【Hello CSS】第二章-CSS的邏輯屬性與盒子模型

陳大魚頭發表於2019-05-15
CSS模型

在上一篇【Hello CSS】的第一章CSS的語法與工作流中介紹了CSS的語法規則以及基本的渲染流程。本篇則會分享CSS的邏輯屬性以及盒子模型。

首先開篇之前先提個問題：

為什麼Flex box跟Grid box的是以start、end為排列規則，而不是常規的top 、right 、bottom 跟left？

先不要急著往下翻，大家先思考一下。

這個問題的答案，魚頭會在文章中給出，歡迎大家帶著這個問題往下翻閱，如果已經知道答案，也可以看看跟大家所知道的答案是否一致。

CSS的邏輯屬性

2017年5月18日，W3C的 CSS工作組(CSS Working Group) 釋出了 CSS邏輯屬性和值(CSS Logical Properties and Values Level 1) 的首份工作草案(First Public Working Draft)。不同的書寫模式(writing mode)中，可以抽取出共性的抽象概念(如開始位置，或行)，這些邏輯抽象概念需要在不同書寫模式下對映到左或右、上或下等物理的概念上。一些CSS佈局可能依賴這些共性的邏輯概念。該 CSS 模組給出了用於通過邏輯方式(而不是基於物理座標、書寫方向和維對映等)控制佈局的邏輯屬性和取值(logical properties and values)。這個模組來源於CSS21中關於邏輯屬性和值的特性。

上面複製貼上了W3C 中國裡的內容。

對於前端來說，我們一直習慣於使用top 、 right 、 bottom、 left來定義我們的HTML元素，這跟我們物理上的概念是一致的。但是對於CSS這個原本是為了服務於圖文展示才誕生的語言來說，其實是不匹配的，為什麼這麼說？

writing-mode

writing-mode：定義了文字水平或垂直排布以及在塊級元素中文字的行進方向。

writing-mode一共有以下5個改變HTML文字書寫規則的值(還有幾個是用在SVG上的，本文不予討論)：

writing-mode: horizontal-tb;

writing-mode: horizontal-tb 定義了內容從左到右水平流動，從上到下垂直流動。下一條水平線位於上一條線下方。

writing-mode: vertical-rl;

writing-mode: vertical-rl 定義了內容從上到下垂直流動，從右到左水平流動。下一條垂直線位於上一行的左側。

writing-mode: vertical-lr;

writing-mode: vertical-lr定義了內容從上到下垂直流動，從左到右水平流動。下一條垂直線位於上一行的右側。

writing-mode: sideways-rl; (僅Firefox41+實現)

writing-mode: sideways-rl定義了內容從上到下垂直流動，所有字形，甚至是垂直指令碼中的字形，都設定在右側。

writing-mode: sideways-lr;(僅Firefox41+實現)

writing-mode: sideways-lr內容從上到下垂直流動，所有字形，甚至是垂直指令碼中的字形，都設定在左側。

上述效果請看DEMO

原始碼如下：

.wm-htb {
	writing-mode: horizontal-tb;
}
.wm-vrl {
	writing-mode: vertical-rl;
}
.wm-vlr {
	writing-mode: vertical-lr;
}
.wm-srl {
	writing-mode: sideways-rl;
}
.wm-slr {
	writing-mode: sideways-lr;
}
.text-content {
    width: 200px;
    padding: 20px;
    border: 1px solid;
    display: inline-block;
    vertical-align: top;
    padding-right: 100px;
}

<div class="text-content wm-htb">writing-mode: horizontal-tb;</div>
<div class="text-content wm-vrl">writing-mode: vertical-rl;</div>
<div class="text-content wm-vlr">writing-mode: vertical-lr;</div>
<div class="text-content wm-srl">writing-mode: sideways-rl;</div>
<div class="text-content wm-slr">writing-mode: sideways-lr;</div>
複製程式碼

圖示如下：

css_writing-mode

從上圖可以發現，當我們設定了padding-right: 100px;的時候，不同的書寫規則，展示效果是不一樣的。

在最開始的時候，HTML與CSS只服務於英語國家，但是隨著網際網路的發展，逐漸各個不同書寫規則的國家也開始流行了起來。

我們原來的CSS邏輯屬性是按照物理邏輯，從上(top)、右(right)、下(bottom)、左(left)劃分的。

那麼按著這個規則去修改文字屬性時，就會出現上述這種不符合語法規則的狀態。

大概也是基於這個原因，所以W3C釋出了新的邏輯屬性與值。

新舊邏輯屬性對比

CSS新舊邏輯屬性是完全不同的兩種模型。

我們首先來看看新舊有的邏輯屬性的對比圖示(圖片來自medium)：

css_technique

左舊右新

通過上圖可以得知新舊邏輯屬性對應關係如下：

舊的邏輯屬性 新的邏輯屬性
margin-top margin-block-start
margin-right margin-inline-end
margin-bottom margin-block-end
margin-left margin-inline-start
border-top border-block-start
border-right border-inline-end
border-bottom border-block-end
border-left border-inline-start
padding-top padding-block-start
padding-right padding-inline-end
padding-bottom padding-block-end
padding-left padding-inline-start
width inline-size
height block-size

由上表可以得知，把Y軸方向的屬性都改為了block，X軸方向的屬性都改為了inline。

對於不同語系的國家，書寫順序會可能有很大的差異，意思就是block跟inline的方向不同。例如：

  • 在英語國家 padding-inline-start = padding-left
  • 在阿拉伯padding-inline-start = padding-right
  • 在日本 padding-inline-start = padding-top

這就意味著舊的邏輯屬性，在某些國家裡會變得不合常理。

CSS定位

CSS的定位屬性變化如下：

舊的邏輯屬性 新的邏輯屬性
top inset-block-start
bottom inset-block-end
left inset-inline-start
right inset-inline-end

例子如下：

/* 舊的邏輯屬性 */
.popup{
  position:fixed;  
  top:0;
  bottom:0;
  left:0;
  right:0;
}
/* 新的邏輯屬性 */
.popup{
   position:fixed;
   inset-block-start:0;  /*top - in English*/
   inset-block-end:0;    /*bottom - in English*/
   inset-inline-start:0; /*left - in English*/
   inset-inline-end:0;   /*right - in English*/
}
/* 新的邏輯屬性支援簡寫 */
.popup{
   position:fixed;
   inset:0 0 0 0;   /*top, right, bottom, left - in English*/
}
複製程式碼

圖示：(圖片來自medium)：

old_technique

new_technique

CSS浮動

浮動float的屬性也改了。

舊的邏輯屬性 新的邏輯屬性
float: left float: inline-start
float: right float: inline-end

text-align

文字text-align的屬性也改了。

舊的邏輯屬性 新的邏輯屬性
text-align: left text-align: start
text-align: right text-align: end

direction

除了writing-mode，還有一個排版屬性就是direction，跟writing-mode類似，不一樣的是writing-mode是控住網頁佈局方向的，而direction是控制文字對齊方向的。屬性如下：

direction: ltr;

預設值，讓文字和其他元素從左到右顯示。

direction: rtl;

讓文字和其他元素從右到左顯示。


吐槽一下，看到這裡的切圖仔們，抓緊 跑路 重構吧，等哪天此屬性正式被啟用，就真的GG了。不過我想應該會立個屬性來選擇性開啟物理屬性還是邏輯屬性，不然這對前端來說將會是一場災難！

CSS的盒子模型

基礎盒模型(CSS basic box model)

當瀏覽器對一個render tree進行渲染時，瀏覽器的渲染引擎就會根據基礎盒模型(CSS basic box model)，將所有元素劃分為一個個矩形的盒子，這些盒子的外觀，屬性由CSS來決定。

我們在瀏覽器控制檯輸入如下程式碼就可以看到頁面的每一個元素都是由一個矩形來包裹的，這些就是盒子

$$('*').forEach(e => {
  e.style.border = '1px solid';
})
複製程式碼

圖示如下：

css_box

每個盒子都由四個部分組成：

內容(content)

盒子(box) 的內容，顯示標籤內一切的文字，圖案或者別的內容。

內邊距(padding)

盒子(box) 內的填充物，樣式為透明，主要負責擴充套件盒子內區域大小。

外邊距(margin)

盒子(box) 外部的區域，樣式為透明，負責隔離相鄰的元素。

邊框(border)

盒子(box) 的邊界，負責隔離外邊距以及內邊距。

盒子模型的值

盒子模型一共有三個值：

content-box

content-box為標準的盒子模型。盒子的width跟height只包括盒子本身的width與height屬性。

計演算法則：

width = width

height = height

border-box

border-box為盒子模型可選的屬性之一。盒子的width跟height包括content、padding跟border。這也是當文件處於 Quirks模式 時Internet Explorer使用的盒模型。

計演算法則：

width = width + border + padding

height = height + border + padding

padding-box

padding-box為非標準屬性，曾經在Firefox中實現過，但是在Firefox 50中被刪除。padding-box的width和height 屬性包括內容和內邊距，但是不包括邊框和外邊距。

圖示：

css_box-sizing

這裡吐槽一下，不知道為何沒有margin-box，雖然並沒有太大意義，當真實現了效果估計也很詭異，但是作為一個強迫症患者晚期，少了一個屬性總感覺好不舒服。

視覺格式化模型(visual formatting model)

CSS的視覺格式化模型(visual formatting model) 是根據 基礎盒模型(CSS basic box model) 將 文件(doucment) 中的元素轉換一個個盒子的實際演算法。

官方說法就是：它規定了使用者端在媒介中如何處理文件樹( document tree )。

每個盒子的佈局由以下因素決定：

  • 盒子的尺寸
  • 盒子的型別：行內盒子 (inline)、行內級盒子 (inline-level)、原子行內級盒子 (atomic inline-level)、塊盒子 (block)
  • 定位：普通流、浮動、絕對定位
  • 文件樹中當前盒子的子元素 或 兄弟元素
  • 視口(viewport) 的尺寸 和位置
  • 盒子內部圖片的尺寸
  • 其他某些外部因素

視覺格式化模型(visual formatting model) 的計算，都取決於一個矩形的邊界，這個矩形，被稱作是 包含塊( containing block ) 。 一般來說，(元素)生成的框會扮演它子孫元素包含塊的角色；我們稱之為：一個(元素的)框為它的子孫節點建造了包含塊。包含塊是一個相對的概念。

例子如下：

<div>
    <table>
        <tr>
            <td>hi</td>
        </tr>
    </table>
</div>
複製程式碼

以上程式碼為例，div 和 table 都是包含塊。div 是 table 的包含塊，同時 table 又是 td 的包含塊，不是絕對的。

圖示：(圖片來自w3help)：

css_containing_blocks

盒子的生成

盒子的生成是 CSS視覺格式化模型 的一部分，用於從文件元素生成盒子。盒子的型別取決於CSS display 屬性。

  • 塊級元素

    • 當元素的display 為 block、list-item 或 table 時，它就是塊級元素。

  • 塊級盒子

    • 塊級盒子用於描述它與父、兄弟元素之間的關係。
    • 每個塊級盒子都會參與**塊格式化上下文（block formatting context）**的建立。
    • 每個塊級元素都會至少生成一個塊級盒子，即主塊級盒子（principal block-level box）
    • 主塊級盒子包含由後代元素生成的盒子以及內容，同時它也會參與定位方案。
    • 一個同時是塊容器盒子的塊級盒子稱為塊盒子（block box）。

  • 匿名盒子

    • 某些情況下需要進行視覺格式化時，需要新增一些增補性的盒子，這些盒子不能被CSS 選擇器選中，也就是所有可繼承的 CSS 屬性值都為 inherit ，而所有不可繼承的 CSS 屬性值都為 initial。因此稱為匿名盒子(anonymous boxes)。

  • 行內元素

    • 當元素的display 為 inline、inline-block 或 inline-table 時，它就是行內級元素。
    • 顯示時可以與其他行內級內容一起顯示為多行。

  • 行內盒子

    • 行內級元素會生成行內級盒子，該盒子同時會參與行內格式化上下文（inline formatting context）的建立。

  • 匿名行內盒子

    • 類似於塊盒子，CSS引擎有時候也會自動建立一些行內盒子。這些行內盒子無法被選擇符選中，因此是匿名的，它們從父元素那裡繼承那些可繼承的屬性，其他屬性保持預設值 initial。

  • 行盒子

    • 行盒子由行內格式化上下文建立，用來顯示一行文字。在塊盒子內部，行盒子總是從塊盒子的一邊延伸到另一邊（譯註：即佔據整個塊盒子的寬度）。當有浮動元素時，行盒子會從向左浮動的元素的右邊緣延伸到向右浮動的元素的左邊緣。

  • run-in 盒子（在CSS 2.1的標準中移除了）

    • run-in盒子可以通過display: run-in來設定，它既可以是塊盒子，又可以是行內盒子，這取決於它後面的盒子的型別。

定位規則

一旦形成了盒子，CSS引擎就需要定位它們來完成佈局。

定位所使用的規則如下：

  • 普通流
    • 在普通流中，盒子會依次放置。
    • 在**塊格式化上下文（block formatting context）**中，盒子在垂直方向依次排列。
    • 在行內格式化上下文（inline formatting context） 中，盒子則水平擺列。
  • 浮動：當一個盒子的float不為none，並且position為static或relative時，該盒子為浮動定位。
    • float: left：盒子會定位到當前行盒子的開始位置（左側）。
    • float: right：盒子會定位到當前行盒子的尾部位置（右側）。
  • 絕對定位：如果元素的position 為 absolute 或 fixed，該元素為絕對定位。
    • 在絕對定位中，盒子會完全從當前流中移除，並且不會再與其有任何聯絡。

參考資料：

W3C 中國

New CSS Logical Properties!

w3help

視覺格式化模型(Visual formatting model)

MDN 視覺格式化模型

包含塊( Containing block )

結語

本篇文章主要介紹了CSS的新舊邏輯屬性的狀態以及盒子模型的具體情況。文章內還有部分內容沒有進行太多的介紹，例如塊格式化上下文（block formatting context） 跟 行內格式化上下文（inline formatting context）以及其他一些具體的名稱，這些後續的文章都將會進行介紹，到時候將會進行具體的講解，希望大家可以多多關注魚頭我的【Hello CSS】系列。

開頭時，魚頭我有問到大家一個問題，就是：

為什麼Flex box跟Grid box的是以start、end為排列規則，而不是常規的top 、right 、bottom 跟left？

這個問題，通過本篇文章的分享，大家有答案了嗎？

魚頭我將會在下一篇開頭時分享答案，希望大家多多留意本系列文章。

【Hello CSS】系列

【Hello CSS】是以CSS基礎概念為主題的系列文章，旨在幫助大家更深刻地瞭解並且提高CSS在各位開發者心目中的地位。由於魚頭我水平有限，文筆有限，如果各位在文章中發現有任何不合理，不正確的地方，還煩不吝指出，我會非常感謝的；如果通過文章有任何想法或疑問，也希望各位能積極留言，我們互相探討；如果通過本系列文章有所收穫，這就讓魚頭我喜不自勝了！

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