如何更愉快地使用rem —— 别说你懂CSS相对单位
lanzhusiyu 2019-06-27
前段时间试译了Keith J.Grant的CSS好书《CSS in Depth》，其中的第二章《Working with relative units》，书中对relative units的讲解和举例可以说相当全面，看完之后发现自己并不太懂CSS相对单位，也希望分享给大家，所以有了这个译文系列。（若有勘误或翻译建议，欢迎 Github PR ^_^）
《别说你懂CSS相对单位》系列译文：
本文对应的章节目录：
2.2 em和rem
2.2.2 对font-size使用rem
- 可用性：对font-size使用相对长度单位
2.3 停止使用像素思维去思考
- 2.3.1 设置一个合理的字号默认值
- 2.3.3 让这个面板变得“响应式”
- 2.3.3 调整单个组件的大小
2.2 em和rem
2.2.2 对font-size使用rem
当浏览器解析HTML文档时，创建了一个用来代表页面元素的集合，叫做DOM（文档对象模型，Document Object Model）。树状结构，每一个节点代表一个元素。<html>就是顶层节点（根节点），在下面的是它的子节点<head>和<body>，再往下就是它们的子节点，还有后代节点，如此类推。
根节点是文档里所有其他元素的祖先。它有一个特别的伪类（pseudo-class）选择器（:root），在样式表里可以用这个选择器表示。使用带类名的类型选择器html，或者直接用标签选择器，效果是一样的。
rem是根em（root em）的缩写。rem是和根元素关联的，不依赖当前元素。不管你在文档中的什么地方使用这个单位，1.2rem的计算值是相等的，等于1.2倍的根元素的字号大小。下面的示例代码中，声明了根元素的字号大小，并在嵌套的无序列表中使用rem声明字号大小。
[ 代码片段 2.10 使用rem声明字号大小 ]
:root { 1
font-size: 1em; 2
}
ul {
font-size: .8rem;
}- 1 伪类 :root 等价于 html 选择器
- 2 使用浏览器的默认字号大小（16px）
在这个示例里，根字号大小是浏览器的默认大小16px（根元素的1em等于浏览器的默认字号大小）。无序列表的字号大小为0.8rem，计算结果是12.8px。因为这只跟根元素相关，尽管你在列表里嵌套了列表，嵌套子列表的字号仍然保持不变。
可用性：对font-size使用相对长度单位
一些浏览器会提供给用户2种方式定制文字的大小：缩放和设置一个默认的字号大小。通过按Ctrl+或者Ctrl-，用户可以对页面进行缩放。这在视觉上会把整个页面的文字或图片（其实是所有元素）都放大或缩小了。在一些浏览器，这个改变只针对当前的标签页且是临时的，不会影响到新开的标签页。
设置默认字号大小，会有点不一样。不仅仅是设置的入口比较难找（一般在浏览器的设置页），而且这个设置是永久的，直到用户把默认值还原。值得注意的是，这个设置对使用px或其他绝对单位定义的字号大小无效。因为默认字号大小对一些用户是必要的，尤其是弱视的群体，你应该用相对单位或百分比来定义字号的大小。
rem简化了很多em带来的复杂度。事实上，rem提供了一个在px和em间的相对单位折中解决方案，而且更易于使用。那么，是不是意味着你应该在对所有元素都使用rem，去掉其他长度单位呢？当然不是。
在CSS的世界里，这个答案通常是，看情况。rem只是你的工具箱中的其中一个。掌握CSS很重要的一点，就是学会分辨在什么场景下该使用什么工具。我的选择是，对font-size使用rem，对border使用px，对其他的度量方式如padding、margin、border-radius等使用em。然而在必要时，需要声明容器的宽度的话，我更喜欢使用百分比。
这样，字号大小就变得可预测，而当其他因素影响到元素的字号大小时，你也可以借助em去缩放元素的padding和margin。在border上使用像素是很合适的，尤其当你想要一根漂亮的线的时候。以上就是我对不同属性使用不同单位的理想方案，不过我要再次声明，这些都是工具，在某些特定场景下，利用不同的工具可能取到更好的效果。
提示当你不确定的时候，对
font-size使用rem，对border使用px，以及对其他大多数属性使用em。
2.3 停止使用像素思维去思考
把页面的根元素字号大小定义为0.625em或者62.5%，在最近几年来，这样的用法很常见，这是一种模式，或者更贴切地说，这是一种反模式。
[ 代码片段 2.11 反模式：全局地把font-size定义为10px ]
html {
font-size: .625em;
}我并不推荐这种用法。这个用法把浏览器默认的字号大小16px缩小到10px。这样做的好处是简化了计算，如果设计师告诉你字号大小应该是14px，那你可以很轻易地计算出1.4rem，毕竟我们还是在使用相对单位。
一开始，这看起来很方便，但事实上这样的实现方式有两个问题。第一，强制你写了很多重复的样式代码。10px对于大多数文本来说太小了，你需要在整个页面中，来来回回地覆盖它。你会发现，自己把一段段落（<p>）的字号大小声明为1.4rem，然后又把导航（<nav>）的链接字号大小声明为1.4rem，样式代码中还有很多这样的用法。这样引入了更高的错误风险，当你需要修改时发现代码耦合程度比较高，同时也会让样式文件变大。
第二个问题是，你这么做的时候，其实你还是在用像素的思维在思考。虽然在代码里写的是1.4rem，但是在你的脑子里，其实还是想的是14px。在响应式网页开发中，你应该学会适应那些“模糊”的值。1.2em实际等于多少像素，并不重要，你只需要知道这是比继承的字号大一点点，那就足够了。而且，如果在屏幕上这不是你想要的效果，那就改吧。这是需要时间实验和试错的，但事实上，使用px的时候我们也需要这样做。（在第13章，我们会有更具体的方式来优化这个实现方式。）
当使用em时，我们很容易陷入纠结，这个值转化成像素值会是多少呢？尤其对于字号大小。你一直在乘和除以em值，这样你很快就会疯掉了。相反，我希望你可以接受一项挑战，尝试培养先开始使用em的习惯。如果你习惯使用像素，那转成em是需要一定时间和练习的，但相信我，这很值得。
这不是在说你再也不使用像素了。如果你跟一个设计师合作，你可能需要用更精确的像素值去沟通，这没问题的。在项目的开始，你需要声明一个基础的字号大小（通常是对标题或者标注的常用字号）。使用绝对值去描述大小，往往会更加容易。
转换成rem会有计算环节，那就让计算器去忙吧（通常我会在Mac电脑上按cmd+空格，在Spotlight里计算）。首先在根元素上声明根字号大小，从那开始，使用像素应该是例外的情况，而不是常态。
在这章内容里，我还是会持续地聊起像素。这会有助于我解释相对单位的工作原理，同时也能帮助你培养计算em值的习惯。在这章之后，我基本会使用相对单位来讨论字号的大小。
2.3.1 设置一个合理的字号默认值
先假设你想把默认字号设定为14px。把10px设定为基准值，再在页面中去覆盖它的写法，我们不推荐这种写法，相反，你应该在根元素上直接声明一个值。
在这个代码片段里，目标字号值是继承的，浏览器的默认值16px，那么14/16 = 0.875。
把下面的代码添加到一个新的样式表的最上面，我们会在这上面添加其他代码。这里设定根元素（<html>）的默认字号大小。
[ 代码片段 2.12 设定正确的默认字号大小 ]
:root { 1
font-size: 0.875em; 2
}- 1 或者使用 HTML 选择器
- 2 14/16（期望值px / 继承值px）等于0.875
现在，你的期望基准字号14px对整个页面的元素有效，你不需要在其他地方重新声明了。你只需要在设计不一样的地方修改成新的字号，譬如标题。
我们一起来创建图2.7那样的面板吧！你创建的这个面板，基于14px字号，使用相对单位。
[ 图 2.7 使用相对单位和继承字号的面板 ]
下面是模板，加到你的页面吧。
[ 代码片段 2.13 面板的模板 ]
<div class="panel">
<h2>Single-origin</h2>
<div class="panel-body">
We have built partnerships with small farms around the world to
hand-select beans at the peak of season. We then carefully roast
in <a href="/batch-size">small batches</a> to maximize their
potential.
</div>
</div>下一段代码是样式的。你会在padding和border-radius使用em，标题的字号使用rem，以及border使用px。把下面代码添加到你的样式表吧。
[ 代码片段 2.14 使用相对单位的面板 ]
.panel {
padding: 1em; 1
border-radius: 0.5em; 1
border: 1px solid #999; 2
}
.panel > h2 {
margin-top: 0; 3
font-size: 0.8rem; 4
font-weight: bold; 4
text-transform: uppercase; 4
}- 1 对padding和border-radius使用em
- 2 用1px定义细边框
- 3 把面板上面多余的空间去掉，更多解释看第3章
- 4 用rem控制标题的字号大小
这段代码给面板添加了一个细边框以及定义了标题的样式。我希望标题的字号小一点，但要加粗和全是大写。（你可以根据自己的设计，把字号改大点或者使用不同的排版方式）
第二个选择器>是一个直接后代组合选择符（direct descendant combinator），它代表的是.panel下的子元素h2。更完整的选择器和组合选择符的索引可以看附录A。
在代码片段2.13中，为了更清晰看到效果，我给body添加了一个类panel-body，不过你会发现，在你自己的代码里是不需要的。因为这个元素从根元素上继承了字号大小，它已经是你想要看到的那样。
2.3.3 让这个面板变得“响应式”
我们再更深入地看看这个问题。你可以根据屏幕尺寸的变化，添加媒体查询来改变基础字号大小，这可以令面板在不同尺寸的屏幕下，有不同的大小变化。（见图2.8）
[ 图 2.8 在不同屏幕大小的响应式面板：300px（左上角），800px（右上角），1440px（下面） ]
媒体查询（media query） —— 通过@media规则来声明样式，在不同的屏幕尺寸或者媒体类型（如打印机或显示器）下，触发对应的样式控制。这是响应式设计的关键要素。详情看代码片段2.15的这个例子，我在第8章会更深入的讨论媒体查询这个话题。为了实现上面说的效果，把你的样式代码改成这样。
[ 代码片段 2.15 ]
:root { 1
font-size: 0.75em; 1
} 1
@media (min-width: 800px) { 2
:root { 2
font-size: 0.875em; 2
} 2
} 2
@media (min-width: 1200px) { 3
:root { 3
font-size: 1em; 3
} 3
}- 1 针对所有屏幕，但是在更大的屏幕会被覆盖
- 2 针对比800px更宽的屏幕，覆盖默认样式代码
- 3 针对比1200px更宽的屏幕，覆盖以上两套样式代码
第一套样式规则，声明了小屏幕中的默认字号大小，这是我们想要在较小的屏幕上看到的字号大小。然后使用媒体查询，把800px和1200px分别作为两个分水岭逐级增加字号的大小，覆盖掉默认的代码。
针对页面的根元素使用这些字号大小，响应式地重新定义em和rem对应的值，从而达到响应改变整个页面的效果。尽管你没有直接对这个面板做任何的修改，它现在是响应式的。在小屏幕上，譬如一台手机，字号大小会被渲染成更小的（12px）。然后，在更大的屏幕上，宽大于800px和大于1200px的，组件的字号会分别放大到14px和16px。改变你的浏览器窗口，看看组件是怎么变化的吧。
如果你在整个页面中像这样严格使用相对单位，整个页面会随着视窗大小放大和缩小。这会是你的响应式策略里很重要的一部分。上面的2套媒体查询声明代码，可以帮助你节省在页面的其他部分使用媒体查询的额外代码。不过，如果你在元素中声明的字号大小是以像素为单位的，那就不会产生任何效果了。
类似地，如果你的老板或者客户觉得现在网站的字号太小或者太大，你随时可以做到通过修改一行代码影响到全局的元素，这项改变会影响到页面上的其他元素，不费吹灰之力。
2.3.3 调整单个组件的大小
你也可以通过使用em缩放页面上的一个独立组件。有时，你可能会需要界面上的某些组件可以有个大号的版本。在我们的面板上这么做吧，首先你需要给面板添加一个类名large：<div class="panel large">。
在图2.9，我们看到了面板的普通版和大号版的比较。效果类似响应式面板，但是两种尺寸是可以同时在同一个页面中使用的。
[ 图 2.9 在一个页面上的普通尺寸面板和大号面板 ]
我们来对面板的字号声明方式做一些小的修改。你还是在使用相对单位，但需要调整它们的基准值。第一点，给每个面板的父元素字号大小的定义font-size: 1rem。这里指的是，不管在什么地方使用这个面板，每个面板的字号大小是一个确定值。
第二点，使用em重新声明标题的字号大小，而不使用rem，这样标题就可以和刚才声明的父元素字号1rem关联起来。下面是对应的代码，更新下你的样式表代码吧。
[ 代码片段 2.16 创建一个面板的大号版本 ]
.panel {
font-size: 1rem; 1
padding: 1em;
border: 1px solid #999;
border-radius: 0.5em;
}
.panel > h2 {
margin-top: 0;
font-size: 0.8em; 2
font-weight: bold;
text-transform: uppercase;
}- 1 给组件声明确定的字号大小
- 2 其他元素的字号大小用em和父元素字号关联
这些修改看起来并没有影响面板的样式，但是现在你已经准备好了，做一个大号的面板只需要修改一小行代码。你需要做的，就是把父元素字号大小改写成1rem以外的一个值。因为其他元素的计算方式都依赖父元素的字号大小，只要修改它，整个面板的相关尺寸都会发生改变。添加下一个CSS代码片段到你的样式表，定义一个大号面板吧。
[ 代码片段 2.17 利用一行代码放大整个面板 ]
.panel.large { 1
font-size: 1.2rem;
}- 1 组合选择器指向同时有panel类和large类的元素
现在，你可以给普通面板添加class="panel"和给大号面板添加class="panel large"。类似地，你也可以定义一个小号版本，只需要把父元素的字号设得比1rem小。如果这个面板是一个更复杂的组件，包含多种字号大小或padding，也只需要一个声明就可以重置大小，只要所有的子元素都是使用em声明的。
《别说你懂CSS相对单位》系列译文：
章节：
2.1 相对单位值的魔力
- 2.1.1 完美像素设计（pixel-perfect design）的挣扎
- 2.1.2 完美像素网页的终结
- 像素（pixel）、点（point）和pc（pica）
2.2 em和rem
2.2.1 对font-size使用em
- 当我们在一个元素内用em同时声明font-size和其他属性
- 字号收缩问题
2.2.2 对font-size使用rem
- 可用性：对font-size使用相对长度单位
2.3 停止使用像素思维去思考
- 2.3.1 设置一个合理的字号默认值
- 2.3.2 让这个面板变得“响应式”
- 2.3.3 调整单个组件的大小
2.4 视口相关单位（viewport-relative units）
- CSS3
- 2.4.1 在font-size上使用vw
- 2.4.2 在font-size上使用calc()
- 2.5 不带单位的数字（unitless number）和行高（line-height）
2.6 自定义属性（也叫“CSS变量”）
- 2.6.1 动态改变自定义属性的值
- 2.6.2 通过JavaScript改变自定义属性的值
- 2.6.3 初探自定义属性
- 总结
原著版权信息：作者：Keith J.Grant
书籍：CSS in Depth
章节：Working with relative units
笔者 @Yuying Wu，前端爱好者 / 鼓励师 / 新西兰打工度假 / 铲屎官。目前就职于某大型电商的B2B前端团队。
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