深入理解 flex 布局以及计算_Flexbox, Layout 教程

阅读 917,3月23日 发布,来源:www.w3cplus.com

起因

对于Flex布局,阅读了 大漠老师和其他老师写的文章后,我还是不太理解Flexbox是如何弹性的计算子级项目的大小以及一些其他细节。在大漠老师的帮助下,我去查阅Flexbox 的 W3C 规范文档。

注:本篇博文不适合未接触过Flex 布局的人, 如果想了解flex 布局基础。请参考理解Flexbox:你需要知道的一切

对于flex盒模型的设计期望

flex盒模型是被期望设计成:

  • 在任何流动的方向上(包括上下左右)都能进行良好的布局
  • 可以以逆序 或者 以任意顺序排列布局
  • 可以线性的沿着主轴一字排开 或者 沿着侧轴换行排列
  • 可以弹性的在任意的容器中伸缩大小(今天重点研究的主题)
  • 可以使子元素们在容器主轴方向上 或者 在容器侧轴方向上 进行对齐
  • 可以动态的 沿着主轴方向 伸缩子级的尺寸,与此同时保证父级侧轴方向上的尺寸

主轴和侧轴

很有必要先向大家解释清楚 3个问题

  • 什么是主轴
  • 什么是侧轴
  • 他们是如何切换的

首先每一根轴都包括 三个东西:维度、方向、尺寸

什么意思呢?

  • 所谓的维度实际上就是意思就是子元素 横着排还是竖着排(x 轴 或 y 轴)
  • 方向 即排列子元素的顺序 顺序还是逆序
  • 尺寸 即width[height] : 每一个子元素在主轴方向所占的位置的总和 如果主轴是水平的,那么尺寸就是父元素内所有itemouterWidth总和,如果主轴是垂直的,那么尺寸就是父元素的outerHeight

主轴是依靠 flex-direction 和 所有子元素在主轴方向上的item-size的总和确定的,flex-direction这个属性可以控制子元素的排列方向和排列顺序。

侧轴是依靠 flex-wrap 和 所有子元素在主轴方向上的item-size的总和确定的,flex-wrap 可以控制子元素 在侧轴方向上的排列方式以及顺序。

而关于不同种类不同情况下的 item-size 我们会在下面讨论,现在您可以简单将它理解为width[height]。

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盗规范中的一张图

为了方便 flex-direction + flex-wrap 合并成了一个属性 flex-flow

通过这个简单而复杂的属性,我们就能够控制所有子元素的水平和垂直方向,逆序排列和顺序,换行和不换行。

主侧轴的切换十分简单,当主轴设定的时候,它的垂直面,就默认被设定成了侧轴。如:

flex-flow: row-reverse wrap-reverse;

这条CSS属性能够告诉我们那些信息?

  • 子元素是横着排列的,主轴是水平的横轴,侧轴是竖直的纵轴
  • 子元素是逆序并沿着主轴排列的,从右到左
  • 子元素是换行的
  • 子元素是逆序并沿着侧轴排列的,从下到上

FFC (flex formatting context)

Flexbox 布局新定义了格式化上下文,类似 BFC(block formatting context)。有多类似呢? 就是除了布局和一些细节不同以外的一切规则都和 BFC 是相同的

注意 : 我所指的Flexbox 是指设置了 display: flex;display: inline-flex;的盒子。不是指单单设置了 display: flex; 的盒子。

例如,设置了 display: flex;display: inline-flex的元素,和BFC一样,不会被浮动的元素遮盖,不会垂直外边距坍塌等等。

而对于设置了 display: inline-flex 的盒子来说,我们可以类比 display: inline-box;行理解。即 一个被行列化后的 Flexbox。它不会独占一行,但是可以设置宽和高。

与BFC的细微区别

但需要注意的是以下几点细节,Flexbox 布局 和 Block 布局是有细微区别的

  • Flexbox 不支持 ::first-line::first-letter 这两种伪元素
  • vertical-align 对 Flexbox 中的子元素 是没有效果的
  • floatclear 属性对 Flexbox 中的子元素是没有效果的,也不会使子元素脱离文档流(但是对Flexbox 是有效果的!)
  • 多栏布局(column-*) 在 Flexbox 中也是失效的,就是说我们不能使用多栏布局在Flexbox 排列其下的子元素(鱼和熊掌不可得兼嘛)
  • Flexbox 下的子元素不会继承父级容器的宽

flex item(flex 子元素)

CSS解析器会把 定义了 display: flex;display: inline-flex; 的 Flexbox 下的子元素外部装进一个看不见的盒子里,我们通过排列这些盒子来达到排序、布局、 伸缩的目的。

规范中把这种盒子 称为 flex item,而子元素中包括了 标签节点 以及 文本节点。标签节点很容易理解,需要注意的是文本节点。

默认情况下,flex 会将 连续的文本节点 装进 flex-item 之中,使文本可以和标签节点一起排序和定位。

值得注意的是,空格也是文本节点,所以 white-space 会影响Flexbox 中的布局:

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设置了white-space: pre 的Flexbox

flex-item-size 如何计算的

item-size(尺寸)为主轴方向上itemcontent 再加上自身的marginborderpadding 就是这个 item 的尺寸。

在规范中 介绍了 flex-item content 的计算方式

分为以下这几种情况

1. flex-basis 的优先级比 width[height]: 非auto; 高

如果子元素没有内容和默认固定宽高,且设置了flex-basisflex-item contentflex-basis来决定,无论width[height] 设置了多少。

(可理解为 flex-basiswidth[height]: 非auto;的优先级高)

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flex-basis的优先级比width[height]高,无论width[height]设置多少,flex-item content都以flex-basis来决定

2.元素存在默认宽高

如果子元素有默认固定宽高(例如input 标签)、并且设置了 flex-basis,那么它的 content以 固定宽高为下限,如果flex-basis 超过了固定宽高,那么flex-basis则成为其 content,如果flex-basis比固定宽高小,那么以固定宽高为 content

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对于固定元素的尺寸设定

3.元素存在 min-width[height] 或者 max-width[height]

如果flex-itemmin-width[min-height] 的限制,那么flex-item content按照 min-width 值为下限,如果 flex-basis 的值大于 min-width[min-height] 那么flex-item contentflex-basis 计算。

如果flex-basis 的值小于 min-width[min-height] 那么flex-item contentmin-width[min-height] 计算:

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如果 min-width[min-height] 的值已经超出了容器的尺寸,那么即使设置了 flex-shrink。 CSS解析器也不会进行将这个item的 content shrink,而是坚持保留它的min-width[min-height]

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如果Flexbox 设置的min-width 超出了flex container 的范围, 不会对其进行压缩

反之,如果设置了 max-width[height] 的值,那么设置flex-basis 无法超过这个值,对于flex-grow 也仅仅只会增长到 max-width[height] 这个上限。

在下面的章节,我们会仔细讨论这种情况下,布局的计算。

4.width[height]: auto; 优先级等于 flex-basis。

前面提到,如果给item同时设置了width[height]flex-basis的话。flex-item content以flex-basis来决定。但是实际上默认的 width[height]: auto; 优先级是等于 flex-basis的。

CSS解析器对比两者的值,两者谁大取谁 作为item的基本尺寸,如果一个item没有内容,flex-item content就会以flex-basis来决定。

但是如果item有了内容,且内容撑开的尺寸比flex-basis大,那么flex-item content就会以width[height]: auto; 来决定,且无法被 shrink。反之,如果比flex-basis小,flex-item content就会以flex-basis来决定:

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width: auto; 内容长度比 flex-basis 大,则 flex-item content以内容长度来决定,且无法shrink

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如果 flex-basis 的长度大于文字内容长度,那么flex-item content以 flex-basis 来决定

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同时设置了flex-basis: 800px;width: 1px; flex-item content以 flex-basis 来决定,可以发生shrink

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注意2号盒子我设置了 flex-shrink: 1; 1号盒子和3号盒子我设置了 flex-shrink: 0; 意思就是我将所有的需要shrink的空间都压到了2号盒子上,总共的需要 shrink的空间为 0 * 600 + 1 * 20 + 0 * 100 = -20;而2号盒子只有20的空间,理应被完全shrink变为0,但是值得注意的是2号盒子并没有被完全 shrink,还保留了一个文字的距离。

除此之外,overflow: hidden; 也会影响

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overflow: hidden; 把文字长度限制在了600px; 小于 flex-basis: 700px;所以flex-item content以flex-basis来决定,可以 shrink

隐藏属性对 items-size 的影响

我针对了 display: none; visibility: hidden; visibility: collapse; transform: scale; 等属性对 items 进行测试。

结果如下:

  • 如果设置了 visibility: hidden; | visibility: collapse; | transform: scale;的flex-item content 依然被算进主轴尺寸,CSS 解析器依然会以他们 flex-grow | flex-shrink 将可用空间 或者 负可用空间 分配给他们
  • 如果设置了display: none; CSS解析器不会对该item的空间进行计算,也不会对其grow空间

关于position: absolute 对item影响

position: absolute 也是适用 Flexbox 中的子元素的,并且,设置了position: absolute属性的子元素,也会受到 Flexbox 排列的影响。

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设置了absolute 的子元素重叠在了一起,但是依然会受到 align-items: center; 的影响而居中。对于 Flexbox 来说,设置了position: absolute;并不会对其下的子元素产生任何影响。

我们重点看 Flexbox 下的子元素设置了absolute 后有什么结果。

根据我做的实验,我得到了如下的结论:

flexbox 下设置了absolute的子元素的位置受3个方面的影响:

  • flexbox 流下面的 justify-contentalign-items
  • 单个子元素的 topleftrightbottom
  • 单个子元素的 margin

这里我们不讨论 translate 因为 translate 只是视觉上位置的改变:

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设置了absolute 的item 不会影响布局,如图,其中1 2 3 4 5 号是设置了absolute的item,而 6 7 8 9号是没有设置absolute的item Flexbox 我设置了 justify-content: center;align-items: center; 每一个item我都给了 margin: 20px;

  • 我们可以看到,由于absolute 的原因, 12345号的item 不会影响 6789号的排布。结论:脱离了文档流的 item 不会影响 正常的flex 布局
  • 如图上 4号 item, 设置了absolute 但是没有设置 top / left 这些值,位置居中偏下。结论:如果对子元素设置了 position: absolute; 属性而没有设置 top left 这些值。子元素受 Flexbox 的justify-content: centeralign-items: centermargin 的影响
  • 如图上1235 号item, 我给他们分别设置 topleftrightbottom 等值。5号元素设置了margin-left: 50px;padding-bottom: -999999px;结论:topleftrightbottom 等值会覆盖 justify-content: center;align-items: center; 设置的位置,使item 自由定位。margin自始至终都会影响item的位置,而padding不会(我试过padding500px 的情况,padding 会影响item的大小)
  • 如果对上图 12345号item 不设置 topleftrightbottom 等值。对父级的 justify-contentalign-items 设置center以外的其他值的话:如果设置了 flex-start 所有元素不分开,定位在 主轴起点;如果设置了 flex-start 所有元素不分开,定位在 主轴终点;如果设置justify-content: space-around;效果等同于center,即所有的元素叠在一起居中,且items不会产生间隔;如果设置了 justify-content: space-between; 效果等同于 flex-start, 且items不会分开;如果设置了 align-items: flex-start; 所有元素不分开,定位在 侧轴起点;如果设置了 align-items: flex-end; 所有元素不分开,定位在 侧轴终点;如果设置了 align-items: stretch | baseline;也是没有任何效果, items 不会跟随侧轴拉伸 或是 根据baseline 对齐
  • 如果对单个item 设置 align-self,除了 flex-start | flex-end | center 有效之外,其他都失效

通过上面一系列的测试我们可以清楚的认识到 justify-contentalign-itemstopleftrightbottom 都是位置属性,而且 topleftrightbottom 会覆盖justify-contentalign-items的值。(以上前提是一定要设置position: absolute 不然 topleftrightbottom 无效)。

margin 的优先级是和 topleftrightbottom 一样的,也就是说 margintopleftrightbottom所设置的值会同时生效。

优先级排序为: margin = justify-content | align-items > top、left、right、bottom

flex-basis、flex-grow、flex-shrink 以及相应的计算

flex-basisflex-growflex-shrink是FFC下特有的属性,只有父级元素设置了 display: flex | inline-flex; 才会生效,并且只针对主轴方向生效。

如果 主轴是水平的,即 flex-direction: row; 那么 flex-basisflex-growflex-shrink 控制的就是单个item的宽度。

如果 主轴是垂直的,即 flex-direction: column; 那么 flex-basisflex-growflex-shrink 控制的就是单个item的高度。而flex-growflex-shrink 是用于 主轴方向上对 (负)可用空间 进行伸缩的。

这要分两种情况,换行或者不换行。

1.如果 flex-wrap: nowrap; 即不换行。

那么所有items 都会在主轴方向上的一条线上排列,CSS解析器会计算 items 在主轴方向上所占的空间 相对于 Flexbox 在主轴方向的所占的空间进行比较计算。

如果 items 所占的空间是小于Flexbox的 那么说明Flexbox 还没有填满,CSS解析器就会计算还有多少空间没有填满,根据每一个item所设置的flex-grow 设置的值,将这些空间分配按比例分配给每一个item。

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可用空间

如果 items 所占的空间是大于Flexbox的 那么说明Flexbox 被填满了,CSS解析器就会计算超出了多少空间,根据每一个item所设置的flex-shrink设置的值,将这些空间分配按比例缩小每一个item

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超出的空间

那么CSS解析器在这种情况下是怎样计算的呢?上一章我们劳神费力理解的item-size终于派上用场了。flex-grow计算流程是:

可用空间 = 将flexbox-content - 每个item-size的总和

将每一个item所设置的 grow 全部加起来,将可用空间除以grow,得到单位分配空间。

根据每一个item 设置的 grow 来算,如果一个item 的grow 为 2,那么 这个 item 在主轴上的尺寸就需要延伸 2*单位分配空间的大小。

那么 每一个 item 就需要在原基础上 加上被分配的大小 就完成了grow:

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分配前

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分配后

简单理解就是,将超出的部分,可能多,也可能少,根据 grow 来分配成 x 份,在根据每个 item 所设置的份数,将相差的部分分割给每一个item。

注意:flex-shrink 的计算流程和flex-grow的计算流程不同

flex-shrink计算流程是:先将所有项目 按照 flex-shrink * item-size 的方式加起来 得到一个加权和,然后计算出 每一份 item 的 shrink比例:

shrink比例 = flex-shrink * item-size / 之前的总和;

然后计算 子元素超出父级的部分(负可用空间),每一个item 减去这个 shrink比例 * 负可用空间即可

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shrink前

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shrink后

2. 如果flex-wrap: wrap[wrap-reverse]; 即换行

那么items 都会先在主轴方向上的多条线上排列,CSS解析器先会计算 每一条线 在主轴方向上尺寸 相对于 Flexbox 容器的width[height]进行比较计算,每条线之间互不干扰:

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未分配之前

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平均分配后

由于在一行内 如果item-size 累加超过了Flexbox 的尺寸就会另起一行进行排列,所以在这种情况下,不会存在 shrink 的情况,而只有 grow 的情况。

max-width[height] 情况下 flex-grow 的计算流程

由于可能存在某一个或多个item 设置了有max-width[height]。所以,CSS引擎会先进行一次分配,分配后,统计那些有max-width[height]的items, 分配后是否有超出的剩余空间,然后对这些剩余空间再分配给那些没有设置max-width[height]的item

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再分配流程

min-width[height] 情况下 flex-shrink 的计算流程

由于可能存在某一个或多个item 设置了有min-width[height]。所以,CSS引擎会先进行一次 shrink, shrink后,统计那些有min-width[height]的items, shrink后是否有的剩余的未 shrink空间,然后对这些剩余空间再分配给那些没有设置min-width[height]的item。

注意:第一次 shrink的算法和第二次分配未 shrink剩余空间的算法不同!

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总结

Flexbox 布局很棒。免去了我们大量关于适配方面的工作,但是深入理解,并用好它还是需要一点门槛的。 再次感谢 @大漠老师 的鼎力帮助,谢谢。

感谢

Owen

大三码农,对新技术有着强烈的热爱,喜欢 W3cplus 这样前沿的前端研究平台,希望在这里能够学到更多有意思的东西, Long May The Sunshine~。

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