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第三代移动端布局方案

大家有没有发现淘宝的H5移动端没有使用任何rem和vw单位,而是和web端项目一样,使用的是px单位。虽然是px但它也很完美的将整个页面渲染了出来。那淘宝的FE是怎么实现的呢?

最近在研究关于布局的设计方案,通过学习理解阿里的fusion.design的设计思想并结合手机淘宝H5版的px布局问题。逐渐有了一些想法,这里进行综合整理,也算是抛砖引玉吧。

1、rem和vw

rem和vw都是为了解决移动端适配问题。rem方案中最成功的就是淘宝的lib-flexible了,它是通过javascript将整个布局分割成10份,从而进行有效布局。不过有计算dpr的问题,在一些dpr比较怪异的手机上会出现脱相的问题。后来又产生了vw布局,使用了vw之后,也再无需通过javascript的帮助进行布局的切分,而是自动的将整个布局切割为等分的100份,也就是1vw = 1%的页面宽度。

1.1、 rem的问题

  • 在奇葩的dpr设备上表现效果不太好,比如 一些华为的高端机型 用rem布局会出现错乱。
  • 设置根字体大小的方式有两种,一种是媒体查询,优点:不需要额外使用js去更改html的字体,缺点:不连续,或者说并能完* 全实现对所有设备的布局规范统一;
  • 另一种是js动态更改html字体,优点:连续;缺点:不如直接写媒体查询的体验好;
  • 不支持css3 calc的需要大量密集的 @media hack;
  • 使用iframe引用也会出现问题;
  • 需要解决在ios上的1px边框问题,但是这个在lib-flexible中已经解决:(1px变2px, 又被 initial-scale=0.5 缩小了一半
  • rem需要引入一个lib库
  • html的font-size设置到12px以下还是会按照12px=1rem来计算,这样所有使用了rem单位的尺寸都是错的

1.2、vw的问题

  • 支持程度不太好,安卓4.4以下都不支持

1.3、它们共同的问题

  • 都需要计算以达到适配的目的
  • 额外引入工具,在编译阶段完成转换
  • UI的回归测试不友好。毕竟设计稿是px,而页面是rem或vm。
  • 都是相对单位。rem 的比例是可以通过控制 html 字体大小来控制的,而vw的比例是固定的。
  • 无法和web项目共用统一套工程化方案,因为web项目不需要使用rem和vw单位。

2、移动端布局的初衷

  1. 可以轻松搞定任意布局
  2. 通过设计稿,可以让应用在不同的设备上有完美的体验效果

虽然rem和vw可以很好完成它们的初衷,不过同时它们也是有代价的(就是它们存在的问题)。那有没有一种方案可以规避掉以上rem和vw的问题又可以很好的完成初衷哪?

2.1、一个新的Units单位(该小节摘自https://fusion.design/design/doc/16)

DP为UI设计中的唯一可用单位

由于DP在不同设备中的叫法不同,且用于描述字号的单位有所不同(如SP,PT),但其基本计算方法和原则相同且通用,所以在设计过程中,我们考虑到严谨性,统一采用只写数字不带单位的方法书写。

选用DP的原因

像素密度PPI:指每英寸包含的像素(Px)个数

如图同一物理尺寸(肉眼所见尺寸)下,低密度显示器的像素个数明显小于高密度显示器的像素个数,所以像素(PX)在多变的设备和分辨率下不是一个稳定可用的单位

与密度无关的像素(DP):设备独立像素

如图,DP与PX的对比可见,DP可以自适应屏幕的密度,不管屏幕密度怎么变化,实际显示的物理尺寸相同,DP可以保证物理尺寸的一致性,DP是目前最适合UI设计的单位,同时也是使代码语言相通的尺寸。

转换公式 当屏幕的PPI为160时,1DP=1PX;例:Iphone4,Iphone5,Iphone6,PPI为326,在这些屏幕之下1DP=2PX

DP=(PX160)/PPI PX=DP(PPI/160)

切图规则 DP是与开发代码共用的语言,但一些需要置入的jpg,png等图片非矢量,依旧采用px作为单位,这个时候我们需要将图片适配到不同PPI的屏幕中去。

图示,为一块banner适配到不同分辨率屏幕时的像素值:

但实际场景中,无法为各种屏幕做切图适配,我么遵循大图可压缩小,小图不可变大的原则:

  • 【Mobile】选择3x图输出,适配于ios和andirod
  • 【Web】选择2x的图输出,适配普通屏幕和retina屏幕

画布设置规则

  • 【Mobile】选择375*667作为绘图尺寸
  • 【Andriod】 选择360*640作为绘图尺寸
  • 【Web】使用1440宽作为绘图尺寸

3、具体实现

主要思路

  1. 设计稿中统一使用dp作为像素单位,具体规则参考上面的切图规则画布设计规则
  2. rem和vw多多少少存在各种问题,所以统一使用px作为实现单位
  3. web和wap可以使用同一套工程方案
  4. 实现设计稿的dp到真实应用中px的映射关系,并且px会随着设备窗口大小的改变而改变

当然,如果稿子是px的也可以手动将px转换为dp。

想要实现这个整体方案,核心就在于第4条(实现设计稿的dp到真实应用中px的映射关系),并且这个过程只靠工程化的编译阶段是无法完美解决的,必须和浏览器运行时一起配合工作才能够达成我们的目标。

前提

  1. 业务模块的css不可以抽离为独立的css文件,必须输出在js文件中(style-loader的能力),这样才有改变css内容的基本能力。
  2. 定义一个尺寸单位dp,标识这是在设计稿上的尺寸(类似于小程序中的rpx)。
  3. 并不是所有的px都需要做弹性转换的,对于需要做弹性转换的容器的px统一改为dp,否则继续使用px。

假设我们根据Mobile设计稿定义一个移动端H5的容器元素:

<div class="box">
	<div class="tip">this is tip</div>
</div>
复制代码
.box {
	/* 这里使用的单位为dp,表示需要根据设备大小进行弹缩 */
	width: 100dp;
	height: 150dp;
	background: red;
}

.box .tip {
	/* 使用的单位为px,不需要根据设备大小进行弹缩。无论设备怎么变化,该元素的宽高都是10像素。 */
	width: 10px;
	height: 10px;
	background: blue;
}
复制代码

最终,元素.box会根据设备的宽高的改变而改变自身的大小,下方就是.box元素在不同设备下的宽和高:

设备 宽度 高度
设计稿 100dp 150dp
iPhone 5/SE 85.33px 128px
iPhone 6/7/8 100px 150px
iPhone 6/7/8 Plus 110.4px 165.60px
iPhone X 100px 150px
Galaxy S5 96px 144px

在实现这个功能必须先提供一个转换dp为px的帮助函数:unitParser。因为接下来的两种方式中都需要这个函数来帮助我们实现最终目的。

const allowMiniPixel = () => {
    let allow = false;
    if (window.devicePixelRatio && devicePixelRatio >= 2) {
        let ele = document.createElement("div");
        ele.style.border = ".5px solid transparent";
        document.body.appendChild(ele);
        allow = 1 === ele.offsetHeight;
        document.body.removeChild(ele);
    }
    return allow;
}();
function unitParser(unit) {
	let type = void 0 === unit ? "undefined" : getType(unit);
	if ("number" === type) {
		unit += "dp"
	}
	if ("string" !== type) {
		return unit;
	}

	let regExp = /^([\d\.]+)(np|dp)?$/g;
	return unit.replace(regExp, (chars, count, suffix) => {
		count = Number(count)
		switch (suffix) {
			case "np":
				// np不做转换。1np就是1px 100np就是100px
				break;
			case "dp":
			default:
				// 注意这里375。说明的上文说了,设计稿是按照iphone 6的375进行设计的。
				// deviceWidth为屏幕的宽度。iphone 5/SE为320、iphone 6/7/8为375
				count = count / 375 * deviceWidth
		};

		if (!allowMiniPixel && count < 1) {
			count = 1
		}
		return count + "px";
	})
}
复制代码

3.2.1、方式一:styled-components + css-in-js + JSX

Vue:

import styled from 'vue-emotion'
import unitParser from './unitParser.js';

const box = styled('div')`
	width: ${unitParser("100dp")};
	height: ${unitParser("150dp")};
	background: red;
`

const tip = styled(div)`
    width: 10px;
	height: 10px;
	background: blue;
`

new Vue({
  render() {
    return (
      <box>
        <tip>this is a tip</tip>
      </box>
    )
  }
})
复制代码

react:

import styled from 'styled-components';
import unitParser from './unitParser.js';

const Box = styled.div`
    width: ${unitParser("100dp")};
	height: ${unitParser("150dp")};
	background: red;
`
const Tip = styled.div`
    width: 10px;
	height: 10px;
	background: red;
`

render(
  <Box>
    <Tip>this is a tip</Tip>
  </Box>
)

复制代码

注意: 使用此方案需要注意和sass、post-css等工具的结合使用问题,会增加一定的工程复杂度。另外这种方案会产生大量的元素style属性,导致dom复杂度增加。

3.2.2、方式二:在浏览器运行时动态计算

自定义一个webpack的css-loader,进行unitParser处理。

function styleInject(css, ref) {
  if ( ref === void 0 ) ref = {};
  var insertAt = ref.insertAt;

  if (!css || typeof document === 'undefined') { return; }

  var head = document.head || document.getElementsByTagName('head')[0];
  var style = document.createElement('style');
  style.type = 'text/css';

  if (insertAt === 'top') {
    if (head.firstChild) {
      head.insertBefore(style, head.firstChild);
    } else {
      head.appendChild(style);
    }
  } else {
    head.appendChild(style);
  }

  if (style.styleSheet) {
    style.styleSheet.cssText = css;
  } else {
    style.appendChild(document.createTextNode(css));
  }
}

var css = ".box {width: " 
+ unitParser("100dp") 
+ "; height: " 
+ unitParser("150dp") 
+ "; background: red;} .box .tip {width: 10px; height:10px; background: blue}";

styleInject(css);
复制代码

3.2.3、优缺点

优点:
  1. 文章开头所提到的rem和vw都存在众多问题,该方案都可以完美解决。
  2. 还可以和其他任何单位混合使用,这意味这使用这种方案的同时还可以使用之前的rem和vw方式。
缺点:
  1. 不管使用方式一还是方式二,都会对项目的工程化复杂度增加,不过和目前处理rem以及vm的px2rem以及px2viewport等工具相比,这点复杂度根本不值一提。
  2. 增加了js bundle文件的体积,减少了css文件的体积。不过没有整体的体积没有增加,仅仅是将部分业务的css内容搬到了js文件里。

最后

  1. 借用了大部分工程化的能力,主要还是用来css in js的能力
  2. 但是这样有个缺点。就是视窗大小改变的时候会出现布局错乱。不过影响不大,因为真机里是不会出现窗口大小改版的。而且这一套方案完全抹平了web和wap的差异性,在开发层面完全一直。需要缩放就用dp,不需要就用np和px作为单位即可
  3. 这套方案还是蛮不错的,比rem和vw好很多。确实属于第三代移动端布局方案了
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