CSS 中重要的層疊概念

SHERlocked93發表於2019-03-02
CSS

最近在專案的過程中遇到了一個問題，menu-bar希望始終顯示在最上面，而在之後的元素都顯示在它之下，當時設定了 z-index 也沒有效果，不知道什麼原因，因此找了一下css有關層疊方面的資料，解決了這個問題，這裡記錄一下~

螢幕是一個二維平面，然而HTML元素卻是排列在三維座標系中，x為水平位置，y為垂直位置，z為螢幕由內向外方向的位置，我們在看螢幕的時候是沿著z軸方向從外向內的；由此，元素在使用者視角就形成了層疊的關係，某個元素可能覆蓋了其他元素也可能被其他元素覆蓋；

CSS 中重要的層疊概念

那麼這裡有幾個重要的概念：層疊上下文 (堆疊上下文, Stacking Context)、層疊等級 (層疊水平, Stacking Level)、層疊順序 (層疊次序, 堆疊順序, Stacking Order)、z-index

宣告：

  1. 以下定位元素指的是position: absolute|fixed|relative|sticky
  2. 以下非定位元素指的是position: initial|static
  3. 關於層疊上下文還有一個類似的概念：塊級格式化上下文(BFC, Block Formatting Context)，可以參考一下 CSS 中重要的BFC，其中還介紹了一些文件流的內容；
  4. 本文蠻長的，但是如果你有勇氣看完，那應該對層疊有關概念就基本掌握了 (～o￣▽￣)～

1. 層疊上下文 (Stacking Context)

層疊上下文 (堆疊上下文, Stacking Context)，是HTML中一個三維的概念。在CSS2.1規範中，每個元素的位置是三維的，當元素髮生層疊，這時它可能覆蓋了其他元素或者被其他元素覆蓋；排在z軸越靠上的位置，距離螢幕觀察者越近

文章<關於z-index 那些你不知道的事>有一個很好的比喻，這裡引用一下；

可以想象一張桌子，上面有一堆物品，這張桌子就代表著一個層疊上下文。 如果在第一張桌子旁還有第二張桌子，那第二張桌子就代表著另一個層疊上下文。

現在想象在第一張桌子上有四個小方塊，他們都直接放在桌子上。 在這四個小方塊之上有一片玻璃，而在玻璃片上有一盤水果。 這些方塊、玻璃片、水果盤，各自都代表著層疊上下文中一個不同的層疊層，而這個層疊上下文就是桌子。

每一個網頁都有一個預設的層疊上下文。 這個層疊上下文（桌子）的根源就是<html></html>。 html標籤中的一切都被置於這個預設的層疊上下文的一個層疊層上（物品放在桌子上）。

當你給一個定位元素賦予了除 auto 外的 z-index 值時，你就建立了一個新的層疊上下文，其中有著獨立於頁面上其他層疊上下文和層疊層的層疊層， 這就相當於你把另一張桌子帶到了房間裡。

CSS 中重要的層疊概念

層疊上下文1 (Stacking Context 1)是由文件根元素形成的， 層疊上下文2和3 (Stacking Context 2, 3) 都是層疊上下文1 (Stacking Context 1) 上的層疊層。 他們各自也都形成了新的層疊上下文，其中包含著新的層疊層。

在層疊上下文中，其子元素按照上面解釋的規則進行層疊。形成層疊上下文的方法有：

  • 根元素<html></html>
  • position值為absolute | relative，且z-index值不為 auto
  • position 值為 fixed | sticky
  • z-index 值不為 auto 的flex元素，即：父元素display: flex | inline-flex
  • opacity 屬性值小於 1 的元素
  • transform 屬性值不為 none的元素
  • mix-blend-mode 屬性值不為 normal 的元素
  • filter、perspective、clip-path、mask、mask-image、mask-border、motion-path 值不為 none 的元素
  • perspective 值不為 none 的元素
  • isolation 屬性被設定為 isolate 的元素
  • will-change 中指定了任意 CSS 屬性，即便你沒有直接指定這些屬性的值
  • -webkit-overflow-scrolling 屬性被設定 touch的元素

總結:

  1. 層疊上下文可以包含在其他層疊上下文中，並且一起組建了一個有層級的層疊上下文
  2. 每個層疊上下文完全獨立於它的兄弟元素，當處理層疊時只考慮子元素，這裡類似於BFC
  3. 每個層疊上下文是自包含的：當元素的內容發生層疊後，整個該元素將會在父級疊上下文中按順序進行層疊

2. 層疊等級 (Stacking Level)

層疊等級 (層疊水平, Stacking Level) 決定了同一個層疊上下文中元素在z軸上的顯示順序的概念；

  • 普通元素的層疊等級優先由其所在的層疊上下文決定
  • 層疊等級的比較只有在同一個層疊上下文元素中才有意義
  • 在同一個層疊上下文中，層疊等級描述定義的是該層疊上下文中的元素在Z軸上的上下順序

注意，層疊等級並不一定由 z-index 決定，只有定位元素的層疊等級才由 z-index 決定，其他型別元素的層疊等級由層疊順序、他們在HTML中出現的順序、他們的父級以上元素的層疊等級一同決定，詳細的規則見下面層疊順序的介紹。

3. z-index

在 CSS 2.1 中, 所有的盒模型元素都處於三維座標系中。 除了我們常用的橫座標和縱座標， 盒模型元素還可以沿著”z 軸”層疊擺放， 當他們相互覆蓋時， z 軸順序就變得十分重要。

— CSS 2.1 Section 9.9.1 – Layered presentation

z-index 只適用於定位的元素，對非定位元素無效，它可以被設定為正整數、負整數、0、auto，如果一個定位元素沒有設定 z-index，那麼預設為auto；

元素的 z-index 值只在同一個層疊上下文中有意義。如果父級層疊上下文的層疊等級低於另一個層疊上下文的，那麼它 z-index 設的再高也沒用。所以如果你遇到 z-index 值設了很大，但是不起作用的話，就去看看它的父級層疊上下文是否被其他層疊上下文蓋住了。

4. 層疊順序 (Stacking Order)

層疊順序 (層疊次序, 堆疊順序, Stacking Order) 描述的是元素在同一個層疊上下文中的順序規則，從層疊的底部開始，共有七種層疊順序：

  1. 背景和邊框：形成層疊上下文的元素的背景和邊框。
  2. 負z-index值：層疊上下文內有著負z-index值的定位子元素，負的越大層疊等級越低；
  3. 塊級盒：文件流中塊級、非定位子元素；
  4. 浮動盒：非定位浮動元素；
  5. 行內盒：文件流中行內、非定位子元素；
  6. z-index: 0：z-index為0或auto的定位元素， 這些元素形成了新的層疊上下文；
  7. 正z-index值：z-index 為正的定位元素，正的越大層疊等級越高；

同一個層疊順序的元素按照在HTML裡出現的順序層疊；第7級順序的元素會顯示在之前順序元素的上方，也就是看起來覆蓋了更低階的元素：

CSS 中重要的層疊概念

5. 實戰

5.1 普通情況

三個relative定位的div塊中各有absolute的不同顏色的span.red、span.green、span.blue，它們都設定了position: absolute；

參見Codepen – 普通情況

那麼當沒有元素包含z-index屬性時，這個例子中的元素按照如下順序層疊（從底到頂順序）：

  1. 根元素的背景和邊界
  2. 塊級非定位元素按HTML中的出現順序層疊
  3. 行內非定位元素按HTML中的出現順序層疊
  4. 定位元素按HTML中的出現順序層疊

紅綠藍都屬於 z-index 為auto的定位元素，因此按照7層層疊順序規則來說同屬於層疊順序第6級，所以按HTML中的出現順序層疊：紅->綠->藍

5.2 在相同層疊上下文的父元素內的情況

紅綠位於一個div.first-box下，藍位於div.second-box下，紅綠藍都設定了position: absolute，first-box與second-box都設定了position: relative；

參見Codepen – 父元素不同但都位於根元素下

這個例子中，紅藍綠元素的父元素first-box與second-box都沒有生成新的層疊上下文，都屬於根層疊上下文中的元素，且都是層疊順序第6級，所以按HTML中的出現順序層疊：紅->綠->藍

5.3 給子元素增加 z-index

紅綠位於一個div.first-box下，藍黃位於div.second-box下，紅綠藍都設定了position: absolute，如果這時給綠加一個屬性z-index: 1，那麼此時.green位於最上面；

如果再在.second-box下.green後加一個絕對定位的 span.gold，設定z-index: -1，那麼它將位於紅綠藍的下面；

參見Codepen – 設定了z-index

這個例子中，紅藍綠黃元素的父元素中都沒有生成新的層疊上下文，都屬於根層疊上下文中的元素

  1. 紅藍都沒有設定 z-index，同屬於層疊順序中的第6級，按HTML中的出現順序層疊；
  2. 綠設定了正的 z-index，屬於第7級；
  3. 黃設定了負的 z-index，屬於第2級；

所以這個例子中的從底到高顯示的順序就是：黃->紅->藍->綠

5.4 在不同層疊上下文的父元素內的情況

紅綠位於一個div.first-box下，藍位於div.second-box下，紅綠藍都設定了position: absolute，如果first-box的z-index設定的比second-box的大，那麼此時無論藍的 z-index 設定的多大z-index: 999，藍都位於紅綠的下面；如果我們只更改紅綠的z-index值，由於這兩個元素都在父元素first-box產生的層疊上下文中，此時誰的z-index值大，誰在上面；

參見Codepen – 不同層疊上下文的父元素

這個例子中，紅綠藍都屬於設定了z-index的定位元素，不過他們的父元素建立了新的層疊上下文；

  1. 紅綠的父元素first-box是設定了正z-index的定位元素，因此建立了一個層疊上下文，屬於層疊順序中的第7級；
  2. 藍的父元素second-box也同樣建立了一個層疊上下文，屬於層疊順序中的第6級；
  3. 按照層疊順序，first-box中所有元素都排在second-box上；
  4. 紅綠都屬於層疊上下文first-box中且設定了不同的正 z-index，都屬於層疊順序中第7級；
  5. 藍屬於層疊上下文second-box，且設定了一個很大的正 z-index，屬於層疊元素中第7級；
  6. 雖然藍的 z-index 很大，但是因為second-box的層疊等級比first-box小，因此位於紅綠之下；

所以這個例子中從低到到顯示的順序：藍->紅->綠

(我遇到的的情況就屬於這個例子類似情形)

5.5 給子元素設定 opacity

紅綠位於div.first-box下，藍位於div.second-box下，紅綠藍都設定了position: absolute，綠設定了z-index: 1，那麼此時綠位於紅藍的最上面；

如果此時給first-box設定opacity: .99，這時無論紅綠的 z-index 設定的多大z-index: 999，藍都位於紅綠的上面；

如果再在.second-box下.green後加一個span.gold，設定z-index: -1，那麼它將位於紅綠藍的下面；

參見Codepen – opacity的影響

之前已經介紹了，設定opacity也可以形成層疊上下文，因此：

  1. first-box設定了opacity，first-box成為了一個新的層疊上下文；
  2. second-box沒有形成新的層疊上下文，因此其中的元素都屬於根層疊上下文；
  3. 黃屬於層疊順序中第2級，紅綠屬於第7級，first-box屬於第6級，藍屬於層疊順序中第6級且按HTML出現順序位於first-box之上；

所以這個例子中從低到到顯示的順序：黃->紅->綠->藍

網上的帖子大多深淺不一，甚至有些前後矛盾，在下的文章都是學習過程中的總結，如果發現錯誤，歡迎留言指出~

參考：

  1. 你不知道的Z-Index
  2. MDN – z-index
  3. What No One Told You About Z-Index
  4. 徹底搞懂CSS層疊上下文、層疊等級、層疊順序、z-index
  5. 前端效能優化之更平滑的動畫
  6. 關於z-index 那些你不知道的事
  7. 聊聊CSS中的層疊相關概念

推介閱讀：

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