

如果条件为假，并且以前尚未创建过该视图，就告诉视图容器（ViewContainer）根据模板创建一个内嵌视图。
如果条件为真，并且视图已经显示出来了，就会清除该容器，并销毁该视图。

没有人会读取 appUnless 属性，因此它不需要定义 getter。

完整的指令代码如下：

src/app/unless.directive.ts (excerpt)

content_copyimport { Directive, Input, TemplateRef, ViewContainerRef } from '@angular/core';

/**
 * Add the template content to the DOM unless the condition is true.
 */
@Directive({ selector: '[appUnless]'})
export class UnlessDirective {
  private hasView = false;

  constructor(
    private templateRef: TemplateRef<any>,
    private viewContainer: ViewContainerRef) { }

  @Input() set appUnless(condition: boolean) {
    if (!condition && !this.hasView) {
      this.viewContainer.createEmbeddedView(this.templateRef);
      this.hasView = true;
    } else if (condition && this.hasView) {
      this.viewContainer.clear();
      this.hasView = false;
    }
  }
}

把这个指令添加到 AppModule 的 declarations 数组中。

然后创建一些 HTML 来试用一下。

src/app/app.component.html (appUnless)

content_copy<p *appUnless="condition" class="unless a">
  (A) This paragraph is displayed because the condition is false.
</p>

<p *appUnless="!condition" class="unless b">
  (B) Although the condition is true,
  this paragraph is displayed because appUnless is set to false.
</p>

当 condition 为 false 时，顶部的段落就会显示出来，而底部的段落消失了。当 condition 为 true 时，顶部的段落被移除了，而底部的段落显示了出来。

小结

你可以去在线例子 / 下载范例中下载本章的源码。

本章相关的代码如下：

app.component.ts

app.component.html

app.component.css

app.module.ts

hero.ts

hero-switch.components.ts

unless.directive.ts

content_copyimport { Component } from '@angular/core';?import { Hero, heroes } from './hero';?@Component({  selector: 'app-root',  templateUrl: './app.component.html',  styleUrls: [ './app.component.css' ]})export class AppComponent {  heroes = heroes;  hero = this.heroes[0];?  condition = false;  logs: string[] = [];  showSad = true;  status = 'ready';?  trackById(index: number, hero: Hero): number { return hero.id; }}

你学到了

结构型指令可以操纵 HTML 的元素布局。
当没有合适的容器元素时，可以使用<ng-container>对元素进行分组。
Angular 会把星号（*）语法解开成 <ng-template>。
内置指令 NgIf、NgFor 和 NgSwitch 的工作原理。
微语法如何展开成<ng-template>。
写了一个自定义结构型指令 —— UnlessDirective。

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最后更新于：2018-08-27