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深入理解CSS3结构伪类选择器

时间:2022-08-18 09:34:18 计算机信息技术 我要投稿
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深入理解CSS3结构伪类选择器

摘 要:本文从结构伪类与类选择器的比较、结构伪类与文档树的关系、结构伪类的功能与应用等三个层面,深入阐述了结构伪类的作用,结构伪类所表示的文档树结构,结构伪类通过位置索引定位子元素的机制。通过将定位子元素的结构伪类分为带参数和不带参数两类,深入论述了带参数结构伪类的参数模式、典型应用及与不带参数结构伪类的对应关系。

关键词:选择器;结构伪类;文档树;位置索引

中图分类号:TP391 文献标识码:A

Abstract:The article describes deeply the function of the structural pseudo-classes,the document tree structure represented by structural pseudo-classes and structural pseudo-classes mechanism of positioning sub-element by means of position index from the aspects of the comparison of the structural pseudo-classes and class selectors,the relationship of the structural pseudo-classes and the document tree as well as the functions and applications of the structural pseudo-classes.The article discusses in detail the parameter model and typical application with parameter structural pseudo-class,the corresponding relations between structural pseudo-class with and without parameters by dividing the structural pseudo-class of positioning sub-element into two classes with and without parameters.

Keywords:selectors;structural Pseudo-classes;document tree;position index

1 引言(Introduction)

CSS(Cascading Style Sheets)即层叠样式表,是用于控制网页显示效果的技术。选择器是匹配网页元素的模式[1],它作为样式表的基本组成部分,用于匹配网页中的元素。CSS3是CSS的第三个升级版本,它是一系列规范的集合。选择器规范是CSS3系列规范中的一个,它的W3C(World Wide Web Consortium,万维网联盟)推荐标准是“Selectors Level 3(选择器第三级)”。结构伪类(Structural Pseudo-classes)选择器(规范中简称结构伪类)是CSS3选择器规范新引入的一类选择器,它基于文档树的结构信息匹配元素[1],功能强大、最具特色,但也较难理解和使用。

2 结构伪类与类选择器(Structural pseudo-classes and class selectors)

在CSS3之前,为给网页元素设置样式,Web开发人员一般是在HTML代码中手动给元素添加类名,然后使用CSS的类选择器匹配元素。这样无节制使用类名的做法,总是导致网页文档中类名泛滥,不仅使编码耗时费力,而且代码不整洁、维护困难。为改变这种状况,HTML5规范建议,要避免为了给元素定义样式而使用类名。基于这種理念,CSS3引入了结构伪类,有效的减少类名的使用。以一个无序列表为例,对类选择器和结构伪类的应用做一个比较。

2.1 使用类选择器匹配元素

为选择第一个列表项和最后一个列表项,首先须在文档源代码中给它们添加类名,然后在CSS代码中用类选择器匹配元素。示例代码如下:

HTML代码:123

CSS代码:

/*通过类选择器匹配第一个列表项*/

li.first {background-color:red;}

/*通过类选择器匹配最后一个列表项*/

li.last {background-color:red;}

如果插入或追加列表项,则第一个或最后一个列表项会发生改变,所以,类名也要作相应变动,这给代码维护带来了极大的困难。

2.2 使用结构伪类匹配元素

结构伪类在插入或追加列表项时,文档源代码无须做任何改变,它也总是可以匹配到发生改变后的第一个和最后一个列表项。示例代码如下:

HTML代码:123

CSS代码:

/*通过结构伪类匹配第一个列表项*/

li:first -child{background-color:red;}

/*通过结构伪类匹配最后一个列表项*/

li:last-child {background-color:red;}

从以上比较可知,使用类名会改变文档源代码,而且,当项目变化时,还须手动维护类名,即元素的类名的获得是静态分配的;但使用结构伪类,不仅无须改变文档源代码,而且自动跟踪项目系列的序号变化,使元素定位更为准确、高效[2]。也就是说元素的结构伪类可以动态的获取和失去。

3 结构伪类与文档樹(Structural pseudo-classes & document tree)

所有的结构伪类都基于HTML文档树(Document Tree)的结构信息,文档树也称为文档对象模型(Document Object Model,DOM)。当创建一个HTML文档(图1)并用Web浏览器查看时,浏览器把文档中元素间的嵌套关系映射为一个树形节点层次结构,即文档树。图1所示文档可以表示为如图2所示的文档树。

3.1 文档树结构

文档树由节点构成,主要有元素节点、属性节点和文本节点,树中的每个节点都处于文档整体结构的某个层级(本文所说元素均指元素节点)。文档树中位于同一个分支的元素间的关系,有祖先后代关系、父子关系和兄弟关系。在不同的上下文中,对同一个元素的称谓可能是父元素、子元素、祖先元素、后代元素和兄弟元素。

3.1.1 父子关系、父元素和子元素

在文档树的层级结构中,如果从一个元素到另一个元素的路径,处于两个相邻层级,那么,这两个元素是父子关系。位于上面层级的是父元素,位于下面层级是子元素。例如:在图2中,元素是元素的父元素,反之,元素是元素的子元素。

3.1.2 祖先后代关系、祖先元素和后代元素

在文档树的层级结构中,如果从一个元素到另一个元素的路径,跨越两个或两个以上的层级,那么,这两个元素是祖先后代关系,在一个元素之下的所有层级的一组元素是其后代元素。一个元素的任何父元素、祖父元素、及其上层的所有元素是其祖先元素。例如:在图2中,元素是元素的祖先元素,反之,元素是元素的后代元素。元素是所有元素的祖先元素,是HTML文档的根元素。

3.1.3 兄弟关系和兄弟元素

存在于同一个层级中,具有相同父元素的元素是兄弟关系,彼此互为兄弟元素。例如:图1中,元素、元素、

元素、元素都是元素的子元素,是兄弟关系,互为兄弟元素。

3.2 结构伪类中的结构信息

CSS3定义了12个结构伪类,它们分别表示文档树的三种结构,定位三种元素。

(1):root pseudo-class(根伪类),表示文档树的根节点,用来定位根元素。在HTML文档中,html元素就是根元素,用来表示整个网页。

(2):empty pseudo-class(空伪类),表示文档树的空节点,用来定位空元素。空节点是指既没有文本子节点,也没有元素子节点的节点,例如,在图2中,第三个

元素和元素就是空元素

(3):nth-child()等其余10个结构伪类,表示文档树父子关系中的子元素节点,通过子元素的位置信息定位子元素。例如:在图2中,元素

有7个子元素,p:nth-child(3)表示匹配第3个子元素,而且,这个元素必须是

元素。

4 结构伪类功能及应用(Functions and applications

of the structural pseudo-classes)

CSS3中的12个结构伪类,分别定位文档的根元素、空元素和子元素。根伪类和空伪类的应用较为简单,其余定位子元素的结构伪类的应用较为复杂,尤其是带参数结构伪类的应用灵活多变、较难理解。

4.1 定位根元素

根伪类(:root pseudo-class)用来定位文档树的根元素。例如,要设置整个页面的背景颜色为蓝色,则CSS代码可写成:

:root {background-color: blue;} 或写成

html:root {background-color: blue;}

4.2 定位空元素

空伪类(:empty pseudo-class)用来定位文档树中的空元素。如果要匹配图2中的空段落,为其设置背景颜色,则CSS代码可写成:

p:empty{background-color: blue;}

如果要匹配图2中的所有空元素(一个

元素和一个元素),为它们设置背景颜色,则CSS代码可写成:

:empty{background-color: blue;}

4.3 定位子元素

匹配子元素的结构伪类共10个,可分为带参数和不带参数两类。

4.3.1 带参数结构伪类

带参数结构伪类有四个,名称均以“:nth-”为前缀,最后跟一对圆括号,可匹配一个或多个子元素。带参数结构伪类通过建立子元素的位置索引来定位元素。下面主要以:nth-child()的应用为例,阐述带参数结构伪类的工作机制。

4.3.1.1 位置索引

系统在匹配子元素时,按照子元素在兄弟元素中的相对位置,给每个子元素都设置了一个位置索引,起始值为1,需注意的是,独立文本和非元素节点不参与位置索引的计数。不同的结构伪类,位置索引的编排规则不同。

用:nth-child()伪类匹配子元素时,子元素位置索引的编排规则是,对所有兄弟元素从上到下顺序索引,第1个子元素的位置索引为1。例如在图2中,元素有7个子元素,元素的位置索引为1,元素的位置索引为7。

4.3.1.2 伪类参数

参数可以是表达式,也可以关键字。

(1)表达式

表达式的一般形式为an+b,其中,a和b是任意整型常量,n是大于等于零的整型变量,要特别注意的是,在CSS代码中表达式中的变量一定要用字母n表示,否则无效。当n=0,1,2,...时,an+b的值构成了一个集合,其中正整数才表示一个子元素的位置索引,负整数和0是无效值,可直接忽略。当位置索引的值大于页面中子元素的数量时,就没有元素可选,其值也可忽略。

[1][3]存入我的阅览室

《软件工程》

2018年03期

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例如:选择器span:nth-child(3n-5)中,表达式3n-5的取值为{-5,-2,1,4,7,10,…},位置索引不能为零和负值,所以-5、-2无效,这个选择器匹配的子元素的位置索引为1、4、7、10…,而且必须是元素。在图2中,位置索引为1的是元素,位置索引为7的是元素,位置索引10超出了子元素的数量范围,所以,这个选择器只匹配到位置索引为4的元素。

表达式an+b匹配元素的模式灵活多变,当a、b取特殊值时,出现了一些有趣的应用。可以分a=0和a≠0两种情况。

①a=0

当a=0,b>1时,an+b的值是一个常数,表示匹配位置索引的值为b的子元素。例如:p:nth-child(3),表达式中,a=0,b=3,表示匹配位置索引为3而且是

元素的子元素。

②a≠0

a.当a>0且b>0时

表达式表示将兄弟元素分组,每组a个元素(最后一组为剩余元素),每组中的第b个元素被选中[1],或者说表达式表示在兄弟元素列表中,从第b个元素开始,每隔a个元素选中一个[2]。

例如,假定图2中元素扩展到10个列表项,则选择器li:nth-child(3n+2),匹配的列表項的位置索引为{2,5,8,11,…},可以理解为将兄弟元素分成每3个一组,10个元素可分成4组,最后一组,只有一个元素,然后选中每组中的第2个元素;也可以表述为,从第2个元素开始,每隔3个元素选中一个;所以,选择器匹配位置索引为2、5、8的列表项。

如果要循环选中每组中的所有列表项,则选择器可写为:

li:nth-child(3n+1),匹配每组中的第一个子元素;

li:nth-child(3n+2),匹配每组中的第二个子元素;

li:nth-child(3n+3),匹配每组中的第三个子元素。

b.当a=1,b>0

假设b=6,则表达式为n+6,取值集合为{6,7,8,9,…},所以,选择器li:nth-child(n+6)将匹配位置索引大于等于6的所有元素。

c.当a=-1,b>0

假设b=6,则表达式为-n+6,取值集合为{6,5,4,3,…},所以,选择器li:nth-child(-n+6)将匹配位置索引小于等于6的所有元素。

(2)关键字

关键字有“odd”和“even”,“odd”表示匹配位置索引为奇数的子元素,“even”表示匹配位置索引为偶数的子元素。例如,在图2中,li:nth-child(even)将匹配到所有偶数列表项,相当于li:nth-child(2n);li:nth-child(odd)将匹配到所有奇数列表项,相当于li:nth-child(2n+1);所以,“关键词”是表达式为“2n”和“2n+1”的语义化表示。

4.3.2 其他带参数结构伪类

带参数的结构伪类除:nth-child()外,还有:nth-last-child()、:nth-of-type()、:nth-last-of-type(),它们除位置索引的编排规则与:nth-child()不同之外,用法和:nth-child()相同。

(1):nth-last-child()伪类

:nth-last-child()伪类的位置索引的编排规则是,从倒数第一个元素开始,对所有兄弟元素建立索引。例如,在图2中,选择器p:nth-last-child(5),表示在所有兄弟元素中,选

中位置索引为倒数第5个,而且是

元素的子元素。

(2):nth-of-type()伪类

:nth-of-type()伪类的位置索引的编排规则是,从同类型兄弟元素中的第一个开始建立索引,元素类型由伪类前的元素选择器决定。例如,在图2中,选择器p:nth-of-type(3),表示选择第3个

类型的兄弟元素。

(3):nth-last-of-type()伪类

:nth-last-of-type()伪类的位置索引的编排规则是,从倒数第一个同类型兄弟元素开始建立索引,元素类型由伪类前的元素选择器决定。例如,在图2中,选择器p:nth-last-of-type(3),表示选择倒数第3个

类型的兄弟元素。

4.3.3 不带参数结构伪类

在匹配子元素的结构伪类中,有六个不带参数的结构伪类。本质上,它们是带参数结构伪类取特殊数值时的快捷写法[3],只用来匹配一个子元素。这种写法更具语义,便于记忆。不带参数结构伪类的功能及与不带参数结构伪类的对应关系见表1。

5 结论(Conclusion)

CSS3结构伪类的引入,有效减少了HTML源代码中类名的使用,使源代码更加简洁,便于维护。CSS3设计结构伪类是基于文档树的根节点、空节点、子节点等结构信息。CSS3结构伪类可用来匹配根元素、空元素和子元素,其中匹配子元素的结构伪类采用位置索引来定位元素,可分为带参数和不带参数两类,不带参数结构伪类本质上是带参数结构伪类取特殊值时的语义写法。带参数结构伪类的参数可以是表达式an+b和关键字odd、even,它们都表示位置索引值的集合,通过位置索引值可定位到一个或多个子元素。

参考文献(References)

[1] W3C.Selectors Level 3 W3C Candidate Recommendation 30 January 2018[EB/OL].https://www.w3.org/TR/css3-selectors.

[2] Eric A.Meyer.CSS: The Definitive Guide[M].Published by O' Reilly Media, Inc.,June 2017:1127-11143.

[3] CSS魔法.CSS揭秘[M].北京:人民邮电出版社,2016:178-182.

[4] (英)弗雷恩(Frain,B.).田永强,译.响应式Web设计:HTML5和CSS3实战[M].北京:人民邮电出版社,2013:113-121.

[5] 大漠.图解CSS3核心技术与案例实战[M].北京:机械工业出版社,2014:312-357.

作者简介:

黄志刚(1965-),男,本科,高级工程师.研究领域:Web技术,大数据技术.

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