是时候开始用 CSS 自定义属性了

自定义属性(有时候也被称作CSS变量或者级联变量)是由CSS作者定义的,它包含的值可以在整个文档中重复使用。由自定义属性标记设定值(比如: --main-color: black;),由var() 函数来获取值(比如: color: var(--main-color);) 复杂的网站都会有大量的CSS代码,通常也会有许多重复的值。举个例子,同样一个颜色值可能在成千上百个地方被使用到,如果这个值发生了变化,需要全局搜索并且一个一个替换(很麻烦哎~)。自定义属性在某个地方存储一个值,然后在其他许多地方引用它。另一个好处是语义化的标识。比如,--main-text-color 会比 #00ff00 更易理解,尤其是这个颜色值在其他上下文中也被使用到。 自定义属性受级联的约束,并从其父级继承其值。

原文地址:It’s Time To Start Using CSS Custom Properties
目前,css 的预处理几乎已经成为 web (前端)开发的标准。css 预处理的好处之一就是可以使用变量。 这样很大程度上避免了 ctrl + c / ctrl + v,也简化了开发和重构。 我们通常用预处理来定义存储颜色、字体表现、布局细节等,几乎可以用在任意地方。 但是预处理的变量存在一定的限制:
    • 你不能动态的改变它
    • 它不会顾及 DOM 结构
    • 不能从 javascript 中读取或更改数据
作为解决这类问题的“银弹”,社区发明了 css 自定义属性 这一技术。本质上看,它运行机制像是 css 变量,工作方式就体现在它的名字上: properties。 自定义属性为 web 开发开辟了一块新天地。

声明和使用自定义属性的语法

通常,使用一个新的预处理程序或框架,都得从它的语法开始学起。 每一个预处理语言都有自己定义变量的方式,通常都由一个保留字符开始,比如 sass 中的 $ 和 less 中的 @。 自定义属性的 css 也使用同样的方法: -- 申明变量,当然它有一个好处:学习使用一次后,在各浏览器中复用它。 你也许会问:『为什么不用再用的语法?』 There is a reason. 简单来说,就是提供一种自定义属性的方法,可以在任何预处理语言中使用它。 这样,我们提供并使用的自定义属性,预处理器并不会编译它们,这些自定义属性会直接生成 css,而且你可以在原生环境下利用这些自定义的变量。 这些我会在接下来说明。 (关于这个名称需要解释一下:因为想法和目的都非常相似,一些自定义属性也被称作是 css 变量,虽然它的正确名字应该是 css 自定义属性,进一步的阅读此篇文章,你就会明白这个名称是最恰当的。) 声明一个变量来代替常规的 css 属性,如 color 和 padding,仅需要一个 -- 开关的自定义属性:
.box{
  --box-color: #4d4e53;
  --box-padding: 0 10px;
}
属性的值可以是 颜色值、字符串、布局的类型、甚至是一个表达式。 eg:
:root{
  --main-color: #4d4e53;
  --main-bg: rgb(255, 255, 255);
  --logo-border-color: rebeccapurple;

  --header-height: 68px;
  --content-padding: 10px 20px;

  --base-line-height: 1.428571429;
  --transition-duration: .35s;
  --external-link: "external link";
  --margin-top: calc(2vh + 20px);

  /* Valid CSS custom properties can be reused later in, say, JavaScript. */
  --foo: if(x > 5) this.width = 10;
}
这个例子中你可以不太明白什么是 :root,它实际和 html 一致,只是有更高的优先级。 自定义属性的级联方式与 css 属性一样,而且是动态的,这意味着你可以随时更改,并且根据不同的浏览器做针对性的处理。 要使用一个变量,你需要使用 var(),此 css function 接收一个自定义的属性:
.box{
  --box-color:#4d4e53;
  --box-padding: 0 10px;

  padding: var(--box-padding);
}

.box div{
  color: var(--box-color);
}

声明和使用

var() 方法也可以设计参数的默认值。当你不确定是否某个自定义变量已经被定义,又想给一个未定义时的值时,你应该会用到这种方法。 非常简单,给它传入第二个参数就行。
.box{
  --box-color:#4d4e53;
  --box-padding: 0 10px;

  /* 10px is used because --box-margin is not defined. */
  margin: var(--box-margin, 10px);
}
当然,你可以复用另一个变量来声明一个新的变量:
.box{
  /* The --main-padding variable is used if --box-padding is not defined. */
  padding: var(--box-padding, var(--main-padding));

  --box-text: 'This is my box';

  /* Equal to --box-highlight-text:'This is my box with highlight'; */
  --box-highlight-text: var(--box-text)' with highlight';
}

运算符 +, -, *, /

在预处理语言中,我们都习惯用基本的运算符来进行计算,为此,css 提供了一个 calc() 函数, 这样在某一个自定义属性变化后,浏览器就会重新得到表达式的值。
:root{
  --indent-size: 10px;

  --indent-xl: calc(2*var(--indent-size));
  --indent-l: calc(var(--indent-size) + 2px);
  --indent-s: calc(var(--indent-size) - 2px);
  --indent-xs: calc(var(--indent-size)/2);
}
注意的是,在此类表达式中使用不带单位的变量时就会出现问题。
:root{
  --spacer: 10;
}

.box{
  padding: var(--spacer)px 0; /* DOESN'T work */
  padding: calc(var(--spacer)*1px) 0; /* WORKS */
}

作用域和继承

在说 css 自定义属性(变量)的作用域前,让我们先回顾一下 js 预处理的作用域,这有利于我人更好的理解和比较。 我们知道,js var 的变量的作用域被限制在它所在的 function 中。 let 和 const 性质也是类似的,不过它们都是块级变量。 js 中的闭包可以对外暴露一个 function 的变量/属性 — 作用域链。js 闭包有三个作用域链:
  • 自己内部的作用域变量
  • 外部方法的变量
  • 全局变量
预处理器在这类情况大多是一致的,在这里用 sass 举例,是因为它应该是目前最受欢迎的 css 预处理器。 sass 中,有两类变量:local and global。 一个全局变量可以被声明在任意选择器区块的外面,否则,这个变量就是本地的。 任何一个嵌套的代码块都可以访问闭包作用域内的变量(同 javascript); 一个全局的变量可以被定义在选择器块作用域的 这意味着,在 sass 中,变量的作用域很大程度上依赖于代码的上下文结构。 但 css 自定义属性默认是继承的,和 css 一样,也是级联的。 你不需要在一个选择器外用全局变量声明一个自定义属性,这不是有效的 css,css 自定义属性的全局作用域实际上是 :root,因此这个属性是全局可用的。 用我们现有的语法知识,将一个 sass 的例子适用于 html 和 css。搞一个使用原生 css 自定义属性的例子: html:
global
<div class="enclosing">
  enclosing
  <div class="closure">
    closure
  </div>
</div>
css:
:root {
  --globalVar: 10px;
}

.enclosing {
  --enclosingVar: 20px;
}

.enclosing .closure {
  --closureVar: 30px;

  font-size: calc(var(--closureVar) + var(--enclosingVar) + var(--globalVar));
  /* 60px for now */
}
呈现结果: http://codepen.io/malyw/pen/MJmebz

预处理器不会知道 dom 的结构

假设我们想使用 default 的 font-size,如果有 highlighted 类,就用它的默认字体来突出显示。 html:
<div class="default">
  default
</div>

<div class="default highlighted">
  default highlighted
</div>
css:
.highlighted {
  --highlighted-size: 30px;
}

.default {
  --default-size: 10px;

  /* Use default-size, except when highlighted-size is provided. */
  font-size: var(--highlighted-size, var(--default-size));
}
因为第二段 html 的 default 携带着 highlighted,其中的 highlighted properties 就可以通过 var 表达式应用在 element 中。 在这个例子中,--highlighted-size: 30px; 是生效的,这样反过来可以将设定好的某一个值(如: --highlighted-size)应用在 font-size 上。 这些都是那么的直接了当: http://codepen.io/malyw/pen/ggWMvG
.highlighted {
  $highlighted-size: 30px;
}

.default {
  $default-size: 10px;

  /* Use default-size, except when highlighted-size is provided. */
  @if variable-exists(highlighted-size) {
    font-size: $highlighted-size;
  }
  @else {
    font-size: $default-size;
  }
}
再来看 sass 的这个例子: http://codepen.io/malyw/pen/PWmzQO 出现这种情况,是因为所有的 Sass 计算和处理都在编译时发生,当然,它完全不依赖于代码的结构,也不了解DOM的结构。 这样看来,“自定义属性” 有一个更高级的变量作用域,给通常的 css 级联属性增加了一种情况,它会自行识别 dom 的结构并遵循 css 应用的规则。 css 自定义属性可以识别 dom 结构,并且是动态的

CSS-WIDE 关键字和 all 属性

css 自定义属性遵循和传统的 css 属性一样的规则。这意味着你可以给它定义任意常规的 css 属性关键字:
  • inherit 继承其父元素某一属性值的关键字
  • initial 应用某一属性的初始值,(可能是一空值、或是其它 css 属性默认的值)
  • unset 当一个属性默认是继承父元素的属性值时,它使用继承的值;如是属性不继承的话,就使用其默认的值
  • revert 它可以将一属性值重置为用户 stylesheet 样式表中的值,(在 css 自定义属性中一般是空值)
eg:
.common-values{
  --border: inherit;
  --bgcolor: initial;
  --padding: unset;
  --animation: revert;
}
我们再设想一种情况,你想要做一个 css 组件,来确认一下某一元素有没有其它的属性、或是是否无意中将一些自定义属性应用到上面了。(这种情况下,通常会使用一个模块化的解决方案) 现在我们有了另一种方法:使用 all CSS property。这是将全部属性都 reset 的一种简写。 这样,我们可以这样写了:
.my-wonderful-clean-component{
  all: initial;
}
这样可以将 component 的全部样式进行重置。 不幸的是,all 关键字不能重置自定义属性,是否需要加一个前缀 -- 来重置所有的常规 css 属性 — 这个讨论还在进行中。 如此的话,在将来,我们可以这样重置“所有”属性:
.my-wonderful-clean-component{
  --: initial; /* reset all CSS custom properties */
  all: initial; /* reset all other CSS styles */
}

使用例子

这里有一些 css 自定义属性的使用例子,给大家展示一下它有意思的地方。

模拟一个不存在的 css rules

这些 css 变量的名称是“自定义属性”,那么为什么不使用它们模拟不存在的属性呢? 这类属性有很多:translateX/Y/Zbackground-repeat-x/ybox-shadow-color… 我们试着来实现最后一个,在我们的例子中,要改变 hover 状态下的 box-shadow 的颜色。 需要用纯粹的 css rule 来控制,所以我们不建议在 :hover 选择器中完全复写 box-shadow。 使用常规的 css 属性,如下:
.test {
  --box-shadow-color: yellow;
  box-shadow: 0 0 30px var(--box-shadow-color);
}

.test:hover {
  --box-shadow-color: orange;
  /* Instead of: box-shadow: 0 0 30px orange; */
}
http://codepen.io/malyw/pen/KzZXRq

颜色主题

css 自定义属性中一个很大众的用例就是给一个应用设置颜色主题。感觉 css 自定义属性设计的初衷就是来解决这类问题的。 这里提供一个很简单的颜色主题组件。 看这里code for our button component;
.btn {
  background-image: linear-gradient(to bottom, #3498db, #2980b9);
  text-shadow: 1px 1px 3px #777;
  box-shadow: 0px 1px 3px #777;
  border-radius: 28px;
  color: #ffffff;
  padding: 10px 20px 10px 20px;
}
假设我们要反转颜色主题。 第一步是将所有颜色变量,扩展成CSS自定义属性并重写我们的组件。结果会是一样的:
.btn {
  --shadow-color: #777;
  --gradient-from-color: #3498db;
  --gradient-to-color: #2980b9;
  --color: #ffffff;

  background-image: linear-gradient(
    to bottom,
    var(--gradient-from-color),
    var(--gradient-to-color)
  );
  text-shadow: 1px 1px 3px var(--shadow-color);
  box-shadow: 0px 1px 3px var(--shadow-color);
  border-radius: 28px;
  color: var(--color);
  padding: 10px 20px 10px 20px;
}
这里有我们需要的一切内容。在需要的时候 override 颜色变量来反转颜色。 我们可以这样,举个栗子,给 body 加一个 inverted 类,来改变所应用的颜色变量。
body.inverted .btn{
  --shadow-color: #888888;
  --gradient-from-color: #CB6724;
  --gradient-to-color: #D67F46;
  --color: #000000;
}
如下的例子中,通过点击 button 来切换 body 的 inverted 类。 http://codepen.io/malyw/pen/dNWpRd 普通的 css 预处理器不可能在不用“重复” override 代码的前提下做到这种情况。 一般只能通过覆盖已有的 css 属性 rules 的方法,新添加一个 css 规则来实现它。 用了 css 自定义属性,解决方案就非常优雅了,复制/粘贴代码情况也会避免,仅需要重新定义变量的值。

结合 javascript 使用 css 自定义属性

以前,我们想要从 css 向 javascript 传输数据,我们经常需要使用一些技巧。通过输出 css 形式的 json 值来编写 css 属性,然后从 javascript 中读取它们。 现在,我们可以轻松地使用 JavaScript 中的 CSS 变量进行交互,使用大家熟悉的 .getPropertyValue() 和 .setProperty() 方法读取和写入它们,这些方法都用于常规 CSS 属性:
/**
* Gives a CSS custom property value applied at the element
* element {Element}
* varName {String} without '--'
*
* For example:
* readCssVar(document.querySelector('.box'), 'color');
*/
function readCssVar(element, varName){
  const elementStyles = getComputedStyle(element);
  return elementStyles.getPropertyValue(`--${varName}`).trim();
}

/**
* Writes a CSS custom property value at the element
* element {Element}
* varName {String} without '--'
*
* For example:
* readCssVar(document.querySelector('.box'), 'color', 'white');
*/
function writeCssVar(element, varName, value){
  return element.style.setProperty(`--${varName}`, value);
}
假设我们有一个媒体查询的值如下:
.breakpoints-data {
  --phone: 480px;
  --tablet: 800px;
}
因为我们只是想在 js 中复用它,比如在 Window.matchMedia() 方法中 — 我们可以很轻松的获得它的值:
const breakpointsData = document.querySelector('.breakpoints-data');

// GET
const phoneBreakpoint = getComputedStyle(breakpointsData)
  .getPropertyValue('--phone');
为了展示如何在 js 中调用一个 css 自定义值。在这里,我创建了一个 3d css 的正方形来响应用户的操作。 这个并不是非常困难,我们只需要加一个简单的背景,再通过调节 translateZ()translateY()rotateX() and rotateY() 这几个 transform 属性来放置剩下的 5 个面,就可以搞定了。 为了提供正确的透视点,我们将以下内空放在一个 wrapper 中。 剩下的就只是交互性了,将鼠标移动时,demo 会变换 X 和 Y 轴的角度 (--rotateX and --rotateY),当鼠标滚动时,会对图形进行放大和缩小 (--translateZ)。 方法如下:
// Events
onMouseMove(e) {
  this.worldXAngle = (.5 - (e.clientY / window.innerHeight)) * 180;
  this.worldYAngle = -(.5 - (e.clientX / window.innerWidth)) * 180;
  this.updateView();
};

onMouseWheel(e) {
  /*…*/

  this.worldZ += delta * 5;
  this.updateView();
};

// JavaScript -> CSS
updateView() {
  this.worldEl.style.setProperty('--translateZ', this.worldZ);
  this.worldEl.style.setProperty('--rotateX', this.worldXAngle);
  this.worldEl.style.setProperty('--rotateY', this.worldYAngle);
};
用户移动鼠标时,demo 会改变视角,也可以通过鼠标滑轮来进行放大和缩小。 demo 实质上,我们只是改变了 css 自定义属性的值,其它的 (the rotating and zooming in and out) 则是通过 css 完成的。
提示:调试 css 自定义属性的一个简单方法之一就是在 CSS generated content 中直接显示其内容(比如一般情况下都是字符串),这样的话,浏览器就会自动显示出当前应用的值。
body:after {
  content: '--screen-category : 'var(--screen-category);
}

浏览器测试情况

从目前来看, css 自定义协议可以支持多数的主流浏览器 你可以直接原生使用了。 如果你需要支持老的浏览器,可以学习一下它的语法和示例,用切换 css 或使用相关预处理器的方法来使用它。 当然,我们需要检测一下 css 和 js 中的支持,以便提供降级和增强的功能。 这个对 css 来说其实相当简单,我们可以用 @supports 条件语法来判断:
@supports ( (--a: 0)) {
  /* supported */
}

@supports ( not (--a: 0)) {
  /* not supported */
}
在 js 中,你可以用 CSS.supports() 方法来检测此的特征:
const isSupported = window.CSS &&
    window.CSS.supports && window.CSS.supports('--a', 0);

if (isSupported) {
  /* supported */
} else {
  /* not supported */
}
如你所见, css 自定义属性不是支持每一个浏览器的。我们可以渐进式的在支持这些特性的浏览器中使用它来增强你的应用。 例如:你制作两个 css 文件,一个用 css 自定义属性,一个不用,在这种方法中,属性是内联方式,我们将在下来的内容中讨论它。
<!-- HTML -->
<link href="without-css-custom-properties.css"
    rel="stylesheet" type="text/css" media="all" />
// JavaScript
if(isSupported){
  removeCss('without-css-custom-properties.css');
  loadCss('css-custom-properties.css');
  // + conditionally apply some application enhancements
  // using the custom properties
}
这只是个示例,下面会介绍一个更优的方法。

如何使用它们

在最近的调查中, sass 依旧是开发社区中首选的 css 预处理器。 所以,我们设计一种方法,在 sass 中使用 css 的自定义属性。

1. 手动检查支持情况

手动检查代码中是否支持自定义属性的方法,优点是它可以立即生效(不要忘了我们已经切换到Sass)
$color: red;
:root {
  --color: red;
}

.box {
  @supports ( (--a: 0)) {
    color: var(--color);
  }
  @supports ( not (--a: 0)) {
    color: $color;
  }
}
这种方法也存在许多的坑:代码会变得非常复杂,复制、粘贴的代码会造成不易维护。

2. 使用一个插件来自动生成 css

PostCSS 现在已经给我们提供了许多的插件,这此插件中有几个都会在过程中处理 css 自定义属性(内联的),正确输出使它们工作。 假设你仅提供全局变量(例如:你只是在 :root 选择符中声明或改变了 css 自定义属性),这样它们的值可以被轻松内联。 例子:postcss-custom-properties 插件的方法有几个优点:它支持相关语法,而且支持所有 PostCSS 的基础功能,而且不用太多的配置。 也存在几个缺点:插件需要你使用 css 自定义属性,因此你也没有准备另一个路径来切换 sass 变量。 你也不法对变换进行完全的控制,因为这些只能是在编译成 css 之后。而且插件也无法提供足够的调试信息。

3. css-vars 混合器

在我之前的大量项目中尝试了许多的 css 样式策略后,我开始使用 css 自定义属性。
  • 从 sass 转到 postcss(cssnext)
  • 从 sass 变量彻底转到 css 自定义属性变量
  • 在 sass 中使用 css 变量,检测它是否被支持
从以上经验中,我得到了一个基本满足我需要的解决方案:
  • 开始使用 sass 应该容易上手
  • 用来起没那么多步骤,语法也尽可能的接近原生的语法
  • 将 css 的输出从 inline 模式切换到 css 变量应该非常容易
  • 熟悉 css 自定义属性的团队可以直接使用
  • 对于所用变量的边界值问题应该有调试方法
对此,我创建了 css-vars,一个 sass minin,你可以去这里找到。 有了它,就可以直接使用 css 自定义属性语法了。

使用 css-vars Mixin

声明变量如下:
$white-color: #fff;
$base-font-size: 10px;

@include css-vars((
  --main-color: #000,
  --main-bg: $white-color,
  --main-font-size: 1.5*$base-font-size,
  --padding-top: calc(2vh + 20px)
));
使用变量如下:
body {
  color: var(--main-color);
  background: var(--main-bg, #f00);
  font-size: var(--main-font-size);
  padding: var(--padding-top) 0 10px;
}
这个 mixin 给帮助你从一个地方(from sass)来控制所有 css 输出,并且熟悉其语法。而且,你还可以利用 sass 的语法和变量。 当你项目需求的所有的浏览器都支持 css 变量时,只需要加上这个句:
$css-vars-use-native: true;
这样的话:
  • 一个变量定义了没有被使用,会报日志
  • 变量被重复定义,会报日志
  • 所用的变量没有定义,而是传了一个默认值,会的信息提示

总结

到这里,你也应该了解了 css 自定义属性,包括它们的语法、它的高级特性,一些很好的使用例子,和如何结合 js 去使用它。 你也学会了如何检测设备是否支持它,它和一般的 css 预处理器有什么不同,如何在跨浏览器支持的情况下使用原生的 css 变量。 现在是一个学习 css 自定义属性很好的时间,为以后浏览器原生支持做好准备。