CSS魔法堂：你真的理解z-index嗎？ - fsjohnhuang－IT工程師數位筆記本

文章出處

一、前言　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

假如只是開發簡單的彈窗效果，懂得通過z-index來調整元素間的層疊關系就夠了。但要將多個彈窗間層疊關系給處理好，那么充分理解z-index背后的原理及兼容性問題就是必要的知識儲備了。本文作為對W3C Recommendation-Layered presentation學習后整理的筆記，以便日后查閱。

由于將英文名詞翻譯為中文名詞容易產生歧義（如Normal flow被翻譯為文檔流），因此本文將直接采用原英文名詞，而涉及到的英文名詞解釋如下：

non-positioned element：無CSS定位的元素，也就是position: static的元素。

positioned element：CSS定位的元素，也就是position: relative/absolute/fixed的元素。

box：文檔樹由element組成，渲染樹由box組成，實際進行元素大小、布局渲染操作的對象是box進行而不是element。box由element對應生成（也有是anonymous box不是由element對應生成，而是渲染器根據規則自動生成），non-positioned element對應的是non-position box，positioned element對應的是position box。

z-axis：box定位坐標系中的z軸。

stacking context：層疊上下文，z-axis的基本組成單位。box與stacking context的映射關系為N:1。每個stacking context有一個父context（除了root stacking context外）和0~N個子context。

root stacking context：與根box（html/body對應的box）對應的層疊上下文，是其他stacking context的祖先context，root stacking context的范圍覆蓋整條z-axis。

stack level：層疊等級，當N個box位于同一個stacking context中，則通過stack level來決定它們位于z-axis上的位置。注意：stack level為相對值而非如px那樣為絕對值。

二、圖解分層顯示

其實我們常接觸到的z-index只是分層顯示中的一個屬性而已，而理解z-index背后的原理實質上就是要理解分層顯示原理。下面我們通過一個示例來認識一下分層顯示涉及的對象和屬性（z-axis、(root) stacking context、box、stack level）以及它們之間的關系。

HTML Markup

<style type="text/css">
  div{position:relative;}
</style>
<body>
  <div id="d1" style="z-index:10;">
    <div id="d4" style="z-index:-9999;"></div>
  </div>
  <div id="d2" style="z-index:8;"></div>
  <div id="d3" style="z-index:9;"></div>
  <p id="p1"><p>
</body>

說明：

1. 在構造渲染樹時會為element生成對應的box，所以div#d1->d1:box,div#d2->d2:box,div#d3->d3:box,div#d4->d4:box,p#p1->p1:box。

2. 對于positioned box而言，若z-index屬性值不是0，則會創建一個新的stacking context，并且其子孫box將屬于這個新stacking context。

3. 同一個stacking context的z-index才具有可比性，也就是說在討論z-index時必須帶說明是哪個stacking context下的z-index。如示例般，雖然-9999比10小，但由于d4:box和d1:box位于不同的stacking context，因此無法判斷哪個box更靠近用戶。

三、層疊規則　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

層疊規則就是決定到底哪個box更靠近用戶。

1. 前提：boxes屬于同一個stacking context，并且z-index相同

規則：按照box對應的element在文檔樹的順序，后者比前者更靠近用戶（back-to-front）

<!-- 兩種情況下，d2均排在d1的后面，因此d2在z-axis上位于d1的上面 -->
<div id="d1">
  <div id="d2">
  </div>
</div>

<div id="d1">
</div>
<div id="d2">
</div

2. 前提：boxes屬于同一個stacking context，并且z-index不同

規則：z-index屬性值大的box更靠近用戶

<!-- d1的z-index為12，而d2的z-index為0，所以d1在d2的上面 -->
<div id="d1" style="position:relative;z-index: 12;">
</div>
<div id="d2" style="z-index: 0;margin-top:-20px;">
</div

3. 前提：boxes屬于不同的stacking context，并且stacking contexts沒有祖孫/父子關系

規則：boxes會向上沿著父box進行搜索，直到父boxes屬于同一個stacking context為止，然后比較父boxes的z-index屬性值，z-index屬性值大的box更靠近用戶。

<div>
  <div id="d1" style="position:relative; z-index:10;">
    <div id="d4" style="background:red; width:100px; height:100px;position:relative; z-index:9999;">d3</div> 
  </div>
  <div id="d2" style="background:blue; width:50px; height:50px; position:relative; top: -120px; z-index:9;">d2</div>
  <div id="d3" style="background:green; width:50px; height:50px; position:relative; top: -80px; position:relative; z-index:11;">d3</div>
</div>

4. 前提：boxes屬于不同的stacking context，并且stacking contexts為祖孫/父子關系

規則：屬于子stacking context的box必定更靠近用戶

<div style="background:blue; width:100px; height:100px; position:relative; z-index:10;">
  <div style="background:red; width:50px; height:50px; position:relative; z-index:-10;"></div>
</div>

5. 前提：boxes屬于相同的stacking context，并且兩者都是non-positioned element。

規則：float:left|right的元素必定更靠近用戶

四、z-index的作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

啰嗦一句：同一個stacking context的z-index才具有可比性，也就是說在討論z-index時必須帶說明是哪個stacking context下的z-index。

它有兩個作用：1. 設置box在其所屬的stacking context下的stack level；

2. 當z-index屬性值非0時，則在該box中創建一個新的stacking context，而該box的子孫box默認屬于這個新stacking context。

注意：z-index的默認值為auto，自動賦值為0。因此默認情況下不會創建新的stacking context。

z-index生效的閥門

z-index屬性值僅對positioned box生效，而non-positioned box的z-index永遠為0。

也許你會舉出如下反例：

<div id="d1" style="z-index:10;"></div>
<script type="text/javascript">
  console.log(window.getComputedStyle(document.getElementById('d1'))['zIndex']); // 輸出10
</script>

但抱歉的是，上面獲取的是non-positioned element div#d1的z-index屬性值，而不是non-positioned box的z-index屬性值。

對于positioned element，它會將z-index賦予給對應的positioned box，而non-positioned element則不會。

五、兼容性問題——IE6/7的詭異行為　　　　　　　　　　　　　　　　

IE6、7中并非當positioned box并且z-index不為0時才創建stacking context，而是positioned box就會創建stacking context。

<style>
    .parent{width:200px; height:200px; padding:10px;}
    .sub{text-align:right; font:15px Verdana;width:100px; height:100px;}
    .lt50{left:50px;top:50px;}
</style>
 
<div style="position:absolute; background:lightgrey;" class="parent">
  <div style="position:absolute;z-index:20;background:darkgray;" class="sub">20</div>
  <div style="position:absolute;z-index:10;background:dimgray;" class="sub lt50">10</div>
</div>
 
<div style="position:absolute;left:80px;top:80px;background:black;" class="parent">
  <div style="position:absolute;z-index:2;background:darkgray;" class="sub">2</div>
  <div style="position:absolute;z-index:1;background:dimgray;" class="sub lt50">1</div>
</div>