使用新的 CSS 类型化对象模型

Eric Bidelman
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要点

CSS 现在具有一个正确的基于对象的 API，用于处理 JavaScript 中的值。

el.attributeStyleMap.set('padding', CSS.px(42));
const padding = el.attributeStyleMap.get('padding');
console.log(padding.value, padding.unit); // 42, 'px'

串联字符串和细微 bug 的时代已经结束！

简介

旧 CSSOM

多年来，CSS 已拥有对象模型 (CSSOM)。事实上，每当您在 JavaScript 中读取/设置 .style 时，都是在使用它：

// Element styles.
el.style.opacity = 0.3;
typeof el.style.opacity === 'string' // Ugh. A string!?

// Stylesheet rules.
document.styleSheets[0].cssRules[0].style.opacity = 0.3;

新建 CSS 类型 OM

全新 CSS 类型化对象模型 (Typed OM) 是 Houdini 的一项成果，通过为 CSS 值添加类型、方法和适当的对象模型来扩展此世界视图。值不是字符串，而是作为 JavaScript 对象公开，以便于对 CSS 进行高效（且合理的）操作。

您将通过针对元素的新 .attributeStyleMap 属性和针对样式表规则的 .styleMap 属性（而不是使用 element.style）访问样式。两者都会返回一个 StylePropertyMap 对象。

// Element styles.
el.attributeStyleMap.set('opacity', 0.3);
typeof el.attributeStyleMap.get('opacity').value === 'number' // Yay, a number!

// Stylesheet rules.
const stylesheet = document.styleSheets[0];
stylesheet.cssRules[0].styleMap.set('background', 'blue');

由于 StylePropertyMap 是类似于映射的对象，因此它们支持所有常见怀疑对象（get/set/keys/values/entries），因此可以灵活地使用：

// All 3 of these are equivalent:
el.attributeStyleMap.set('opacity', 0.3);
el.attributeStyleMap.set('opacity', '0.3');
el.attributeStyleMap.set('opacity', CSS.number(0.3)); // see next section
// el.attributeStyleMap.get('opacity').value === 0.3

// StylePropertyMaps are iterable.
for (const [prop, val] of el.attributeStyleMap) {
  console.log(prop, val.value);
}
// → opacity, 0.3

el.attributeStyleMap.has('opacity') // true

el.attributeStyleMap.delete('opacity') // remove opacity.

el.attributeStyleMap.clear(); // remove all styles.

请注意，在第二个示例中，opacity 设置为字符串 ('0.3')，但是当稍后读取该属性时，系统会返回数字。

优势

那么 CSS Typed OM 想要解决什么问题呢？查看上面的示例（以及本文的其余部分），您可能会认为 CSS 类型化 OM 比旧的对象模型详细得多。我同意！

在核销 Typed OM 之前，请考虑它带来的一些关键功能：

  • 错误更少。例如，数值始终以数字而非字符串形式返回。

    el.style.opacity += 0.1;
el.style.opacity === '0.30.1' // dragons!

  • 算术运算和单位转换。在绝对长度单位（例如 px -> cm）之间进行转换并进行基本数学运算。

  • 值限制和舍入。类型化 OM 舍入和/或限制值，使其处于媒体资源的可接受范围内。

  • 更出色的性能。浏览器在序列化和反序列化字符串值方面可以减少工作。现在，引擎会对 JS 和 C++ 中的 CSS 值采用相似的理解。Tab Akins 展示了一些早期性能基准，与使用旧的 CSSOM 和字符串相比，类型化 OM 的每秒操作速度提高了约 30%。对于使用 requestionAnimationFrame() 的快速 CSS 动画，这一点非常重要。crbug.com/808933 用于跟踪 Blink 中的其他性能工作。

  • 错误处理。新的解析方法为 CSS 带来了错误处理功能。

  • “我应该使用驼峰式大小写的 CSS 名称或字符串吗？”不必再费心猜测名称是采用驼峰式大小写形式，还是采用字符串形式（例如 el.style.backgroundColor 与 el.style['background-color']）。类型化 OM 中的 CSS 属性名称始终是字符串，与您在 CSS 中实际编写的内容一致 :)

浏览器支持和功能检测

类型化 OM 已在 Chrome 66 中推出，并且正在 Firefox 中实现。Edge 已显示支持迹象，但尚未将其添加到其平台信息中心。

对于特征检测，您可以检查是否定义了某个 CSS.* 数字工厂：

if (window.CSS && CSS.number) {
  // Supports CSS Typed OM.
}

API 基础知识

访问样式

值与 CSS 类型 OM 中的单位是分开的。获取样式会返回包含 value 和 unit 的 CSSUnitValue：

el.attributeStyleMap.set('margin-top', CSS.px(10));
// el.attributeStyleMap.set('margin-top', '10px'); // string arg also works.
el.attributeStyleMap.get('margin-top').value  // 10
el.attributeStyleMap.get('margin-top').unit // 'px'

// Use CSSKeyWorldValue for plain text values:
el.attributeStyleMap.set('display', new CSSKeywordValue('initial'));
el.attributeStyleMap.get('display').value // 'initial'
el.attributeStyleMap.get('display').unit // undefined

计算出的样式

计算后的样式已从 window 上的 API 移至 HTMLElement (computedStyleMap()) 上的新方法：

旧版 CSSOM

el.style.opacity = 0.5;
window.getComputedStyle(el).opacity === "0.5" // Ugh, more strings!

新建类型化 OM

el.attributeStyleMap.set('opacity', 0.5);
el.computedStyleMap().get('opacity').value // 0.5

值限制 / 舍入

新对象模型的一个很棒的功能是自动限制和/或舍入计算的样式值。例如，假设您尝试将 opacity 设置为超出可接受范围 [0, 1] 的值。类型化 OM 会在计算样式时将值限定为 1：

el.attributeStyleMap.set('opacity', 3);
el.attributeStyleMap.get('opacity').value === 3  // val not clamped.
el.computedStyleMap().get('opacity').value === 1 // computed style clamps value.

同样，将 z-index:15.4 舍入为 15，使值保持整数。

el.attributeStyleMap.set('z-index', CSS.number(15.4));
el.attributeStyleMap.get('z-index').value  === 15.4 // val not rounded.
el.computedStyleMap().get('z-index').value === 15   // computed style is rounded.

CSS 数值

数字由类型化 OM 中两种类型的 CSSNumericValue 对象表示：

  1. CSSUnitValue - 包含单一单位类型的值（例如 "42px"）。
  2. CSSMathValue - 包含多个值/单位的值，如数学表达式（例如 "calc(56em + 10%)"）。

单位值

简单数值 ("50%") 由 CSSUnitValue 对象表示。虽然您可以直接创建这些对象 (new CSSUnitValue(10, 'px'))，但在大多数情况下，您将使用 CSS.* 工厂方法：

const {value, unit} = CSS.number('10');
// value === 10, unit === 'number'

const {value, unit} = CSS.px(42);
// value === 42, unit === 'px'

const {value, unit} = CSS.vw('100');
// value === 100, unit === 'vw'

const {value, unit} = CSS.percent('10');
// value === 10, unit === 'percent'

const {value, unit} = CSS.deg(45);
// value === 45, unit === 'deg'

const {value, unit} = CSS.ms(300);
// value === 300, unit === 'ms'

请参阅 CSS.* 方法完整列表的规范。

数学值

CSSMathValue 对象表示数学表达式，通常包含多个值/单位。常见的示例是创建 CSS calc() 表达式，但也有一些适用于所有 CSS 函数的方法：calc()、min()、max()。

new CSSMathSum(CSS.vw(100), CSS.px(-10)).toString(); // "calc(100vw + -10px)"

new CSSMathNegate(CSS.px(42)).toString() // "calc(-42px)"

new CSSMathInvert(CSS.s(10)).toString() // "calc(1 / 10s)"

new CSSMathProduct(CSS.deg(90), CSS.number(Math.PI/180)).toString();
// "calc(90deg * 0.0174533)"

new CSSMathMin(CSS.percent(80), CSS.px(12)).toString(); // "min(80%, 12px)"

new CSSMathMax(CSS.percent(80), CSS.px(12)).toString(); // "max(80%, 12px)"

嵌套表达式

使用数学函数创建更复杂的值有点令人困惑。下面是一些入门示例。我添加了额外的缩进 使其更易于阅读

calc(1px - 2 * 3em) 将构建为：

new CSSMathSum(
  CSS.px(1),
  new CSSMathNegate(
    new CSSMathProduct(2, CSS.em(3))
  )
);

calc(1px + 2px + 3px) 将构建为：

new CSSMathSum(CSS.px(1), CSS.px(2), CSS.px(3));

calc(calc(1px + 2px) + 3px) 将构建为：

new CSSMathSum(
  new CSSMathSum(CSS.px(1), CSS.px(2)),
  CSS.px(3)
);

算术运算

CSS 类型化 OM 最有用的功能之一是，可以对 CSSUnitValue 对象执行数学运算。

基本操作

支持基本操作 (add/sub/mul/div/min/max)：

CSS.deg(45).mul(2) // {value: 90, unit: "deg"}

CSS.percent(50).max(CSS.vw(50)).toString() // "max(50%, 50vw)"

// Can Pass CSSUnitValue:
CSS.px(1).add(CSS.px(2)) // {value: 3, unit: "px"}

// multiple values:
CSS.s(1).sub(CSS.ms(200), CSS.ms(300)).toString() // "calc(1s + -200ms + -300ms)"

// or pass a `CSSMathSum`:
const sum = new CSSMathSum(CSS.percent(100), CSS.px(20)));
CSS.vw(100).add(sum).toString() // "calc(100vw + (100% + 20px))"

转化

绝对长度单位可转换为其他单位长度：

// Convert px to other absolute/physical lengths.
el.attributeStyleMap.set('width', '500px');
const width = el.attributeStyleMap.get('width');
width.to('mm'); // CSSUnitValue {value: 132.29166666666669, unit: "mm"}
width.to('cm'); // CSSUnitValue {value: 13.229166666666668, unit: "cm"}
width.to('in'); // CSSUnitValue {value: 5.208333333333333, unit: "in"}

CSS.deg(200).to('rad').value // 3.49066...
CSS.s(2).to('ms').value // 2000

等式

const width = CSS.px(200);
CSS.px(200).equals(width) // true

const rads = CSS.deg(180).to('rad');
CSS.deg(180).equals(rads.to('deg')) // true

CSS 转换值

CSS 转换是使用 CSSTransformValue 创建的，并传递了一组转换值（例如 CSSRotate、CSScale、CSSSkew、CSSSkewX、CSSSkewY）。例如，假设您要重新创建以下 CSS：

transform: rotateZ(45deg) scale(0.5) translate3d(10px,10px,10px);

已转换为类型化 OM：

const transform =  new CSSTransformValue([
  new CSSRotate(CSS.deg(45)),
  new CSSScale(CSS.number(0.5), CSS.number(0.5)),
  new CSSTranslate(CSS.px(10), CSS.px(10), CSS.px(10))
]);

除了详细程度外（哈哈！），CSSTransformValue 具有一些很棒的功能。它具有用于区分 2D 和 3D 转换的布尔值属性，以及用于返回转换的 DOMMatrix 表示法的 .toMatrix() 方法：

new CSSTranslate(CSS.px(10), CSS.px(10)).is2D // true
new CSSTranslate(CSS.px(10), CSS.px(10), CSS.px(10)).is2D // false
new CSSTranslate(CSS.px(10), CSS.px(10)).toMatrix() // DOMMatrix

示例：以动画方式呈现立方体

我们来看一个使用转换的实际示例。我们将使用 JavaScript 和 CSS 转换 为立方体添加动画效果

const rotate = new CSSRotate(0, 0, 1, CSS.deg(0));
const transform = new CSSTransformValue([rotate]);

const box = document.querySelector('#box');
box.attributeStyleMap.set('transform', transform);

(function draw() {
  requestAnimationFrame(draw);
  transform[0].angle.value += 5; // Update the transform's angle.
  // rotate.angle.value += 5; // Or, update the CSSRotate object directly.
  box.attributeStyleMap.set('transform', transform); // commit it.
})();

请注意：

  1. 数值意味着我们可以用数学公式直接增加角度！
  2. 通过更新底层 CSSTransformValue 数据对象，提高性能来驱动动画，而不是轻触 DOM 或读回每一帧的值（例如，没有 box.style.transform=`rotate(0,0,1,${newAngle}deg)`）。

演示

如果您的浏览器支持类型化 OM，您会在下方看到一个红色立方体。当您将鼠标悬停在立方体上时，立方体开始旋转。此动画由 CSS Typed OM!🤘

CSS 自定义属性值

CSS var() 成为类型化 OM 中的 CSSVariableReferenceValue 对象。它们的值会被解析为 CSSUnparsedValue，因为它们可以接受任何类型（px、%、em、 rgba() 等）。

const foo = new CSSVariableReferenceValue('--foo');
// foo.variable === '--foo'

// Fallback values:
const padding = new CSSVariableReferenceValue(
    '--default-padding', new CSSUnparsedValue(['8px']));
// padding.variable === '--default-padding'
// padding.fallback instanceof CSSUnparsedValue === true
// padding.fallback[0] === '8px'

如果您想要获取自定义属性的值，还需要执行几项操作：

<style>
  body {
    --foo: 10px;
  }
</style>
<script>
  const styles = document.querySelector('style');
  const foo = styles.sheet.cssRules[0].styleMap.get('--foo').trim();
  console.log(CSSNumericValue.parse(foo).value); // 10
</script>

位置值

采用空格分隔 x/y 位置的 CSS 属性（例如 object-position）由 CSSPositionValue 对象表示。

const position = new CSSPositionValue(CSS.px(5), CSS.px(10));
el.attributeStyleMap.set('object-position', position);

console.log(position.x.value, position.y.value);
// → 5, 10

解析值

Typed OM 为 Web 平台引入了解析方法！这意味着，您最终可以以编程方式解析 CSS 值，之后再尝试使用 CSS 值！这项新功能有望为您发现早期 bug 和格式不正确的 CSS，有望助您一臂之力。

解析完整样式：

const css = CSSStyleValue.parse(
    'transform', 'translate3d(10px,10px,0) scale(0.5)');
// → css instanceof CSSTransformValue === true
// → css.toString() === 'translate3d(10px, 10px, 0) scale(0.5)'

将值解析为 CSSUnitValue：

CSSNumericValue.parse('42.0px') // {value: 42, unit: 'px'}

// But it's easier to use the factory functions:
CSS.px(42.0) // '42px'

错误处理

示例 - 检查 CSS 解析器是否同意此 transform 值：

try {
  const css = CSSStyleValue.parse('transform', 'translate4d(bogus value)');
  // use css
} catch (err) {
  console.err(err);
}

总结

终于更新了 CSS 的对象模型，太好了。我从未接触过使用弦乐CSS Typed OM API 有点冗长，但有望降低 bug 数量并提高代码性能。