更高效、更安全地操作 CSSOM ：CSS Typed OM

长期以来，我们要修改 DOM 元素的样式，我们实际上操作的是 CSS 的对象模型 CSSOM。而 Houdini 中推进的又一组 CSS 对象模型 Typed OM，该标准又给我们带来了什么好处呢？

CSSOM

CSSOM 是干嘛的？

简单的说来，CSSOM 是一组能让 JS 操作元素 CSS 的 API。在浏览器进行页面渲染的过程中扮演着非常重要的角色，浏览器的渲染步骤大致包括：

1. 解析 HTML 内容并构建成 DOM 对象
2. 解析 CSS 内容并构建成 CSSOM 对象
3. 浏览器将 DOM 与 CSSOM 组合成渲染树
4. 最终浏览器将结果进行渲染

面临的问题

在平时开发中，我们通过元素上的 style 对象去获取元素的样式：

const cover = document.getElementById('cover');
cover.style.opacity; // 假设是 0.5
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然后我们基于这个减少一点透明度：

cover.style.opacity += 0.3;
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那么，这样做有没有问题呢？首先我们来看看值的类型：

typeof cover.style.opacity; // string
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What a suprise!，所以实际上，上面减少透明度的操作实际上产生了 0.50.3 的值，很显然这是个有问题的操作。对于 height 等属性，同样的，返回了类似 200px 的字符串， getComputedStyles 返回的数值也不例外。如果你想要将这些获取出来的数值套入一些列的数学计算中，你必须先将其转换成数字对象。为了解决这些问题，Typed OM 出现了。

Typed OM

Typed OM 的出现，给我们读取以及设定数值添加了一种新的方法，不同于 CSSOM 中原有的字符串值的表现形式，Typed OM 将 CSSOM 的数值以 map 的形式展现在元素的 attributeStyleMap 中，规则所对应的值则是更有使用价值的 JavaScript 对象。

带来的好处

1. 更少的 bug，正如前面所展示的操作，通过 TypedOM 进行操作减少此类型的问题；
2. 在数值对象上调用简单的算术运算方法，绝对单位之间还能方便得尽兴单位转换；
3. 更好的性能，由于减少了字符串操作，对于 CSSOM 的操作性能得到了更进一步的提升，由 Tab Akins 提供的 测试 表明，操作 Typed OM 比直接操作 CSSOM 字符串带来了大约 30% 的速度提升；
4. 错误处理，对于错误的 CSS 值，将会抛出错误；
5. 键名与常规 CSS 写法保持一致，不用在 backgroundColor 和 background-color 的边缘试探；
6. 由于 attributeStyleMap 以及 computedStyleMap 对象是个 map ，这样意味着我们可以使用标准 map 中提供的所有方法。

浏览器支持情况

目前各大浏览器厂商的实现情况:

Intent to implement: 有意向实现
Shipped: 已发布
No signal: 暂无意图

其中 Google Chrome 和 Opera 浏览器分别在 66 和 53 版中实现了。

可用性检测方法

可以通过以下方法检测是否可用：

window.CSS && CSS.number
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使用

基本的读取和赋值方法

在 Typed OM 中，数值和数值的单位是分开的，所获取的是一个 CSSUnitValue 对象，内置数值 value 和单位 unit 两个键。

// 要对一个元素的样式赋值，除了可以使用 CSS.px 构建之外，还能接受字符串
el.attributeStyleMap.set('height', CSS.px(10));
el.attributeStyleMap.set('height', '10px');

// 对于获取，返回 CSSUnitValue 对象，访问其 value 属性即可得到数字类型的值
el.attributeStyleMap.get('height').value; // 10
el.attributeStyleMap.get('height').unit; // 'px'
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CSS 数值类型

在 Typed OM 中，我们有两种基本的数值类型，一种是上面例子中提到的数字加单位的简单数值，他们属于 CSSUnitValue 类型。对于不止于单个数字加单位或使用 calc 计算的表达式，均属于 CSSMathValue 类型。

CSSUnitValue

如上所述， CSSUnitValue 表达了简单的数字加单位的 CSS 数值，同时你也可以通过对其使用 new 来构造一个，大多数情况下，你还能从 CSS 对象下的同名方法直接构造：

const num = CSS.number('10');
// num.value -> 10 num.unit -> 'number'

const px = CSS.px(42);
// px.value -> 42 px.unit -> 'px'

// 同样可以使用 new 方法构造一个
const deg = new CSSUnitValue(45, 'deg');
// deg.value -> 45 deg.unit -> 'deg'
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完整的方法列表，可以查看CSS Typed OM 草案的内容。

CSSMathValue

如果你要表达涉及不止一个数值以及使用 calc 计算表达式的数值，则需要使用 CSSMathValue 。需要注意的是， calc 在实际使用中被浏览器求值之后，获取到的是运算结果，也就是一个 CSSUnitValue 值。

既然涉及到表达式，自然少不了操作符， CSSMathValue 中还提供了基本的数学操作符：

// 求和操作: calc(100vw + -10px)
new CSSMathSum(CSS.vw(100), CSS.px(-10));

// 求积: calc(45deg * 3.1415926)
new CSSMathProduct(CSS.deg(45), CSS.number(Math.PI));

// 取相反数: calc(-10px)
new CSSMathNegate(CSS.px(10));

// 取倒数: calc(1 / 10px);
new CSSMathInvert(CSS.px(10));

// 范围限制: calc(1px);
// 其中第一个参数为最小值，第三个参数为最大值，中间数值为需要钳制的数值
new CSSMathClamp(1, -1, 3);

// 最大值: max(10%, 10px)
new CSSMathMax(CSS.percent(10), CSS.px(10));

// 最小值: min(10%, 10px)
new CSSMathMin(CSS.percent(10), CSS.px(10));
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表达式需要更复杂的怎么办？

以上的数学操作表达式符号均支持嵌套使用，例如需要构建表达式： calc(1px * (3px + 2em)) ，可以做如下嵌套实现：

new CSSMathProduct(CSS.px(1), new CSSMathSum(CSS.px(3), CSS.em(2)));
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数学操作方法

CSSMathValue 和 CSSUnitValue 他们均继承自 CSSNumericValue ，自然地也继承了 CSSNumericValue 上的数学操作方法，方便使用：

// 加: 1px + 1px 
CSS.px(1).add(1);

// 减: 1px - 1px
CSS.px(1).sub(1);

// 乘: 1px * 3px
CSS.px(1).mul(3);

// 除: 1px 除 3px
CSS.px(1).div(3);

// 比较最大值: max(50%, 50vw);
CSS.percent(50).max(CSS.vw(50));

// 比较最小值: min(50vh, 50vw);
CSS.vh(50).min(CSS.vw(50));

// 相等比较方法，返回一个布尔值 true
CSS.px(200).equals(CSS.px(200));
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同时，加减乘除这些操作同样支持多个参数使用

// 累加 calc(10px + 10vw + 10%)
CSS.px(10).add(CSS.vw(10), CSS.percent(10));
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除此之外，绝对单位之间还能相互转换：

CSS.in(9).to('cm').value; 
// 22.860000000000003
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CSS Transform 数值类型

对于 CSS Transform 的 transform 属性，上面的基本数值表达完全无法满足，从而需要借助 CSSTransformValue ，构建 CSSTransformValue 可以传入以下几种参数：

CSSRotate
CSSScale
CSSSkew
CSSSkewX
CSSSkewY
CSSTranslate
CSSPerspective

与平常的 CSS 用法一样，skew(x, y) 与分别 skewX(x) skewY(y) 产生的结果也是不一样的，这点需要注意一下

用起来也是同样的简单：

// 转变 transform: rotateX(45deg) scale(0.5) translate3d(10px, 10px, 10px);
new CSSTransformValue([
    new CSSRotate(CSS.deg(45)),
    new CSSScale(CSS.number(0.5), CSS.number(0.5)),
    new CSSTranslate(CSS.px(10), CSS.px(10), CSS.px(10))
]);
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对于 CSSTranslate 类型，你还可以访问对象上的 is2D 方法查看当前 translate 是 2D 的还是 3D 的。同时，还能调用 toMatrix 方法获得 DOMMatrix 矩阵对象。

CSS 位置数值类型

对于需要描述 x/y 位置的属性，例如 object-position ，则需要用到 CSSPositionValue 类型。

const pos = new CSSPositionValue(CSS.px(5), CSS.px(10));
// pos.y.value -> 10 pos.x.value -> 10
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数值解析

既然我们可以在 Type OM 的对象上使用 toString() 方法得到字符串规则，那么我们是否能通过 API 将字符串规则解析成 Type OM 的类型呢？答案是可以的。使用 CSSStyleValue 中的 parse 方法即可：

CSSStyleValue.parse('transform', 'translate(10px) scale(0.5)');
// 将会解析成 CSSTransformValue 对象

CSSStyleValue.parse('height', '2px');
// 将会解析成 CSSUnitValue 类型
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computedStyleMap

与传统调用 window.getComputedStyle 方法相同，元素上的 computedStyleMap 方法同样会返回所有的计算后属性值。但它们仍然有一些小区别。 window.getComputedStyle 仍然会返回字符串数值；而对于 computedStyleMap 方法来说，返回的数值则是转换成 Type OM 数值类型的。

document.body.attributeStyleMap.set('opacity', 1); 

document.body.computedStyleMap().get('opacity').value;
// 1

window.getComputedStyle(document.body).opacity;
// '1'
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Typed OM 在 Houdini 其他标准中的角色

既然 Typed OM 涉及到了 CSSOM 的数值，那么与之相关的标准中的数值都将与此相关。前段时间看了安佳老师的文章《CSS Paint API》的同学可能会对里面的棋盘例子有印象，CSS Paint API 对 paint 参数的输入值其实也是 CSS Typed OM 中的数值类型。

除此之外，Typed OM 的使用在为往后更高效地发展各个 Houdini 标准打下了基础（包括自定义属性，布局以及绘制相关标准）。