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CSS组件化方案概述:BEM/CSS Modules/CSS-in-JS/原子化CSS等(未完成)

todo 标题后面看一下如何优化

前端组件化

众所周知,前端开发代码有三大部分:

  • HTML 负责页面的结构
  • CSS 负责页面的视觉样式
  • JavaScript 负责页面的交互行为

这三大部分属于三种不同的“编程语言”,有一定的隔离性,但在逻辑上又互相关联,因此如何组织这些代码,是前端开发的一个重要问题。

关注点分离

在较早期的前端开发中是三种代码分离的,即HTML中只写标签,不写CSS和JavaScript,这两个在单独的区域/文件中实现。这种做法叫做“关注点分离”。

html
<!-- 三种代码合并 -->
<div style= "color: red" onclick="console.log('click')"> 你好 </div>

<!-- 三种代码分离 -->
<div class="texts" onclick="handleClick()"> 你好 </div>

<style>
.texts {
  color: red;
}
</style>

<script>
function handleClick() {
  console.log('click');
}
</script>

这样的代码结构清晰,每种代码的耦合性少,因此在早期受到推崇。但这种方式在代码组织上有很大的问题,即虽然三种技术互相独立,但在逻辑上确是相互关联的:

  • CSS样式是和HTML标签关联的,标签绑定样式才能发挥效果
  • JavaScript对数据和交互的处理会造成HTML元素的展示和CSS样式变化

尤其是前端交互逻辑和数据处理越来越重,将三类代码分离对开发有很多不便之处。试想如果要调整一个模块的逻辑和展示,需要三个甚至更多文件同时查看对比才能搞清楚,这会造成造开发效率太低,逻辑不清晰,代码维护性差等很多问题。

后来出现了组件化的思想,将同一个模块的HTML, JavaScript, CSS代码放在一起,组成一个组件。组件本身可以自由组合和复用,组件内部的代码和外部隔离。开源社区中涌现了很多组件化的前端工具和框架,例如知名的React和Vue。现在这种组件化的模式,已经成为了前端开发的主流。

Vue模式

Vue框架中的单文件组件形式,既保留了HTML, JavaScript, CSS代码的独立性(虽然演变为了生成HTML的模板),依旧保留有关注点分离的特性,又将它们组合到了同一个文件中,HTML模板可以直接使用JavaScript的数据来更新元素。这样使得同属于一个组件的代码逻辑清晰展示,同时不会影响到其它组件。前面的代码使用Vue的单文件组件改写后如下:

vue
<script setup>
function handleClick() {
  console.log('click');
}
</script>

<template>
  <div class="texts" @click="handleClick"> 你好 </div>
</template>

<style>
.texts {
  color: red;
}
</style>

React模式

React框架则首先发明了JSX语法,可以在JavaScript中编写标签模板。这样使得JavaScript和HTML的关系非常紧密:

jsx
import './index.css';

function Comp() {
  const handleClick = () => {
    console.log('click');
  };
  const styles = { fontSize: '14px' };
  return <div className="texts" style={styles} onclick={handleClick}> 你好 </div>;
}

可以看到,React中一个函数即为一个组件,组件函数直接返回JSX标签语法,作为HTML渲染的模板。虽然Vue等组件后来也支持JSX,但还是React的使用最广泛。并且它们的标签语法都是类似于“HTML模板”,而不是一种真正的HTML。

React其中CSS可以直接作为内联style属性的数据,在JavaScript中控制样式。React对于CSS的封装比较弱,因此很多开发者还是喜欢使用独立的CSS等样式文件来控制样式。例如:

css
/* index.css */
.texts {
  color: red;
}

但这样事实上就造成了React组件中HTML和JavaScript的代码位置联系紧密,但与CSS的联系却有些松散。再加上不管哪种框架,在组件中引入的CSS不仅在组件内生效,而且对于页面全局都生效,这样会造成不同组件的样式冲突和污染。为了解决这些问题,使得CSS和组件紧密联系,开源社区中涌现了很多关于CSS的组件化技术。下面我们就跟随着技术出现的时间顺序和进化方向,介绍一些CSS组件化相关方案。

BEM

CSS样式冲突和污染主要的原因在于,不同组件中class类名都是公用的,假设两个组件中起了同样的类名,那么就会出现样式污染。既然问题出在名字,那么让不同组件的类名不同不就能解决问题了。因此,社区中出现了一些CSS命名规范,希望使用规范将CSS的冲突污染减少,同时通过命名起到和HTML标签关系更紧密的作用。

BEM介绍

BEM是最知名的CSS命名规范,由Yandex团队开发。BEM的全称为Block Element Modifier,翻译成和中文就是块,元素和修饰符。BEM使用这三种层级来规范CSS的命名:

  • Block 区块 表示页面中一个独立可复用的模块或者组件
  • Element 元素 表示区块中的一个组成元素
  • Modifier 修饰符 修饰元素的状态或者行为

每个层级内部使用串行命名法(Kebab Case),中间分隔单词使用单中线-。元素前的分隔符为双下划线__,修饰符前的分隔符为双中线--。元素不能独立存在,必须依附于区块内。修饰符则必须跟在元素或者区块后面。因此可以这样组合命名:

  • block 单区块
  • block__element 区块+元素
  • block--modifier 区块+修饰符
  • block__element--modifier 区块+元素
html
<div class="container">
  <input class="container__input" />
  <button class="container__button--primary">提交<button>
</div>

<style>
.container {}
.container__input {}
.container__button--primary {}
</style>

在上面的例子中,container是区块,input和button是元素,primary则是修饰符。这样每个元素都有自己的类型,不需要考虑名称冲突的问题,而且这样命名是有页面结构含义在的,即通过命名就知道这个元素属于哪个组件,有什么用处。因此,BEM也不推荐使用嵌套选择器。

BEM的应用和优缺点

BEM的应用比较广泛,很多项目都是使用它来命名class,还有一些项目利用了他的命名思路。这里我们以Vue3的组件库Element-Plus为例,来看一下BEM的应用:

流程图

这里是一个复合型输入框组件,名称叫做el-input-group。这里包含左边的前置展示元素和右边的输入框,其中组件结构和以BEM方式命名的class如下:

  • el-input-group--prepend: 区块 el-input-group 修饰符 prepend
    • el-input-group__prepend: 区块 el-input-group 元素 prepend
    • el-input__wrapper: 区块 el-input 元素 wrapper
      • el-input__inner: 区块 el-input 元素 inner

通过这种方式,Element-Plus有着清晰的元素class名,不仅组件内部开发使用,使用组件库的用户也可以使用这些类名来覆盖组件库样式。下面我们来总结一下BEM命名规范的优缺点:

  • 优点
    • 清晰的类名,只看class就能知道元素的作用和归属,不会发生混淆
    • 组件间和组件之间的名称是独立的,不会样式污染
    • 提供了命名规范,团队协作开发时命名不会混乱,也可以提供给外部使用
  • 缺点
    • 对于包含很多元素的复杂组件,仅仅三个层级,命名可能并不够用
    • 组件名称太长,对开发者并不方便

这些优缺点不仅仅是BEM的优缺点,也基本上是大部分CSS命名规范的优缺点了。

OOCSS

面对对象简介

OOCSS的全称为Object Oriented CSS,即为面对对象的CSS。接触过编程的同学大多知道,Object Oriented即面对对象,是一种编程模式,是将一些数据属性和对应的方法结合起来,抽象成一个类,而类的示例就是对象。面对对象还有继承,封装,多态等特性。这里举个简单的例子:

类别类名属性方法
基类水果名称 重量 体积切开水果
子类 继承水果苹果甜度做苹果派
子类 继承水果橘子酸度作陈皮

每一种类都封装了属性和方法。苹果和橘子都是水果的子类,继承了水果的属性和方法。子类可以有自己独立的方法,也能调用父类的方法。调用父类的方法时,可以有子类自己的实现,这是多态。例如苹果和橘子都可以使用切开水果这个方法,但切开的效果不一样。一个类可以生成很多个示例对象,每个对象可以有不同的数据。

JavaScript中也有面对对象相关的方法,老方法有原型链,ES6中直接提供了class关键字,并且在逐渐完善面对对象相关的语法。但CSS并不是编程语言,无法提供直接提供面对对象语法,只能在概念上简单模拟一下。OOCSS就是利用CSS,对面对对象的概念进行了简单的模拟。

分离结构和皮肤

按照OOCSS的设想,CSS样式可以分为结构structure和皮肤skin。结构表示它的尺寸/位置/边距等内容;皮肤表示颜色,字体,背景等。因为皮肤可能会根据不同的场景变化,而且皮肤可能被多个组件所公用,因此分开作为两个类来处理。这里我们举个例子,首先是不使用OOCSS的做法,两个CSS类独立互相没有依赖:

html
<div>
  <button class="btn-small">jzplp按钮1</button>
  <button class="btn-large">jzplp按钮2</button>
<div>
<style>
.btn-small {
  width: 20px;
  height: 20px;
  Padding: 5px;
  color: red;
  background: blue;
}
.btn-large {
  width: 200px;
  height: 200px;
  Padding: 50px;
  color: red;
  background: blue;
}
</style>

这样写会造成一些重复属性存在,例如这里的skin相关属性就是重复的,我们将他抽象出来作为单独的skin共享:

html
<div>
  <button class="btn-small btn-skin">jzplp按钮1</button>
  <button class="btn-large btn-skin">jzplp按钮2</button>
<div>
<style>
.btn-skin {
  color: red;
  background: blue;
}
.btn-small {
  width: 20px;
  height: 20px;
  Padding: 5px;
}
.btn-large {
  width: 200px;
  height: 200px;
  Padding: 50px;
}
</style>

这样皮肤的样式就可以在不同的元素中复用了。如果要修改皮肤,修改一个位置就统一修改了所有元素的皮肤。

分离容器和内容

很多人在写CSS时,遇到容器和内容这样组合的HTML结构,经常会把CSS也写为组合的样式,例如与HTML一样也保持了父子的结构。但OOCSS认为,这样限制了这些CSS的引用场景,不利用其它元素复用这些CSS代码。需要将它们分开撰写。这里举个例子,首先依然是嵌套CSS的场景:

html
<div class="container">
  <div>jzplp内容1</div>
  <div>jzplp内容2</div>
<div>
<style>
.container {
  width: 100%;
  height: 200px;
  div {
      width: 30px;
      margin-right: 10px;
      height: 100%;
  }
}
</style>

假设有其它场景只希望复用内部div的CSS代码,是没有办法的,因为嵌套的结构限制了这里的使用场景。因此按照OOCSS的设想,应该不使用嵌套结构,将CSS代码解耦:

html
<div class="container">
  <div class="content">jzplp内容1</div>
  <div class="content">jzplp内容2</div>
<div>
<style>
.container {
  width: 100%;
  height: 200px;
}
.content {
  width: 30px;
  margin-right: 10px;
  height: 100%;
}
</style>

OOCSS的优缺点

除了上面OOCSS的两个原则“分离结构和皮肤/分离容器和内容”之外,OOCSS最核心的原则其实是:拆开元素的CSS样式,使其做为更方便复用,更独立的样式。上面两个原则是这个核心原则的部分具体做法而已。

这时候有些同学会问,这些原则和面对对象有什么关系?实话说我也觉得关系确实不大。但按照OOCSS的说法,我们定义的类选择器就是面对对象中的类。将这个类的提供给HTML元素,就相当于将这个类实例化。使用OOCSS的原则,拆开的可复用CSS样式相当于基类,那些拆开后依然无法复用的CSS样式称为子类。(例如前面btn-small是子类,btn-skin是父类)。

如果这样抽象的话,即使不了解OOCSS的开发者,肯定也无意间使用过OOCSS的原则,也用过“面对对象方法”组织过CSS。这里我们总结一下OOCSS的优缺点:

  • 优点
    • 复用已有的CSS规则更方便(这也是OOCSS的核心原则)
    • CSS文件更少,可提高页面加载速度(这也是复用程度高造成的)
    • 有利于CSS规则更新和扩展(只改一个CSS规则,所有位置都可以生效)
  • 缺点
    • 一个元素上可能挂多个类名,可能造成属性混乱
    • 如何拆分抽象公共CSS规则需要根据业务设计与平衡
    • 结构和皮肤有时候时互相关联的,有时候并不容易区分
    • 部分CSS本身就要求父子有联系,例如flex,grid布局等等,必须要求父子元素独立可能并不适合

总之,OOCSS只是一个组织CSS的思路,我们不需要教条化的拆分,而是根据具体场景拆分和抽象公共CSS规则。

SMACSS

SMACSS的全称叫做Scalable and Modular Architecture for CSS,意思是可扩展和模块化的CSS结构。他与OOCSS类似,也是制定了一些CSS组织的规范,但比OOCSS更细致。这两个命名规范的思想上有很多相似之处。SMACSS将页面的CSS规则分为五种类型,下面我们将分别介绍:

  • Base 基础样式
  • Layout 布局样式
  • Module 模块样式
  • State 状态样式
  • Theme 主题样式

Base基础样式

基础样式是整个页面通用的公共样式。一个常用的例子是CSS reset样式表。在CSS优先级,没有想的那么简单!全面介绍影响CSS优先级的各类因素中我们介绍过,浏览器会提供一些预置的默认样式,叫做“用户代理样式表”。但是很多用户不希望使用这些默认样式,因此使用一个全局的CSS reset样式表处理这些默认样式。

除了reset样式表之外,基础样式还可以包含一些对于所有元素通用的样式,例如标题样式,默认链接样式,页面背景等。SMACSS不推荐哎基础样式中使用类或者ID选择器。例如:

css
body, form {
  margin: 0;
  padding: 0;
}
a {
  color: #039;
}
a:hover {
  color: #03F;    
}
body {
  background-color: red;
}

Layout布局样式

布局指的是将页面划分为几个大部分,这几个部分的样式作为布局样式。例如页面可以划分为头部、主内容区、底部、侧边栏等。这些样式通常是全局样式,一个布局元素中可以包含很多个模块。如果布局元素确定只出现一次,甚至可以使用ID选择器。可以使用l-或者layout-前缀来表示是布局样式,但也可以不使用。这里举几个例子:

css
#header, #article, #footer {
    width: 960px;
    margin: auto;
}
.sidebar {
    float: right;
}

Module模块样式

SMACSS中的模块和其它CSS命名规范中模块的含义一致,都是页面中独立可复用的模块,也就是组件。模块中的规则避免使用ID选择器或者元素选择器,而使用类名。为了规则不发生冲突,每个模块可以用模块名称本身作为前缀,例如.module-。

css
.card { padding: 5px; }
.card-top { font-size: 10px; }

State状态样式

SMACSS中的状态类似于BEM中的修饰符modifier,它表示模块或者布局在某些状态下的外观或者行为。但SMACSS中的状态样式倾向于是全局使用的,即多个模块和布局都可以使用。状态样式也可以是依赖JavaScript驱动的,例如点击或者其它操作展示的效果。状态样式可以用is-作为前缀。因为要覆盖元素本身的默认样式,因此允许使用!important。

css
.is-collapsed {
  width: 10px;
}
.is-selected {
  color: red !important;
}
/* 仅供模块使用的状态规则,可以添加模块前缀 */
.is-card-selected {
  color: yellow !important;
}

Theme主题样式

主题描述了模块或布局的外观样式,一些小的页面不要求主题样式,但有些页面以后特殊要求,甚至要求换肤。将皮肤抽象出来作为的独立样式,方便抽象和更改。这里和OOCSS的皮肤规则有点像。

css
.normal {
  color: blue;
  background: grey;
}

.primary {
  color: red;
  background: white;
}

SMACSS的优缺点

SMACSS不仅描述了五种CSS规则类型,还包含很多规范说明,比如:类名规范、选择器使用规范和性能优化、字体、页面状态变化、嵌套选择器、与HTML5集成,与CSS预处理器集成、特殊CSS规则、甚至是CSS代码缩进等等。这里我们总结一下SMACSS的优缺点:

  • 优点
    • 提供了比较详尽的CSS组织规范
    • 考虑到了各种类型的公共样式,组件/模块的独立样式,可复用和隔离能力相对平衡
    • 由于比较详尽,更有利于团队协作开发
  • 缺点
    • 规范比较落后,没有适应现在前端框架的发展,有些想法也过时了
    • Layout也经常以模块/组件的形式组织
    • 规范太详尽,导致经常出现不符合实际情况的场景
    • 虽然说了不要死板套用,但如果不符合的场景太多,那还是需要重新定义自己的规范

其它命名方案

除了上面三种之外,还有一些CSS命名规范,这里我们简单介绍一下:

ITCSS

ITCSS的全称为Inverted Triangle Cascading Style Sheets,翻译成中文为倒三角CSS。ITCSS把CSS规则分成了七层,并且把这七层展示为了一个倒三角的形式。

流程图

倒三角的形式指的是从上到下CSS规则的普遍性减少,特殊性增加,即越往下,影响范围和可复用性越低。这里我们说明一下每一层的内容:

  • Settings 预先定义的颜色变量,数值变量等
  • Tools 全局使用的mixins和函数等
  • Generic 全局标准化样式,例如CSS reset样式表
  • Elements HTML元素的通用样式
  • Objects 整个工程的布局样式,但不包含外观属性
  • Components 具体的组件样式
  • Trumps 可以覆盖的辅助样式,可以接收!important

可以看到,前两层都没有真正的CSS规则代码;三四层是不带类选择器的CSS规则。ITCSS利用了CSS预处理的特性,例如mixins和函数等。

AMCSS

AMCSS的全称为Attribute Modules for CSS,即使用属性作为模块的CSS。它与其它CSS命名规范都不相同:其它命名规范主要使用HTML的class属性作为选择器,而它则采用自定义HTML属性作为选择器。

  • Modules 模块
    • 类似于BEM中区块和元素的概念
    • 使用HTML属性描述,属性名称采用大驼峰命名法BlockName,如果嵌套子模块名使用连字符-
  • Variations 变体
    • 类似于BEM中的修饰符,表示模块中变化的部分,用来新增和覆盖部分属性
    • 使用HTML属性值描述,多个用空格分隔
  • Traits 特征
    • 一组某个用途的CSS规则,可以用来描述一些公共的CSS
    • 同一组特征的HTMl属性相同,值不同。特征的属性名采用小驼峰式命名法featureName

上面将的有点晦涩,这里还是要用实际例子说明一下。AMCSS要求属性名添加前缀,推荐am-,其它前缀也可以。

html
<div am-MainCard>
</div>
<div am-Card>
  <div am-Card-Container> jzplp1 </div>
</div>
<div am-Card="sp1 primary"> 
  <div am-textType="title"> jzplp2 </div>
</div>

<style>
  /* 仅模块名 */
  [am-Card] { color: red; }
  /* 模块名采用大驼峰命名法 */
  [am-MainCard] { color: red; }
  /* 子模块名使用连字符- */
  [am-Card-Container] { color: red; }
  /* 变体使用属性 */
  [am-Card~="primary"] { color: red; }
  /* 特征名使用小驼峰式命名法 */
  [am-textType] { color: red; }
  /* 特征名和限制特征值 */
  [am-textType~="title"] { color: red; }
</style>

可以看到,AMCSS实际上就是将类选择器的那一套用法搬到了属性选择器上面,属性选择器的~=符号同样支持多个属性值。而且由于属性有属性名和属性值两种,因此相比于class名更灵活也更清晰。这种属性命名方式并不是推荐的HTML规范,但也可以正常使用。

SUITCSS

SUITCSS是一套组件化的样式工具。它不仅包含CSS命名规范,而且也提供了一些CSS预设包,构建工具,预处理器(实际上是PostCSS的插件集合),测试工具等。这里我们主要描述一下命名规范:

  • 公共样式: 表示一些公共样式
    • 命名规则 u-[sm-|md-|lg-]<utilityName>
    • 使用-u开头,后面跟骆驼命名法。中间也可以加响应式规则sm-|md-|lg-
  • 组件样式:描述独立组件内部的样式
    • 命名规则 [<namespace>-]<ComponentName>[-descendentName][--modifierName]
    • namespace 可选的命名空间,例如组件库中的组件避免与业务组件冲突,可以加前缀,例如 el-label, el-tag等。
    • ComponentName 组件名称,应该用Pascal命名法。组件名称需要与其他组件不同。
    • descendentName 组件内后代的名称,即为组件内部的元素上的类名,使用骆驼命名法。
    • modifierName 组件修饰符,修饰元素的状态或者行为。使用骆驼命名法,且前面有两个连字符。

SUITCSS命名规范中还规定了组件的设计原则,CSS变量名的命名方式,预置公共样式,甚至是代码风格等。

搞一个React工程示例

同时提供不使用 下面技术的场景示例 这次用vite?

CSS Modules

CSS in JS

以 styled-components 为例

原子化CSS

比较和总结

这些所有的命名规范都有些过时

参考