重学前端(11)浏览器CSSOM:如何获取一个元素的准确位置
DOM 中的所有的属性都是用来表现语义的属性,CSSOM 的则都是表现的属性,width 和 height 这类显示相关的属性,都属于我们今天要讲的 CSSOM。
顾名思义,CSSOM 是 CSS 的对象模型,在 W3C 标准中,它包含两个部分:描述样式表和规则等 CSS 的模型部分(CSSOM),和跟元素视图相关的 View 部分(CSSOM View)。
在实际使用中,CSSOM View 比 CSSOM 更常用一些,因为我们很少需要用代码去动态地管理样式表。
CSSOM
首先我们来介绍下 CSS 中样式表的模型,也就是 CSSOM 的本体。
我们通常创建样式表也都是使用 HTML 标签来做到的,我们用 style 标签和 link 标签创建样式表,例如:
<style title="Hello">
a {
color:red;
}
</style>
<link rel="stylesheet" title="x" href="data:text/css,p%7Bcolor:blue%7D">
我们创建好样式表后,还有可能要对它进行一些操作。如果我们以 DOM 的角度去理解的话,这些标签在 DOM 中是一个节点,它们有节点的内容、属性,这两个标签中,CSS 代码有的在属性、有的在子节点。这两个标签也遵循 DOM 节点的操作规则,所以可以使用 DOM API 去访问。但是,这样做的后果是我们需要去写很多分支逻辑,并且,要想解析 CSS 代码结构也不是一件简单的事情,所以,这种情况下,我们直接使用 CSSOM API 去操作它们生成的样式表,这是一个更好的选择。
我们首先了解一下 CSSOM API 的基本用法,一般来说,我们需要先获取文档中所有的样式表:
document.styleSheets
document 的 styleSheets 属性表示文档中的所有样式表,这是一个只读的列表,我们可以用方括号运算符下标访问样式表,也可以使用 item 方法来访问,它有length 属性表示文档中的样式表数量。
样式表只能使用 style 标签或者 link 标签创建(对 XML 来说,还可以使用,咱们暂且不表)。
我们虽然无法用 CSSOM API 来创建样式表,但是我们可以修改样式表中的内容。
document.styleSheets[0].insertRule("p { color:pink; }", 0)
document.styleSheets[0].removeRule(0)
更进一步,我们可以获取样式表中特定的规则(Rule),并且对它进行一定的操作,具体来说,就是使用它的 cssRules 属性来实现:
document.styleSheets[0].cssRules
这里取到的规则列表,同样是支持 item、length 和下标运算。
不过,这里的 Rules 可就没那么简单了,它可能是 CSS 的 at-rule,也可能是普通的样式规则。不同的 rule 类型,具有不同的属性。
我们在 CSS 语法部分,已经为你整理过 at-rule 的完整列表,多数 at-rule 都对应着一个 rule 类型:
- CSSStyleRule
- CSSCharsetRule
- CSSImportRuleCSSMediaRule
- CSSFontFaceRule
- CSSPageRule
- CSSNamespaceRule
- CSSKeyframesRule
- CSSKeyframeRule
- CSSSupportsRule
具体的规则支持的属性,建议你可以用到的时候,再去查阅 MDN 或者 W3C 的文档,在我们的文章中,仅为你详细介绍最常用的 CSSStyleRule。
CSSStyleRule 有两个属性:selectorText 和 style,分别表示一个规则的选择器部分和样式部分。
selector 部分是一个字符串,这里显然偷懒了没有设计进一步的选择器模型,我们按照选择器语法设置即可。
style 部分是一个样式表,它跟我们元素的 style 属性是一样的类型,所以我们可以像修改内联样式一样,直接改变属性修改规则中的具体 CSS 属性定义,也可以使用 cssText 这样的工具属性。
此外,CSSOM 还提供了一个非常重要的方法,来获取一个元素最终经过 CSS 计算得到的属性:
window.getComputedStyle(elt, pseudoElt);
其中第一个参数就是我们要获取属性的元素,第二个参数是可选的,用于选择伪元素。
好了,到此为止,我们可以使用 CSSOM API 自由地修改页面已经生效的样式表了。接下来,我们来一起关注一下视图的问题。
CSSOM View
CSSOM View 这一部分的 API,可以视为 DOM API 的扩展,它在原本的 Element 接口上,添加了显示相关的功能,这些功能,又可以分成三个部分:窗口部分,滚动部分和布局部分,下面我来分别带你了解一下。
窗口 API窗口 API 用于操作浏览器窗口的位置、尺寸等。
- moveTo(x, y) 窗口移动到屏幕的特定坐标;
- moveBy(x, y) 窗口移动特定距离;
- resizeTo(x, y) 改变窗口大小到特定尺寸;
- resizeBy(x, y) 改变窗口大小特定尺寸。
此外,窗口 API 还规定了 window.open() 的第三个参数:
window.open("about:blank", "_blank" ,"width=100,height=100,left=100,right=100" )
一些浏览器出于安全考虑没有实现,也不适用于移动端浏览器,这部分你仅需简单了解即可。下面我们来了解一下滚动 API。滚动 API
要想理解滚动,首先我们必须要建立一个概念,在 PC 时代,浏览器可视区域的滚动和内部元素的滚动关系是比较模糊的,但是在移动端越来越重要的今天,两者必须分开看待,两者的性能和行为都有区别。
视口滚动 API
可视区域(视口)滚动行为由 window 对象上的一组 API 控制,我们先来了解一下:
- scrollX 是视口的属性,表示 X 方向上的当前滚动距离,有别名 pageXOffset;
- scrollY 是视口的属性,表示 Y 方向上的当前滚动距离,有别名 pageYOffset;
- scroll(x, y) 使得页面滚动到特定的位置,有别名 scrollTo,支持传入配置型参数 {top, left};
- scrollBy(x, y) 使得页面滚动特定的距离,支持传入配置型参数 {top, left}。
通过这些属性和方法,我们可以读取视口的滚动位置和操纵视口滚动。不过,要想监听视口滚动事件,我们需要在 document 对象上绑定事件监听函数:
document.addEventListener("scroll", function(event){ //......})
视口滚动 API 是页面的顶层容器的滚动,大部分移动端浏览器都会采用一些性能优化,它和元素滚动不完全一样,请大家一定建立这个区分的意识。
元素滚动 API
接下来我们来认识一下元素滚动 API,在 Element 类(参见 DOM 部分),为了支持滚动,加入了以下 API。
- scrollTop 元素的属性,表示 Y 方向上的当前滚动距离。
- scrollLeft 元素的属性,表示 X 方向上的当前滚动距离。
- scrollWidth 元素的属性,表示元素内部的滚动内容的宽度,一般来说会大于等于元素宽度。
- scrollHeight 元素的属性,表示元素内部的滚动内容的高度,一般来说会大于等于元素高度。
- scroll(x, y) 使得元素滚动到特定的位置,有别名 scrollTo,支持传入配置型参数 {top, left}。
- scrollBy(x, y) 使得元素滚动到特定的位置,支持传入配置型参数 {top, left}。
- scrollIntoView(arg) 滚动元素所在的父元素,使得元素滚动到可见区域,可以通过 arg 来指定滚到中间、开始或者就近。
除此之外,可滚动的元素也支持 scroll 事件,我们在元素上监听它的事件即可:
element.addEventListener("scroll", function(event){ //...... })
这里你需要注意一点,元素部分的 API 设计与视口滚动命名风格上略有差异,你在使用的时候不要记混。
布局 API
最后我们来介绍一下布局 API,这是整个 CSSOM 中最常用到的部分,我们同样要分成全局 API 和元素上的 API。
全局尺寸信息window 对象上提供了一些全局的尺寸信息,它是通过属性来提供的,我们一起来了解一下来这些属性。
![](https://img2022.cnblogs.com/blog/955792/202204/955792-20220414233842840-1368645693.png)
- window.innerHeight, window.innerWidth 这两个属性表示视口的大小。
- window.outerWidth, window.outerHeight 这两个属性表示浏览器窗口占据的大小,很多浏览器没有实现,一般来说这两个属性无关紧要。
- window.devicePixelRatio 这个属性非常重要,表示物理像素和 CSS 像素单位的倍率关系,Retina 屏这个值是 2,后来也出现了一些 3 倍的 Android 屏。
- window.screen (屏幕尺寸相关的信息)
- window.screen.width, window.screen.height 设备的屏幕尺寸。
- window.screen.availWidth, window.screen.availHeight 设备屏幕的可渲染区域尺寸,一些 Android 机器会把屏幕的一部分预留做固定按钮,所以有这两个属性,实际上一般浏览器不会实现的这么细致。
- window.screen.colorDepth, window.screen.pixelDepth 这两个属性是固定值 24,应该是为了以后预留。
虽然 window 有这么多相关信息,在我看来,我们主要使用的是 innerHeight、innerWidth 和 devicePixelRatio 三个属性,因为我们前端开发工作只需要跟视口打交道,其它信息大概了解即可。
元素的布局信息
最后我们来到了本节课一开始提到的问题,我们是否能够取到一个元素的宽(width)和高(height)呢?实际上,我们首先应该从脑中消除“元素有宽高”这样的概念,我们课程中已经多次提到了,有些元素可能产生多个盒,事实上,只有盒有宽和高,元素是没有的。
所以我们获取宽高的对象应该是“盒”,于是 CSSOM View 为 Element 类添加了两个方法:
- getClientRects();
- getBoundingClientRect()。
getClientRects 会返回一个列表,里面包含元素对应的每一个盒所占据的客户端矩形区域,这里每一个矩形区域可以用 x, y, width, height 来获取它的位置和尺寸。
getBoundingClientRect ,这个 API 的设计更接近我们脑海中的元素盒的概念,它返回元素对应的所有盒的包裹的矩形区域,需要注意,这个 API 获取的区域会包括当 overflow 为 visible 时的子元素区域。
根据实际的精确度需要,我们可以选择何时使用这两个 API。
这两个 API 获取的矩形区域都是相对于视口的坐标,这意味着,这些区域都是受滚动影响的。
如果我们要获取相对坐标,或者包含滚动区域的坐标,需要一点小技巧:
var offsetX = document.documentElement.getBoundingClientRect().x - element.getBoundingClientRect().x;
如这段代码所示,我们只需要获取文档跟节点的位置,再相减即可得到它们的坐标。
这两个 API 的兼容性非常好,定义又非常清晰,建议你如果是用 JavaScript 实现视觉效果时,尽量使用这两个 API。
结语
今天我们一起学习了 CSSOM 这一类型的 API。我们首先就说到了,就像 HTML 和 CSS 分别承担了语义和表现的分工,DOM 和 CSSOM 也有语义和表现的分工。
CSSOM 是 CSS 的对象模型,在 W3C 标准中,它包含两个部分:描述样式表和规则等 CSS 的模型部分(CSSOM),和跟元素视图相关的 View 部分(CSSOMView)