【CSS in Depth 2 精译】2.2 em 和 rem + 2.2.1 使用 em 定义字号

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第一章层叠、优先级与继承
第二章相对单位
2.1 相对单位的威力
2.1.1 响应式设计的兴起

2.2 em 与 rem ✔️
2.2.1 使用 em 定义字号 ✔️
2.2.2 使用 rem 设置字号

2.3 告别像素思维
2.4 视口的相对单位
2.5 无单位的数值与行高
2.6 自定义属性
2.7 本章小结

2.2 em 与 rem

em 是最常见的相对长度单位，也是排版中用于设置字体大小（即字号）的度量单位。在 CSS 中，1em 表示当前元素的字号，具体大小取决于作用的元素。图 2.1 为一个内边距 padding 为 1em 的 div 元素：

图 2.1 1em 内边距等同于当前字号（虚线用于展示内边距大小)

其样式代码如代码清单 2.1 所示。规则集指定字号为 16px，即该元素在本地定义的 1em 的实际大小。随后又用 em 设置了其内边距。将代码清单 2.1 中的样式拷到一个新样式表，并在元素 <div class="padded" 中放一些文字，看看最终效果。

代码清单 2.1 对 padding 使用相对单位 em

.padded {
  font-size: 16px;
  padding: 1em; /* Sets padding on all sides equal to font-size */
}

可以看到 padding 的值为 1em，再乘以字号，则渲染出了大小为 16px 的内边距。重点来了：浏览器根据相对单位声明的值计算出的绝对单位值，称为 计算值（computed value）

若将本例中的 padding 改为 1.5em，则计算值变为 24px；如果另一个选择器也指向该元素并设置了不同的字号，则会修改本地 em 的大小，算出的 padding 值也会随之更新。

使用 em 来设置 padding、height、width 及 border-radius 会非常方便，因为当元素继承了不同的字号，或者用户变更了字体设置，这些样式也会跟随当前元素均匀地缩放。

图 2.2 展示了两个不同大小的盒子，它们的字号、内边距及圆角半径都各不相同：

图 2.2 设置了相对大小的内边距和圆角半径会随字号的改变而同步缩放

为上述盒子定义样式时，可以用 em 指定其内边距及圆角半径，比如设为 1em；此时修改各元素的字号，这些属性就会随着字体一起缩放。

按以下代码更新 HTML 示例文件，并给元素分别添加样式类 box-small、box-large，作为尺寸修饰符：

<span class="box box-small">Small</span>
<span class="box box-large">Large</span>

接着，按照代码清单 2.2 所示添加样式。该样式以 em 为单位定义了一个 box 类，同时还指定了上述一大一小两个修饰符，利用不同的字号大小缩放各自所在的元素。

代码清单 2.2 将 em 应用到不同元素

.box {
  padding: 1em;
  border-radius: 1em;
  background-color: lightgray;
}
 
.box-small {
  font-size: 12px;  /* 与 L12 不同的字号，该字号定义了当前元素的 em 大小 */
}
 
.box-large {
  font-size: 18px;  /* 与 L8 不同的字号，该字号定义了当前元素的 em 大小 */
}

这就是 em 的强大之处：定义某个元素的大小后，只需一句变更字号的样式声明，就能缩放整个元素。稍后会再举一例，在此之前，先聊聊 em 和字号设置相关的话题。

2.2.1 使用 `em` 定义字号

当 em 作用于 font-size 属性（property）时，其表现略有不同。之前讲到，当前元素字号决定了 em 的大小；但如果声明 font-size: 1.2em 会怎样呢？一个字号肯定不能等于自身的 1.2 倍；事实上，font-size 属性上的 em 的大小是基于它继承的字号计算出来的。

举个简单的例子。如图 2.3 所示，有两段字号各异的文字，样式按代码清单 2.3 所示，用 em 进行设置。

图 2.3 使用 em 定义两种不同的字号
图 2.3 使用 em 定义两种不同的字号

按以下代码更新页面。第一行文本在 <body> 标签内，则会按 body 的字号进行渲染；带 slogan 样式类那行，则会继承该字号来渲染：

<body>
  We love coffee
  <p class="slogan">We love coffee</p> <!-- slogan 继承了 <body> 的字号 -->
</body>

代码清单 2.3 中的样式指定了 body 的字号，为便于演示，这里用像素作单位。接着使用 em 来增大 slogan 的字体大小。

代码清单 2.3 使用 em 定义 font-size

body {
  font-size: 16px;
}
.slogan {
  font-size: 1.2em; /* 经计算，字号为该元素继承字号的 1.2 倍 */
}

此时 slogan 的字号为 1.2em。要拿到计算出的像素值，需要参考继承来的大小为 16px 的字体。由于 16 × 1.2 = 19.2，所以算出的实际字体大小为 19.2px。

提示

如果已知字号的像素值，但是想声明为 em 的形式，则用这个简单公式换算：目标像素值 ÷ 父元素（继承）字号的像素值。比如，目标字号为 10px，该元素继承的字号为 12px，转成 em 则为 10 / 12 = 0.8333em；目标字号 16px、父级字号 12px，转成 em 则为 16 / 12 = 1.3333em。本章还会进行几次类似的计算。

大多数浏览器的默认字号均为 16px，记住这些知识将大有好处。用专业的话来讲，关键字 medium 的值经计算为 16px 大小。

1 em 同时用于字号和其他属性

至此，我们已经用 em 定义了字号（基于继承的字号），并且通过 em 定义了其他属性，比如 padding 和 border-radius（基于当前元素的字号）。当使用 em 给同一个元素同时设置字号和其他属性时，情况就变得复杂多了。此时，浏览器必须先计算字号，然后再利用算出的结果进一步算出其余属性的具体取值。这两类属性的声明值可能相同，但计算值却未必相等。

前面的示例中，带有 slogan 样式类的元素最终字号为 19.2px（=继承字号 16px × 1.2em）。如图 2.4 所示，元素还是 slogan 不变，只是内边距 padding 调大到 1.2em。背景设为灰色以便观察内边距的实际效果。可以看到内边距比字号还要偏大一些，尽管二者的声明值都相同。

图 2.4 em 定义的字号有别于同样用 em 定义的内边距

这是因为段落标签从 body 元素继承了 16px 的字号，实际字号变为了 19.2px。此时 19.2px 即为该段落元素 1em 的最终大小，padding 的具体大小也是基于这个值进行计算的。相应的 CSS 代码如下所示，更新到示例页查看最终效果：

代码清单 2.4 使用 em 定义 font-size 和 padding

body {
  font-size: 16px;
}
.slogan {
  font-size: 1.2em; /* 计算值为 19.2px */
  padding: 1.2em;   /* 计算值为 23.04px */
  background-color: #ccc;
}

本例中，padding 的声明值为 1.2em，乘以 19.2px（当前元素字号），得到计算值 23.04px。尽管 font-size 和 padding 的声明值相同，但计算值却不相等。

2 字体缩小的问题

当 em 用于设置具有多级嵌套结构的元素字体时，也会产生意想不到的结果。为了算出每个元素的具体大小，就得知道它们继承的字号是多少；如果父元素碰巧也是用 em 来定义的，就要看该父元素的继承值是多少，以此类推，一直沿着 DOM 树向上考察。

当使用 em 给列表元素定义字号、列表又嵌套了多级子列表时，问题很快就显现出来了。几乎每一位 Web 开发人员在职业生涯的某个阶段加载这样的页面都会碰到类似图 2.5 所示的情况。文字在逐级缩小！正是这样的问题让广大开发人员对 em 敬而远之。

图 2.5 字号设为 0.8em 导致嵌套列表中的文字逐级缩小

当列表又嵌套了多级子列表、并且给列表逐级设置基于 em 的相对字号时，就会发生文字缩小的现象（译注：其值须小于 1 才会缩小，大于 1 则为逐级放大）。如代码清单 2.5 所示，将无序列表的字号设为 0.8em 后，由于该选择器会对页面上每一个 <ul> 元素生效，从而让内层元素逐级继承外层元素的 em 字号，字体的坍缩幅度也随之逐级叠加。

代码清单 2.5 使用 em 指定无序列表的字号

body {
  font-size: 16px;
}
ul {
  font-size: 0.8em;
}

若将上述样式应用到代码清单 2.6 所示的 HTML 中，就会出问题。每一个 <ul> 都从父列表继承字号，这些 em 值只会让字体逐渐缩小：

代码清单 2.6 嵌套列表 HTML

<ul>
  <li>Top level
    <ul> <!-- 该列表嵌套在第一个列表中，继承第一个列表的字号 -->
      <li>Second level
        <ul> <!-- 该列表嵌套在上一个列表中，继承第二个列表的字号 -->
          <li>Third level
            <ul> <!-- 依此类推 -->
              <li>Fourth level
                <ul>
                  <li>Fifth level</li>
                </ul>
              </li>
            </ul>
          </li>
        </ul>
      </li>
    </ul>
  </li>
</ul>

每级列表的字号都是其父列表的 0.8 倍，即：第一个列表的实际字号为 12.8px，下一级则为 10.24px（12.8px × 0.8），第三级则为 8.192px，依此类推。同理，如果各级字号大于 1em，实际字体大小会逐渐增大。而我们想要的效果是只设置最外层的字号，然后让里面的字体大小保持一致，如图 2.6 所示。

图 2.6 文字大小正常的嵌套列表

实现上述效果的一种解决方案如代码清单 2.7 所示。先设置一级列表的字号为 0.8em（同代码清单 2.5）；再用第二个选择器选中除最顶层外、所有无序列表下的所有后代列表，并设置字号等于其父级字号，最后得到如图 2.6 所示的效果。

代码清单 2.7 更正文字缩小问题

ul {
  font-size: 0.8em;
}
ul ul {               
  font-size: 1em; /* 嵌套列表的字号应与其父级字号一致 */
}

问题倒是解决了，尽管不是很理想——定好一个字号，立马又用另一个字号去覆盖掉。如果不用提高选择器的优先级来覆盖规则，就再好不过了。

至此，各位也该心里有数了：使用 em 稍有不慎就会变得难以驾驭。em 用在内边距、外边距以及元素尺寸上时挺省心的；可一旦用到字号上，省心就容易变成闹心。好在 CSS 还有一个更好的方案—— rem。