CSSOM中定义的那些尺寸

前言

CSSOM全称CSS对象模型,涉及两部分内容,第一部分和操作样式表相关,第二部分和元素尺寸相关,本文介绍第二部分内容。

Window接口的扩展

  • innerWidth
  • innerHeight
  • outerWidth
  • outerHeight
  • pageXOffset
  • pageYOffset
  • scrollX
  • scrollY

Element接口的扩展

  • clientTop
  • clientLeft
  • clientWidth
  • clientHeight
  • scrollTop
  • scrollLeft
  • scrollWidth
  • scrollHeight
  • getBoundingClientRect()

HTMLElement接口的扩展

  • offsetTop
  • offsetLeft
  • offsetWidth
  • offsetHeight
  • offsetParent

测试环境

  • os:mac10.10
  • 浏览器版本
    • chrome:38.0.2125.122
    • safari:8.0
    • Firefox:32.0.2

已有文献

一些概念

盒模型

正确理解盒模型对掌握CSSOM中各个属性有帮助,看似简单,很长一段时间我对这张图的理解却并不完全正确。


盒模型

注意观察每一条边的范围,举个例子:
夹在Left margin edge和Left padding edge之间的是什么?

Viewport

用户代理UA,可以理解为浏览器,提供给用户的窗口或者是屏幕上的可视区域,用户可以通过它查看文档。

我自己的理解:viewport是用户可以看到的浏览器用于展示内容的区域,该区域会随着浏览器resize而改变大小, 一旦浏览器窗口大小固定,该值就不会变化,除非引起浏览器窗口大小的变化。这篇文章讲了如何动态调整浏览器窗口的大小

与viewport相关联的两类属性:

window.innerWidth/Height
window.pageXOffset/window.pageYOffset
document.documentElement.clientWidth/clientHeight
document.documentElement.offsetLeft/document.documentElement.offsetTop

不清楚w3c基于何种原因考虑,非要搞两套几乎接近的API,这里有PPK的抱怨

下面的资料也值得看看:
坑爹的viewport
Get the browser viewport dimensions with JavaScript

包含块

拥有class=a的元素的宽度是多少?100%是相对于谁?元素自己吗?

.a{
width:100%;
}

元素位置和大小的计算是相对于一个特定的长方形,这个长方形叫做包含块,w3c对包含块的定义如下:

  • 根元素所在的包含快叫初始化包含块,对于continuous media它拥有viewport的尺寸和坐标,对于paged media就是页面区,关于continuous media[连续媒体]和paged media[分页媒体],官方文献在这里,直白的讲,continuous和paged media是两种媒体组,什么意思呢?对于我们每天接触到得信息种类,早有人替我们进行归类了,例如:投影机代表的媒体类型就是投影,归入分页媒体组,而平常使用的电脑屏幕 ,是归于连续媒体组。

  • 对于其他元素,如果元素的position属性的值是relative或者static,包含快就是最近的块级祖先容器的内容区域

  • 如果元素的position属性值是fixed,对于continuous media就是viewport,对于paged media就是页面区域。

  • 如果元素的position属性值是absolute,包含块是最近的postion属性值为absolute,relative,fixed的祖先元素,

    • 如果祖先是inline元素,包含块是围绕第一个和最后一个inline box产生的padding box的区域
    • 否则,包含块是祖先元素的padding edge
    • 如果没有这样的祖先元素,包含快是初始化包含快

另外补充一个问题:元素的包含快和元素的offsetParent属性之间是什么关系呢?

Specified, computed, and actual values

CSS2.1 规范,一旦浏览器解析了一个文档并且创建了文档树,浏览器必须为文档树中的每一个元素指定其每一个 CSS属性,属性值最终确定需要经过四个步骤:

  1. 用户给属性指定的值-specified value

    • 如果样式层叠的结果是一个值,使用该值
    • 否则,如果属性可被继承,并且元素不是根元素,则使用父元素的computed value
    • 其他情况使用属性的初始化值,每个属性的初始化值在属性定义中已经明确给出,例如width的初始化值是auto
  2. 解析为可以用于继承的值-computed value
    样式层叠阶段,specified value被解析为computed value,例如:uri被转化为绝对地址,em,ex单位被转化为px像素,属性的计算过程不需要浏览器去渲染文档; 属性值为inherit computed value的计算参考inheritance; 当属性还没有被应用到元素上的时,属性的computed value是可以获取到的.

  3. 如果必要,将2中的值转化为绝对计量单位-used value
    computed value的处理应该尽可能不用格式化文档,然而有一些值,只能在文档渲染后才能得到,例如:如果元素的宽度被设置为百分比的形式,那该元素的宽度直到其包含块的宽度确定后才可以确定,used value就是将还没有解析的有依赖的属性的computed value解析为绝对单位的值。

  4. 依照宿主环境的限制确定最终的值-actual value
    used value只是按照原则计算得到的用于渲染的值,有些值可能并不会被浏览器真正拿去渲染页面,例如给border设置一个小数值,浏览器并不会讲小数值应用到元素的border属性上。

这里补充一下js中获取元素css属性的方式:

  1. 获取元素内联样式,这种方式下,只能获取元素通过内联方式设置的样式,对于style方式定义的内嵌样式,以及外部样式文件定义的样式是无法获取的。

elem.style.width='120px';
elemWidth = elem.style.width;

  1. 获取内嵌样式

document.styleSheets[0].cssRules[0].style.marginLeft
document.styleSheets[0].insertRule("body{margin-left:20px}")

  1. 有没有一种方式可以获取通过任意方式定义的样式呢?
  • w3c标准,

window.getComputedStyle

  • IE方式

elem.currentStyle

获取元素最终的样式属性是一件蛮复杂的事情,它涉及到很多细节上的处理,比如段落P设置字体font-size:100%,如果得到P字体的绝对大小呢?

这里有另外一个问题,那就是通过getComputedStyle接口获取的值,属于我们介绍的那这种值呢?是computed value,used value,还是actual value呢?

推荐看看jQuery中这几个函数

  • jQuery.style
  • jQuery.css
  • getStyles
  • curCSS

值得看看的文章:

window的扩展接口

首先这六个属性是只读的,你无法对其进行赋值

innerWidth/innerHeight

W3C对innerWidth/innerHeight的定义是:

window.innerWidth = viewport Width + scrollbar's Width

看看jquery中如何获取window的宽度高度呢?

$(window).width()
$(window).height()

具体如何实现的呢?

if ( jQuery.isWindow( elem ) ) {
return elem.document.documentElement[ "client" + name ];
}

jquery使用clientWidth而不是用window.innerWidth,这个和兼容性有关,window.innerWidth不被IE8支持,而clientWidth有着更好的兼容性

outerWidth/outerHeight

outerWidth/outerHeight返回用户看到的整个浏览器的宽和高,对开发者来说没什么用

pageXOffset(scrollX)/pageYOffset(scrollY)

页面滚动的水平/垂直距离,w3c的定义:
pageXOffset返回scrollX属性的值,scrollX属性返回相对于初始化包含块起点的viewport的X坐标

兼容性:pageXOffset/pageYOffset不兼容IE8等低版本浏览器,jquery中使用document.documentElement['scrollLeft/scrollTop']兼容:

scrollLeft/scrollTop

Element接口的扩展

clientWidth/clientHeight

w3c对clientWidth的定义:

  1. 如果元素没有布局盒子,或者盒子是inline方式,返回0;
  2. 如果元素是根元素,并且不在怪异模式下,或者元素是body元素,并且出于怪异模式,返回viewport width,不应不包括scrollbar的宽度;
  3. 返回padding edge width - scrollbar,忽略应用到祖先元素上的变形

clientLeft/clientTop

  1. 如果元素没有关联的css layout,或者元素是inline box,返回0;
  2. 返回对应border属性的宽度加上位于padding edge和border edge之间的滚动条宽度,忽略任何应用在该元素及其祖先元素上的变形。

这里有个小知识点,滚动条出现的位置是:padding edge和border edge之间,滚动条占据的宽度最终

scrollLeft/scrollTop

w3c算法:

  • 如果是根元素,并且文档处于怪异模式,返回0终止算法;
  • 如果元素是根元素返回scrollX
  • 如果是body元素,文档处于怪异模式,元素没有scrolling box,返回scrollX
  • 如果元素没有布局盒子,返回0终止算法
  • 返回元素滚动区域的x坐标,对齐点(相对于)是元素的左padding edge。

scrollWidth/scrollHeight

w3c算法:scrollWidth

  • 让viewport的宽度等于viewport的宽度,不包含滚动条的宽度,如果没有viewport,则为0
  • 如果元素是根元素,并且文档没有处于怪异模式,返回max(viewport滚动区域的宽度,viewport的宽度)
  • 如果元素是body元素,文档处于怪异模式,并且元素没有与之关联的滚动盒子,返回max(viewport滚动区域的宽度,viewport的宽度)
  • 如果元素没有关联的布局盒子,返回0终止。
  • 返回元素滚动区域的宽度

滚动盒子:
元素和视口(viewport)有一个关联的滚动盒子,如果元素有滚动机制,或者元素溢出其内容区域,overflow-x 或者 overflow-y 属性hidden。:CSSBOX

元素的滚动区域(scrolling area ):
滚动区域涉及到溢出方向,对于滚动盒子,最多有两个溢出方向,下面以右溢出和下溢出的情况给出元素滚动区域的包含的范围。

对于viewport

  • 上边界:初始化包含块的top edge
  • 右边界:初始化包含块的right edge,viewport中所有后代元素的right margin edge,二者取最右。
  • 下边界:初始化包含块的bottom edge,viewport中所有后代元素的bottom margin edge,二者取最下。
  • 左边界:初始化包含块的left edge

对于element

  • 上边界:元素的top padding edge
  • 右边界:元素的right padding edge,元素的所有后代元素的right margin edge,不包括那些将元素作为其包含快的盒子,二者取最右。
  • 下边界:元素的bottom padding edge,元素的所有后代元素的bottom margin edge,不包括那些将元素作为其包含快的盒子,二者取最下。
  • 左边界:元素的left padding edge

getBoundingClientRect()

返回元素相对于viewport的left、right、top、bottom值。注意这里right和bottom于元素定位内容中的区别。
viewport 又是什么呢?viewport是页面的可视区域,结合前面介绍的innerWidth/innerHeight是不是就比较容易在脑海中形成viewport的位置图像了呢!
就是下面这个图,另外这篇文章推荐读读

图片来自http://levi.cg.am/archives/3099

Element.getBoundingClientRect()返回值中width/height值指的是什么?
测试发现chrome,Firefox,safari返回的是元素border edge区域的宽度和高度,left,top值返回的是元素border edge至viewport的距离

接下来解决一个问题:getBoundingClientRect()返回的是元素相对于viewport的坐标,如何获得元素相对于文档的坐标?

ppk曾经抱怨过getBoundingClientRect这个接口没什么用,John Resig发文说使用getBoundingClientRect是现有兼容性最好的用于获取元素相对于文档的坐标的方式。

jquery中offset的定义,主要看函数的返回值:

offset

是否想过为什么是这样?加页面的垂直滚动偏移win.pageYOffset好理解,为什么减去html元素的clientTop?

html元素的clientTop是什么?就是html元素的top border width。

回想一下offsetLeft如何定义的 ->(元素left border edge的x坐标减去元素offsetParent的left padding edge),而且jQuery官方API文档也说了,offset返回的是元素相对于文档的偏移。

HTMLElement接口扩展

offsetWidth/offsetHeight

w3c算法:offsetWidth

  • 如果元素没有形成布局盒子,返回0,终止算法。
  • 返回元素border edge的宽度。

offsetLeft/offsetTop

w3c算法:offsetLeft

  • 如果是body元素,或者没有与之关联的css layout box存在,返回0,终止算法;

  • 如果元素的offsetParent为null,返回元素left border edge相对于初始化包含块的x轴坐标

  • 否则,返回元素left border edge的x坐标减去元素offsetParent的left padding edge的x坐标

offsetParent

w3c定义:

如果下面几条任一条为true,终止,并且返回null

  • 元素没有关联的CSS layout box
  • 元素是根元素
  • 元素是body元素
  • 元素position的computed value是fixed

至少下面有一个条件为真,找到则终止算法

  • 祖先元素的position属性的computed value不是static
  • 祖先元素是body
  • 元素的position属性值的computed value是static,并且元素的祖先元素是td,th,table元素
  • 返回 null

好奇Jquery中元素的offsetParent方法与W3C关于offsetParent的定义存在较大出入,不晓得jquery是基于什么原因考虑的,测试文件在这个位置

好了,就说到这里了, 关于这篇文章涉及到得测试文件我在github上建了一个项目,地址在这里,可用的测试用例还比较少,欢迎大家fork补充,谢谢!

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