一文讀懂 CSS 單位

說起 CSS 單位，我們最熟悉的可能就是像素單位（px），它是一個絕對單位，也就是說一個 10px 的文字，放在哪裏都是一樣大的。單位可以影響顏色、距離、尺寸等一系列的屬性。CSS 中單位的形式有很多種，下面就分別來看看這些單位。

1. 相對單位

相對單位就是相對於另一個長度的長度。CSS 中的相對單位主要分爲兩大類：

字體相對單位，他們都是根據 font-size 來進行計算的。常見的字體相對單位有：em、rem、ex、ch；
視窗相對單位，他們都是根據視窗大小來決定的。常見的視窗相對單位有 vw、vh、vmax、vmin。

下面就來看看這些常見的 CSS 單位。

（1）em 和 rem

em 是最常見的相對長度單位，適合基於特定的字號進行排版。根據 CSS 的規定，1em 等於元素的 font-size 屬性的值。

em 是相對於父元素的字體大小進行計算的。如果當前對行內文本的字體尺寸未進行顯示設置，則相對於瀏覽器的默認字體尺寸。當 DOM 元素嵌套加深時，並且同時給很多層級顯式的設置了 font-size 的值的單位是 em，那麼就需要層層計算，複雜度會很高。

當然，上面的這個說法是不嚴謹的。來看一個例子：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Document</title>
    <style>
        .parent {
            width: 300px;
            height: 300px;
            font-size: 20px;
        }
        .child {
            border: 1em solid ;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div class="parent">
        <div class="child">
           子元素
        </div>
    </div>
</body>
</html>

這裏給父元素設置了字體大小爲 20px，然後給子元素的 border 寬度設置爲 1em，這時，子元素的 border 值爲 20px，確實是相對於父元素的字體大小設置的：

那如果我們給子元素的字體設置爲 30px：

.child {
  font-size: 30px;
  border: 1em solid ;
}

這時可以看到，子元素的邊框寬度就是 30px，它是相對自己大小進行計算的：

所以，可以得出結論：如果自身元素是沒有設置字體大小的，那麼就會根據其父元素的字體大小作爲參照去計算，如果元素本身已經設置了字體，那麼就會基於自身的字體大小進行計算。

em 單位除了可以作用於 font-size 之外，還可以運用於其他使用長度的屬性，比如 border-width、width、height、margin、padding、text-shadow 等。

所以，em 的使用還是比較複雜的，它可能會繼承任意一級父元素的字體大小。需要謹慎使用。

rem 相對於 em 就簡單了很多，它是根據頁面的根元素（根元素）的字體大小來計算的。來對上面的例子進行修改：

.child {
  font-size: 30px;
  border: 1rem solid ;
}

html {
 font-size: 25px;
}

效果如下，可以看到，邊框的長度變成了 25px，它是根據根元素 html 的字體大小計算的：

如果沒有對根元素設定字號的話，font-size: 1rem 的作用與 font-size: initial 相同。

使用 em 和 rem 可以讓我們靈活的夠控制元素整體的放大和縮小，而不是固定大小。那何時應使用 em，何時應使用 rem 呢？可以根據兩者的差異來進行選擇：

兩者在客戶端中計算出來的樣式都會以 px 的形式顯示；
rem 是相對於根元素 html 的 font-size 計算，em 相對於元素的 font-size 計算；
當需要根據瀏覽器的 font-size 設置縮放時，應該使用 rem；
使用 em 應該根據組件的 font-size 來定，而不是根元素的 font-size 來定；
rem 可以從瀏覽器字體設置中繼承 font-size 值， em 可能受任何繼承過來的父元素 font-size 的影響。

（2）ex 和 ch

ex 和 ch 都是排版用的單位，它們的大小取決於元素的 font-size 和 font-family 屬性。

ex 指的是所用字體中小寫字母 x 的高度。因此，如果兩個字體不一樣，那麼 ex 的值是不一樣的。因爲每種字體的小寫 x 的高度是不一樣的。
ch 和 ex 類似，不過它是基於數字 0 的寬度計算的。會隨着字體的變化而變化。而 0 的寬度通常是對字體的平均字符寬度，它是一個估計值。由於 ch 是一個近似等寬的單元，所以在設置容器的寬度時很有用，比如一個容器想要顯示指定個數的字符串時，就可以使用這個單位。

（3）vw、vh、vmax 和 vmin

這四個單位都是視窗單位，所謂的視窗，在 web 端指的就是可視區域，移動端的視窗指的就是佈局視窗。如果視窗大小發生了變化，那麼這些值都會隨之變化。這四個單位指的是：

vw：視窗寬度的百分比；
vh：視窗高度的百分比；
vmax：較大的 vh 和 vw；
vmin：較小的 vh 和 vw。

假如一個瀏覽器的高度是 800px，那麼 1vh 的值就是 8px。vh 和 vw 的大小總是和視窗的高度和寬度有關。

vmin 和 vmax 與視窗寬度和高度的最大值和最小值有關。假如一個瀏覽器高度爲 500px，寬度爲 1200px，那麼 1vmin 就是 5px，1vmax 就是 12px。

這些單位都是長度單位，所以可以在任何允許使用長度單位的地方使用。這些單位比較適合用於創建全視區界面，例如移動設備的界面，因爲元素是根據視區的尺寸而變化的，與文檔樹中的任何元素都沒有關係。

2. 絕對單位

在 CSS 中，絕對單位包括：px 、pt 、pc、 cm 、 mm 、in 等。絕對單位是一個固定的值，它反應了一個真實的物理尺寸。它不會受屏幕大小或者字體的影響。它們的大小取決於值以及屏幕的分辨率（DPI，每英寸的點數）。px 就是我們最常用的絕對單位之一。這些絕對單位的換算關係如下：

1in = 25.4mm = 2.54cm = 6pc = 72pt =96px

（1）px

px 全稱爲 Pixels，表示像素，它並不嚴格等於顯示器的像素，尤其在高清屏下。儘管 CSS 單位會根據瀏覽器、操作系統或者硬件適當縮放，在某些設備或者用戶的分辨率設置下也會發生變化，但是 96px 通常等於一個物理英寸的大小。

CSS 將光柵圖像 (如照片等) 的顯示方式定義爲默認每一個圖像大小爲 1px。一個 “600x400” 解析度的照片的長寬分別爲 “600px” 和“400px”，所以照片本身的像素並不會與顯示裝置像素一致，而是與 px 單位一致。如此就可以將圖像完整的與網頁的其它元素排列起來。

很多時候， px 也常被稱爲 CSS 像素。它是一個絕對單位，但也可以被視爲相對單位，因爲像素單位相對的是設備像素。在同一個設備上，每 1 個 CSS 像素所代表的物理像素是可以變化的；在不同的設備之間，每 1 個 CSS 像素所代表的物理像素是可以變化的。

.box {
    width: 100px;
    height: 100px;
}

（2）pt

pt 全稱爲 Point，表示點。常用於軟件設計和排版印刷行業（筆者做的前端系統，最終的產物就是一個需要拿去印刷的 PDF，所以會經常用到這個單位）。當使用這個單位時，無論顯示器的分辨率是多少，打印在紙上的結果都是一樣的。

如果單純爲了網頁的顯示，建議就使用 px 像素單位，如果需要輸出印刷產品，就可以考慮使用 pt。

（3）pc

pc 全程爲 Picas，表示派卡。相當於我國新四號鉛字的尺寸。派卡也是印刷的術語，1 派卡等於 12 點。它和 px 的換算關係如下：

1pc = 16px

（4）cm

cm 全稱爲 Centimeters，表示釐米。它和 px 的換算關係如下：

1cm = 37.8px

（5）mm

mm 全稱爲 Millimeters，表示毫米。它和 px 的換算關係如下：

1mm = 3.78px

（6）in

in 全稱爲 Inches，表示英寸。它和 px 的換算關係如下：

1in = 96px

3. 頻率單位

CSS 中的頻率單位有兩個：赫茲（Hz）和千赫茲（kHz）。它們的換算關係如下：

1kHz = 1000Hz

通常情況下，頻率單位使用在聽或說級聯樣式表中。頻率可以被用來改變一個語音閱讀文本的音調。低頻率就是低音，高頻率就是高音。

.low { 
  pitch: 105Hz; 
} 

.squeal { 
  pitch: 135Hz; 
}

需要注意，當數值爲 0 時，單位對值沒有影響，但是單位是不能省略的。也就是說 0、0Hz、0kHz 是不一樣的。所以，在使用頻率單位時，不要直接寫 0。另外，這兩個單位是不區分大小寫的。

4. 時間單位

CSS 中的時間單位有兩個：秒（s）和毫秒（ms）。這兩個時間單位都是 CSS 新增的單位。這兩個單位的換算關係如下：

1s = 1000ms

時間單位主要用於過度和動畫中，用於定義持續時間或延遲時間。下面兩種定義是等效的：

a[href] {
 transition-duration: 2.5s;
}

a[href] {
 transition-duration: 2500s;
}

5. 分辨率單位

CSS 中的分辨率單位有三個：dpi、dpcm、dppx。這三個單位都是 CSS3 中華新增的單位。他們都是正值，不允許爲負值。這三個單位的換算關係如下：

1dppx = 96dpi
1dpi ≈ 0.39dpcm
1dpcm ≈ 2.54dpi

分辨率單位主要用於媒體查詢等操作。

（1）dpi

dpi 全稱爲 dots per inch，表示每英寸包含的點的數量。普通屏幕通常包含 72 或 96 個點，大於 192dpi 的屏幕被稱爲高分屏。

@media screen and (min-resolution: 96dpi) { ... }
@media print and (min-resolution: 300dpi) { ... }

（2）dpcm

dpcm 全稱爲 dots per centimeter，表示每釐米包含的點的數量。

@media screen and (min-resolution: 28dpcm) { ... }
@media print and (min-resolution: 118dpcm) { ... }

（3）dppx

dppx 全稱爲 dots per pixel，表示每像素（px）包含點的數量。由於 CSS px 的固定比率爲 1:96，因此 1dppx 相當於 96dpi。它對應於由圖像分辨率定義的 CSS 中顯示的圖像的默認分辨率。

@media screen and (min-resolution: 2dppx) { ... }
@media screen and (min-resolution: 1dppx) and (max-resolution: 1.9dppx) { ... }

6. 角度單位

CSS 中的角度單位有四個：deg、grad、rad、turn。這些角度單位都是 CSS3 中新增的單位。它們的換算關係如下：

90deg = 100grad = 0.25turn ≈ 1.570796326794897rad

一般這些角度單位用於元素的 ** 旋轉操作，** 包括 2D 旋轉、3D 旋轉等。

當旋轉值爲正值時，元素會順時針旋轉；
當旋轉值爲負值時，元素會逆時針旋轉。

通常情況下，一個完整的旋轉就是 360 度。所以，所有的角度都在 0-360 度之間。但是，超出這個範圍的值也是允許的，只不過都會歸到 0-360 度之間。比如，順時針旋轉 420 度（450deg）、逆時針旋轉 270 度（-270deg）、順時針旋轉 90 度（90deg）都是一樣的效果，都會歸爲 90deg。但是當使用動畫時，這些角度值就非常重要了。

CSS 的旋轉主要依賴於 transform 屬性中的 rotate() 、rotate3d、 skew() 等方法。只需給它們傳遞旋轉的角度即可。

除了旋轉會使用角度之外，線性漸變也會經常使用角度值：

background: linear-gradient(45deg, #000, #fff);

（1）deg

deg 全稱爲 Degress，表示度，一個圓總共 360 度。

transform: rotate(2deg);

（2）grad

grad 全稱爲 Gradians，表示梯度，一個圓總共 400 梯度。

transform: rotate(2grad);

（4）rad

rad 全稱爲 Radians，表示弧度，一個圓總共 2π弧度。

transform: rotate(2rad);

（4）turn

turn 全稱爲 Turns，表示圈（轉），一個圓總共一圈（轉）。

transform:rotate(.5turn);

7. 百分比單位

百分比（%）也是我們比較常用的單位之一，所有接受長度值的屬性都可以使用百分比單位。但是不同屬性使用該單位的效果可能並不一樣。但是都需要有一個參照值，也就是說百分比值是一個相對的值。

下面來看看常見場景中的百分比單位的使用。

（1）盒模型中的百分比

在 CSS 中的盒模型包含的屬性有：width、max-width、min-width、height、max-height、min-height、padding、margin 等。這些屬性在使用百分比時，參照物不盡相同：

width、max-width、min-width：值爲百分比時，其相對於包含塊的 width 進行計算；
height、max-height、min-height：值爲百分比時，其相對於包含塊的 height 進行計算；
padding、margin：值爲百分比時，如果是水平的值，就是相對於包含塊的 width 進行計算；如果是垂直的值，就是相對於包含塊的 height 進行計算。

（2）文本中的百分比

在 CSS 中文本控制的屬性有 font-size、line-height 、vertical-align、 text-indent 等。這些屬性在使用百分比時，參照物不盡相同：

font-size：根據父元素的 font-size 進行計算；
line-height：根據 font-size 進行計算；
vertical-align：根據 line-height 進行計算；
text-indent：如果是水平的，則根據 width 進行計算，如果是垂直的，則根據 height 進行計算。

（3）定位中的百分比

在 CSS 中用控制 position 位置的 top、right、bottom、left 都可以使用百分比作爲單位。其參照物就是包含塊的同方向的 width 和 height。不同定位的包含塊不盡相同：

如果元素爲靜態（ static ）或相對定位（ relative ），包含塊一般是其父容器；
如果元素爲絕對定位（ absolute ），包含塊應該是離它最近的 position 爲 absolute 、 relative 或 fixed 的祖先元素；
如果元素爲固定定位（ fixed ），包含塊就是視窗（ viewport ）。

（4）變換中的百分比

CSS 中的 transform 屬性中的 translate 和 transform-origin 值也可以設置百分比。

translateX() 根據容器的 width 計算
translateY() 根據容器的 height 計算
transform-origin 中橫座標（ x ）相對於容器的 width 計算；縱座標（ y ）相對於容器的 height 計算

注意，在 translate 還有一個 z 軸的函數 translateZ() 。它是不接受百分比爲單位的值。

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