7.7 KiB
CSS Flex排版：为什么垂直居中这么难？
你好，我是winter。今天我们来谈谈Flex排版。
我们在前面多次讲过，正常流排版的设计来源于数百年来出版行业的排版经验，而HTML诞生之初，也确实是作为一种“超文本”存在的。
但是，自上世纪90年代以来，Web标准和各种Web应用蓬勃发展，网页的功能逐渐从“文本信息”向着“软件功能”过渡，这个思路的变化导致了：CSS的正常流逐渐不满足人民群众的需求了。
这是因为文字排版的思路是“改变文字和盒的相对位置，把它放进特定的版面中”，而软件界面的思路则是“改变盒的大小，使得它们的结构保持固定”。
因此，在早年的CSS中，“使盒按照外部尺寸变化”的能力非常弱。在我入行前端的时间（大约2006年），CSS三大经典问题：垂直居中问题，两列等高问题，自适应宽问题。这是在其它UI系统中最为基本的问题，而到了CSS中，却变成了困扰工程师的三座大山。
机智的前端开发者们，曾经创造了各种黑科技来解决问题，包括著名的table布局、负margin、float与clear等等。在这种情况下，Flex布局被随着CSS3一起提出（最初叫box布局），可以说是解决了大问题。
React Native则更为大胆地使用了纯粹的Flex排版，不再支持正常流，最终也很好地支持了大量的应用界面布局，这一点也证明了Flex排版的潜力。
今天，我们就从设计、原理和应用三个方面来学习一下Flex布局，我们先从设计开始。
Flex的设计
Flex在英文中是可伸缩的意思，一些翻译会把它译作弹性，我觉得有点不太准确，但是确实中文中没有更好的词。
Flex排版的核心是display:flex和flex属性，它们配合使用。具有display:flex的元素我们称为flex容器，它的子元素或者盒被称作flex项。
flex项如果有flex属性，会根据flex方向代替宽/高属性，形成“填补剩余尺寸”的特性，这是一种典型的“根据外部容器决定内部尺寸”的思路，也是我们最常用的Windows和Apple窗口系统的设计思路。
Flex的原理
说完了设计，我们再来看看原理，Flex的实现并不复杂，我曾经写过一个基本实现提交给spritejs项目，代码可以参考这里。
下面我们就来讲解一下，如何实现一个Flex布局。
首先，Flex布局支持横向和纵向，这样我们就需要做一个抽象，我们把Flex延伸的方向称为“主轴”，把跟它垂直的方向称为“交叉轴”。这样，flex项中的width和height就会称为交叉轴尺寸或者主轴尺寸。
而Flex又支持反向排布，这样，我们又需要抽象出交叉轴起点、交叉轴终点、主轴起点、主轴终点，它们可能是top、left、bottom、right。
Flex布局中有一种特殊的情况，那就是flex容器没有被指定主轴尺寸，这个时候，实际上Flex属性完全没有用了，所有Flex尺寸都可以被当做0来处理，Flex容器的主轴尺寸等于其它所有flex项主轴尺寸之和。
接下来我们开始做Flex排版。
第一步是把flex项分行，有flex属性的flex项可以暂且认为主轴尺寸为0，所以，它可以一定放进当前行。
接下来我们把flex项逐个放入行，不允许换行的话，我们就“无脑地”把flex项放进同一行。允许换行的话，我们就先设定主轴剩余空间为Flex容器主轴尺寸，每放入一个就把主轴剩余空间减掉它的主轴尺寸，直到某个flex项放不进去为止，换下一行，重复前面动作。
分行过程中，我们会顺便对每一行计算两个属性：交叉轴尺寸和主轴剩余空间，交叉轴尺寸是本行所有交叉轴尺寸的最大值，而主轴剩余空间前面已经说过。
第二步我们来计算每个flex项主轴尺寸和位置。
如果Flex容器是不允许换行的，并且最后主轴尺寸超出了Flex容器，就要做等比缩放。
如果Flex容器有多行，那么根据我们前面的分行算法，必然有主轴剩余空间，这时候，我们要找出本行所有的带Flex属性的flex项，把剩余空间按Flex比例分给它们即可。
做好之后，我们就可以根据主轴排布方向，确定每个flex项的主轴位置坐标了。
如果本行完全没有带flex属性的flex项，justify-content机制就要生效了，它的几个不同的值会影响剩余空白如何分配，作为实现者，我们只要在计算flex项坐标的时候，加上一个数值即可。
例如，如果是flex-start就要加到第一个flex项身上，如果是center就给第一个flex项加一半的尺寸，如果是space-between，就要给除了第一个以外的每个flex项加上“flex项数减一分之一”。
第三步我们来计算flex项的交叉轴尺寸和位置。
交叉轴的计算首先是根据align-content计算每一行的位置，这部分跟justify-content非常类似。
再根据alignItems和flex项的alignSelf来确定每个元素在行内的位置。
计算完主轴和交叉轴，每个flex项的坐标、尺寸就都确定了，这样我们就完成了整个的Flex布局。
Flex的应用
接下来我们来尝试用flex排版来解决一下当年的CSS三大经典问题（简直易如反掌）。
垂直居中：
<div id="parent">
<div id="child">
</div>
</div>
#parent {
display:flex;
width:300px;
height:300px;
outline:solid 1px;
justify-content:center;
align-content:center;
align-items:center;
}
#child {
width:100px;
height:100px;
outline:solid 1px;
}
思路是创建一个只有一行的flexbox，然后用align-items:center;和align-content:center;来保证行位于容器中，元素位于行中。
两列等高：
<div class="parent">
<div class="child" style="height:300px;">
</div>
<div class="child">
</div>
</div>
<br/>
<div class="parent">
<div class="child" >
</div>
<div class="child" style="height:300px;">
</div>
</div>
.parent {
display:flex;
width:300px;
justify-content:center;
align-content:center;
align-items:stretch;
}
.child {
width:100px;
outline:solid 1px;
}
思路是创建一个只有一行的flexbox，然后用stretch属性让每个元素高度都等于行高。
自适应宽：
<div class="parent">
<div class="child1">
</div>
<div class="child2">
</div>
</div>
.parent {
display:flex;
width:300px;
height:200px;
background-color:pink;
}
.child1 {
width:100px;
background-color:lightblue;
}
.child2 {
width:100px;
flex:1;
outline:solid 1px;
}
这个就是Flex设计的基本能力了，给要自适应的元素添加flex属性即可。
总结
今天我们从Flex的设计、原理和应用三个方面一起学习了Flex排版。
我们先从感性的角度，介绍了Flex的设计，Flex的设计是一种不同于流布局的，自外而内的设计思路。
接下来我们讲解了Flex的实现原理，也就是具体的排版算法。要想理解Flex排版的原理，主轴和交叉轴是非常重要的抽象，Flex排版三个步骤：分行、计算主轴、计算交叉轴。
最后我们给出了几个例子，解决了旧时代的CSS三大经典问题。
最后，给你留一个小问题，请根据我的代码和文字，编写一段使用“position:absolute”来模拟Flex布局的js。大家可以根据自己的水平，简化需求，比如可以实现一个仅仅支持横向的、单行的所有flex项必须指定高度的Flex布局。