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如何在CSS中使用变量

前言

CSS变量(官方称为自定义属性)是用户定义的值,它可以在你的代码库中设置一次并多次使用。它们使管理颜色、字体、大小和动画值变得更加容易,并确保整个web应用的一致性。

举个例子,你可以将品牌颜色设置为一个CSS属性(--primarycolor: #7232FA),并在任何使用品牌颜色的组件或样式中使用这个值(background: var(--primarycolor);)。

除了更加简洁以及不重复的代码,CSS变量可用于构建调色板,提高响应能力,并创建动态类型系统。

定义CSS变量

要定义一个自定义属性,选择一个名称并在其前面加上两个连字符。任何字母数字字符都可以是名称的一部分。连字符(-)和下划线(_)也是被允许的。大范围的Unicode字符可以成为自定义属性名称的一部分。这也包括emoji,但为了清晰度和可读性,请坚持使用字母数字名称。

下面是个例子:

--primarycolor: #0ad0f9ff; /* RGB alpha 16进制颜色 */

--向CSS解释器表明这是一个自定义属性。当作为一个变量使用时,解释器引擎会将该属性替换为其值。

自定义属性名称是区分大小写的。这意味着--primaryColor 和 --primarycolor 被认为是两种不同的属性名称。这与传统的CSS不同,在传统的CSS中,属性和值的大小写并不重要。然而,它与ECMAScript中的变量名规则是一致的。

与其他属性一样,比如说display或者font,CSS自定义属性必须定义在声明块内。一个常见的模式是使用 :root 伪元素作为选择器来定义自定义属性。

:root {
  --primarycolor: #0ad0f9ff;
}

:root是一个伪元素,它指向文档中的根元素。对HTML文档而言,指向的就是<html>元素。对SVG文档而言,指向的就是<svg>元素。使用:root 会让属性在整个文档中立即可用。

使用CSS变量

为了让自定义属性作为变量来使用,我们需要使用var()函数。例如,如果我们想将--primarycolor自定义属性作为背景颜色来使用,我们需要这么做:

body {
    background-color: var(--primarycolor);
}

我们自定义属性的值将成为background-color属性的计算值。

到目前为止,自定义属性只能被用作变量来为标准的CSS属性设置值。例如,你不能把一个属性名称存储为一个变量,然后重用它。以下的CSS就无法运行:

:root {
    --top-border: border-top; /* Can't set a property as custom property's value */
    var(--top-border): 10px solid #bc84d8; /* Can't use a variable as a property */
}

你也不能把属性-值对存储为一个变量,然后重用它。下面的例子也是无效的:

:root {
    --text-color: 'color: orange'; /* Invalid property value */
}
body {
    var(--text-color); /* Invalid use of a property */
}

最后,你不能把一个变量作为值的一部分拼接起来:

:root {
    --base-font-size: 10;
}
body {
    font: var(--base-font-size)px / 1.25 sans-serif; /* Invalid CSS syntax */
}

CSS自定义属性 VS CSS变量

"自定义属性"是一个面向未来的名称,它说明了这个功能有一天可能会被使用。然而,如果浏览器供应商实施了CSS扩展规范,这种情况就会改变。该规范定义了用自定义选择器组合、函数和at-rules来扩展CSS的方法。

我们通常称自定义属性为 "变量",到目前为止,这也是我们可以使用它们的唯一方式。在理论上,它们并不是完全可以互换的术语。不过目前为止在实践中是可以互换的术语。在这篇文章中,我主要使用自定义属性,因为那是它们的正确叫法。如果能是句子更加清晰,我将使用变量的叫法。

设置备用值

var()函数接收两个参数。第一个参数是自定义属性名称。第二个参数是可选的,但必须是声明值。这个声明值的功能是当自定义属性值没有被定义时,作为一个备用值或默认值被应用。

让我们来看看下面的CSS:

.btn__call-to-action {
    background: var(--accent-color, deepskyblue);
}

如果定义了--accent-color ,我们假设其值为#f30 ,那么任何带有.btn__call-to-action类的背景色将是橘红色的。如果没有定义,背景色将是深天蓝色。

声明值也可以嵌套。换句话说,可以使用变量作为var函数的备用值。

body {
    background-color: var(--books-bg, var(--arts-bg));
}

在上面CSS中,如果定义了--books-bg ,背景色将会被设置为--books-bg 属性的值。如果没有定义,背景色将是分配给 --arts-bg 的任何值。如果两个属性都没有定义,背景色将会是属性的初始值。在这个例子中,初始值为transparent

当一个自定义属性的值对它所使用的属性来说是无效的,也会发生类似的情况。可以考虑下面的CSS:

:root {
    --text-primary: #600;
    --footer-link-hover: #0cg; /* Not a valid color value */
}
body {
    color: var(--text-primary);
}
a:link {
    color: blue;
}
a:hover {
    color: red;
}
footer a:hover {
    color: var(--footer-link-hover);
}

在这个例子中,--footer-link-hover 属性的值不是有效颜色。反而,footer a:hover<body>元素中继承了color值。

解析自定义属性的方式与解析其他CSS值的方式相同。倘若值是无效的或者未定义的,如果属性是可继承的,CSS解析器就会使用继承的值(比如说colorfont)。如果属性是不可继承的,CSS解析器就会使用初始值(比如说background-color)。

层叠值

自定义属性也遵循层叠的规则。它们的值会被后续的规则所覆盖:

:root {
    --text-color: #190736; /* navy */
}
body {
    --text-color: #333;  /* dark gray */
}
body {
    color: var(--text-color);
}

在上述示例中,body字体颜色将会是深灰色。我们还可以在每个选择器的基础上重置值。让我们向这个CSS添加更多的规则:

:root {
    --text-color: #190736; /* navy */
}
body {
    --text-color: #333;   /* dark gray */
}
p {
    --text-color: #f60;  /* orange */
}
body {
    color: var(--text-color);
}
p {
    color: var(--text-color)
}

在这个例子中,任何包裹在<p>标签内的文本会是橘黄色。但是<div>内的文本或是其他元素内的文本仍然是深灰色。

也可以使用style属性来设置自定义属性的值。比如说,style="--brand-color: #9a09af"

调色板

自定义属性特别适合管理HSL调色板。HSL代表hue, saturation, lightness 。这是一款基于亮度的颜色模型,类似于RGB。我们可以在CSS中使用HSL,这要归功于hsl()hsla()颜色函数。hsl()函数接收三个参数,分别是hue, saturation, 和 lightness,也就是色相、饱和度、亮度。hsla() 函数同时接收第四个参数,表示颜色的alpha透明度(取值范围是0-1之间)。

RGB系统用红、绿、蓝的比例来表达颜色,而HSL则使用一个颜色圈,色相是该圈上的一个度数位置,而色调或阴影则用饱和度和亮度值来定义。饱和度的范围从0%到100%,其中0%是灰色,100%是全色。亮度的范围也是从0%到100%,其中0%是黑色,100%是白色,50%是正常颜色。

在HSL颜色系统中,主要颜色红、绿、蓝三原色在0度/360度、120度和240度处相距120度。二级颜色--青色、品红和黄色--也相距120度,但位于主要颜色的对面,分别为180度、300度和60度/420度。三级、四级和其他颜色则以大约10度的增量介于两者之间。蓝色用HSL来写的话,将会是hsl(240, 100%, 50%)

HSL参数单位

当你在hsl()hsla()函数的第一个参数中使用无单位的值时,浏览器会假定它是一个以度为单位的角度。然而,你可以使用任何受支持的CSS角度单位。蓝色也可以表示为hsl(240deg, 100%, 50%)hsl(4.188rad, 100%, 50%) 或者 hsla(0.66turn, 100%, 50%)

这就是有趣的地方。我们可以使用自定义属性设置色相值,以及通过调整饱和度和亮度来设置更亮和更暗的阴影:

:root {
    --brand-hue:      270deg;  /* purple */
    --brand-hue-alt:  .25turn; /* green */

  /*
    hsl()和hsla()可以接受逗号分隔的参数或空格分隔的参数。
    但旧的浏览器(如Internet Explorer 11)只支持逗号分隔的参数。
  */

    --brand-primary:   hsl( var( --brand-hue ) 100% 50% );
    --brand-highlight: hsl( var( --brand-hue ) 100% 75% );
    --brand-lowlight:  hsl( var( --brand-hue ) 100% 25% );
    --brand-inactive:  hsl( var( --brand-hue )  50% 50% );

    --brand-secondary:     hsl( var( --brand-hue-alt ) 100% 50% );
    --brand-2nd-highlight: hsl( var( --brand-hue-alt ) 100% 75% );
    --brand-2nd-lowlight:  hsl( var( --brand-hue-alt ) 100% 25% );
    --brand-2nd-inactive:  hsl( var( --brand-hue-alt )  50% 50% );
}

上面的CSS提供了下面所示的调色板。

这是一个简易版本,但你也可以使用自定义属性来调整饱和度和亮度值。

健全的调色板生成

另一个想法是结合自定义属性和calc()函数,从一个基本色调中生成一个方形的配色方案。让我们在下面的例子中创建一个方形配色方案。一个方形配色方案由四种颜色组成,这些颜色在色轮上彼此等距,也就是相距90度:

:root {
    --base-hue: 310deg; /* Hot pink */
    --distance: 90deg;

    --color-a: hsl( var(--base-hue), 100%, 50% );
    --color-b: hsl( calc( var(--base-hue) + var( --distance ) ), 100%, 50% );
    --color-c: hsl( calc( var(--base-hue) + ( var( --distance ) * 2 ) ), 100%, 50% );
    --color-d: hsl( calc( var(--base-hue) + ( var( --distance ) * 3 ) ), 100%, 50% );
}

CSS为我们提供了如下所示的颇具热带风情的色彩方案。

自定义属性也能很好地与媒体查询相互配合,我们会在后面章节中看到。

深色主题调色板

你可以使用CSS自定义变量为你的网站,定义与深色和浅色主题相关的一系列的变量。

以下面的页面样式为例,我们可以在:root中为相应的颜色定义了自定义属性后,用变量替换不同选择器中所有的HSL颜色:

:root {
  /*...*/
  --nav-bg-color: hsl(var(--primarycolor) , 50%, 50%);
  --nav-text-color: hsl(var(--primarycolor), 50%, 10%);
  --container-bg-color: hsl(var(--primarycolor) , 50%, 95%);
  --content-text-color: hsl(var(--primarycolor) , 50%, 50%);
  --title-color: hsl(var(--primarycolor) , 50%, 20%);
  --footer-bg-color: hsl(var(--primarycolor) , 93%, 88%);
  --button-text-color: hsl(var(--primarycolor), 50%, 20%);
}

已经为自定义属性使用了适当的名称。比如说,--nav-bg-color 指的是导航栏背景色,--nav-text-color 指的是导航栏前景色或者文本色。

然后,复制:root选择器及其内容,但要为其添加一个带有dark值的主题属性:

:root[theme='dark']{
  /*...*/
}

如果带有dark值的主题属性被添加到<html>元素上,那么该主题将被激活。

现在我们可以手动操作这些变量值,通过减少HSL颜色的亮度值来提供一个深色主题。或者我们可以使用其他技术,如invert()brightness()等CSS过滤器,它们通常用于调整图像的渲染,但也可用于其他任何元素。

添加如下代码到:root[theme='dark']中:

:root[theme='dark'] {
  --dark-hue: 240;
  --light-hue: 250;
  --primarycolor: var(--dark-hue);
  --nav-bg-color: hsl(var(--primarycolor), 50%, 90%);
  --nav-text-color: hsl(var(--primarycolor), 50%, 10%);
  --container-bg-color: hsl(var(--primarycolor), 50%, 95%);
  --content-text-color: hsl(var(--primarycolor), 50%, 50%);
  --title-color: hsl(--primarycolor, 50%, 20%);
  --footer-bg-color: hsl(var(--primarycolor), 93%, 88%);
  --button-text-color: hsl(var(--primarycolor), 50%, 20%);
  filter: invert(1) brightness(0.6);
}

invert()过滤器会反转所选元素的所有颜色(在本例中是每个元素)。反转的值可以用百分比或数字来指定。参数值100%或1将完全反转元素的色相、饱和度和亮度值。

brightness()过滤器使元素更加明亮或者暗黑。如果数值为0,就会出现一个完全暗黑的元素。

invert()过滤器会使一些元素变得非常明亮。需要通过设置brightness(0.6)来降低亮度。

具有不同程度深色的深色主题:

使用JavaScript切换主题

现在,当用户点击深色/浅色按钮时,我们使用JavaScript来切换深色和浅色主题。在HTML</body>标签闭合前添加行内<script>标签,标签内具有如下代码:

const toggleBtn = document.querySelector("#toggle-theme");
toggleBtn.addEventListener('click', e => {
  console.log("Switching theme");
  if(document.documentElement.hasAttribute('theme')){
    document.documentElement.removeAttribute('theme');
  }
  else{
    document.documentElement.setAttribute('theme', 'dark');
  }
});

Document.documentElement指的是文档中的根DOM元素,也就是<html>。这段代码使用.hasAttribute()方法检查theme属性是否存在。如果不存在,就将dark添加到该属性上,从而导致切换到深色主题。否则,它将删除该属性,从而导致切换到浅色主题。

注意:你还应该把它与CSS中的prefers-color-scheme功能结合起来使用,它可以用来从用户的操作系统或用户代理(浏览器)设置中自动改变浅色/深色主题。这将在下一节中展示。

媒体查询

我们还可以在媒体查询中使用自定义属性。比如说,你可以使用自定义属性来定义明暗配色方案:

:root {
    --background-primary: hsl(34, 78%, 91%);
    --text-primary: hsl(25, 76%, 10%);
    --button-primary-bg: hsl(214, 77%, 10%);
    --button-primary-fg: hsl(214, 77%, 98%);
}
@media screen and ( prefers-color-scheme: dark ) {
    :root {
      --background-primary: hsl(25, 76%, 10%);
      --text-primary: hsl(34, 78%, 91%);
      --button-primary-bg: hsl(214, 77%, 98%);
      --button-primary-fg: hsl(214, 77%, 10%);
  }
}

同样地,我们可以使用自定义属性来改变适合于屏幕与打印的基准字体大小。

:root {
    --base-font-size: 10px;
}
@media print {
    :root {
        --base-font-size: 10pt;
    }
}
html {
    font: var(--base-font-size) / 1.5 sans-serif;
}
body {
    font-size: 1.6rem;
}

在本例中,我们正在使用适合于打印和屏幕的媒体单位。对于这两种媒体,我们将使用10个单位的基准字体大小,对于屏幕来说是像素(px),对于打印来说是点(pt)。我们还将使用--base-font-size:的值来为我们的根元素(html)设置一个起始尺寸。然后我们可以rem单位来调整相对于基准字体尺寸的排版。

在JavaScript中使用自定义属性

请记住:自定义属性是CSS属性,而且我们可以与它们进行互动。比如说,我们可以使用CSS.supports()API来检测浏览器是否支持自定义属性:

const supportsCustomProps = CSS.supports('--primary-text: #000');

// 如果浏览器支持自定义属性,则打印true
console.log(supportsCustomProps);

我们也可以使用setProperty()方法来设置自定义属性值:

document.body.style.setProperty('--bg-home', 'whitesmoke');

使用removeProperty()的方式也是类似的。只需传递自定义属性名称作为参数:

document.body.style.removeProperty('--bg-home');

要使用自定义属性作为JavaScript的值,可以使用var()函数,并将属性名称作为其参数。

document.body.style.backgroundColor = 'var(--bg-home)';

还有,你不能使用style对象的方括号语法或驼峰属性来设置自定义属性。换句话说,document.body.style.--bg-homedocument.body.style['--bg-home'] 都无法发挥作用。

在组件中使用自定义属性

像React、Angular和Vue这样的JavaScript框架让开发者使用JavaScript来创建可重用、可共享的HTML块,通常会在组件层面上定义CSS。

这是一个有关React组件的示例,使用JSX语法编写:

import React from 'react';

/* Importing the associated CSS into this component */
import '../css/field-button.css';

class FieldButtonGroup extends React.Component {
    render() {
        return (
            <div className="field__button__group">
                <label htmlFor={this.props.id}>{this.props.labelText}</label>
                <div>
                    <input type={this.props.type}
                      name={this.props.name}
                      id={this.props.id}
                      onChange={this.props.onChangeHandler} />
                    <button type="submit">{this.props.buttonText}</button>
                 </div>
            </div>
        );
    }
}

export default FieldButtonGroup;

我们的React组件将CSS导入到一个JavaScript文件中。编译时,field-button.css的内容被内联加载。这里有一个可行的方法来使用自定义属性:

.field__button__group label {
    display: block;
}
.field__button__group button {
    flex: 0 1 10rem;
    background-color: var(--button-bg-color, rgb(103, 58, 183)); /* include a default */
    color: #fff;
    border: none;
}

在该示例中,我们使用自定义属性--button-bg-color作为按钮的背景颜色,同时伴随着默认颜色,以防--button-bg-color没有定义。在这里,我们可以在全局样式表或通过style属性设置--button-bg-color 的值。

让我们将值设置为React属性。React props(简称为属性)模仿元素属性。它们是一种将数据传入React组件的方式。在本例中,我们将添加一个名为buttonBgColor的属性:

import FieldButtonGroup from '../FieldButtonGroup';

class NewsletterSignup extends React.Component {
    render() {
        // For brevity, we've left out the onChangeHandler prop.
        return (
            <FieldButtonGroup type="email" name="newsletter" id="newsletter"
              labelText="E-mail address" buttonText="Subscribe"
              buttonBgColor="rgb(75, 97, 108)" />
        );
    }
}

export default NewsletterSignup;

现在,我们需要更新FieldButtonGroup组件,来支持本次更改:

class FieldButtonGroup extends React.Component {
    render() {
        /*
        In React, the style attribute value must be set using a JavaScript
        object in which the object keys are CSS properties. Properties
        should either be camelCased (e.g. backgroundColor) or enclosed in
        quotes.
        */

        const buttonStyle = {
            '--button-bg-color': this.props.buttonBgColor
        };

        return (
            <div className="field__button__group">
                <label htmlFor={this.props.id}>{this.props.labelText}</label>
                <div>
                    <input type={this.props.type} 
                      name={this.props.name} id={this.props.id}
                      onChange={this.props.onChangeHandler} />
                    <button type="submit" style={buttonStyle}>
                      {this.props.buttonText}
                    </button>
                </div>
            </div>
        );
    }
}

在上述代码中,我们添加了一个buttonStyle对象,该对象包含自定义属性的名称,并将其值设置为buttonBgColor属性的值,并为按钮添加style属性。

使用style属性可能与你所学到的关于编写CSS的知识相悖。CSS的一个卖点是,我们可以定义一套样式,在多个HTML和XML文档中使用。另一方面,style属性将CSS的范围限制在它所应用的元素上,导致我们不能重用它。并且也不能利用层叠的优势。

但在一个基于组件的前端架构中,一个组件可能在多种情况下被多个团队使用,甚至可能在客户端项目中共享。在这些情况下,你可能想把层叠的全局范围style属性所提供的局部范围结合起来。

style属性设置自定义属性值,可以将效果限制在FieldButtonGroup组件这个特定实例中。但是,由于我们使用了一个自定义属性而不是标准的CSS属性,我们仍然可以选择在样式表中定义--button-bg-color,而不是作为一个组件属性。

总结

自定义属性采用了预处理器的最佳功能之一--变量,并使其成为CSS的原生功能。使用自定义属性,我们可以:

  • 创建可重用的、主题化的组件
  • 轻松调整内边距、外边距以及排版,以适应各种视口尺寸和媒体
  • 改进CSS颜色值的一致性

变量有一系列的应用,在基于组件的设计系统中特别有用。我希望你现在对如何在CSS中使用变量或自定义属性有了更好的理解。

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