关于grid布局的一些思考

0. 基础概念

0.1. 什么场景

当一个设计者在进行排版初期时，想要对布局进行整体划分

0.2. 什么问题

只能局部设计，无法从宏观角度设计并逐步深入细节。

0.3. 解决方案

通过对布局进行简单的「数据结构」描述，比如「一棵树」描述，生成可视化的布局结果

0.4. 概念阐述

在容器上进行布局轨道的划分，当内容填充进去时会按照轨道排列

具体解释: Basic concepts of grid layout

1. 数据结构

从具象的角度来出发，一般我们的划分一个区域的过程是这样的:

先画一个「矩形」
将这个「矩形」进行分割，从而形成新的矩形区域

做一次最简单的划分：

先画一个「矩形」1
将这个「矩形」分为2个，形成了1.1 和1.2
再将1.2分为2个，形成了1.2.1和1.2.2

那么可以表达为以下结构

1
|- 1.1
|- 1.2
   |- 1.2.1
   |- 1.2.2

使用对象和数组进行表达

{
  name: '1',
  children: [
    {
      name: '1.1'
    },
    {
      name: '1.2',
      children: [
        {
          name: '1.2.1'
        },
        {
          name: '1.2.2'
        }
      ]
    }
  ]
}

2. 嵌套关系

采用类似html的方式来进行表达

<area name="1">
  <area name="1.1"></area>
  <area name="1.2">
    <area name="1.2.1"></area>
    <area name="1.2.2"></area>
  </area>
</area>

3. 结构演化

仅凭最基础的数据结构，是无法进行视觉表达的，因为不知道这块区域有多大，也不知道它在哪儿。在视觉上，我们认为的「区域」是有「面积」概念。在这里我们通过「宽度」和「高度」对「区域」进行描述

假设我们做这样一个布局

3.1 宽高结构

{
  name: '1',
  width: 1024,
  height: 1024,
  children: [
    {
      name: '1.1',
      width: 512,
      height: 1024
    },
    {
      name: '1.2',
      width: 512,
      height: 1024,
      children: [
        {
          name: '1.2.1',
          width: 512,
          height: 512
        },
        {
          name: '1.2.2',
          width: 512,
          height: 512
        }
      ]
    }
  ]
}

按照以上结构，虽然对「面积」有了描述，但是对于「位置」并没有阐释。那我们再引入一个包含x，y两个维度的坐标系。

我们用点的「坐标」来描述一个「矩形」，我们需要四个点

前提是矩形的相邻边都是互相垂直的

在一个平面直角坐标系中，一个点的描述为

用4个点来表达一个矩形

我们可以认为矩形是4条线段组成的图形

第一条线段:

第二条线段:

第三条线段:

第四条线段:

3.2 坐标结构

{
  name: '1',
  coords: [
    {
      x: 0,
      y: 0
    },
    {
      x: 1024,
      y: 0
    },
    {
      x: 0,
      y: -1024
    },
    {
      x: 1024,
      y: -1024
    }
  ],
  children: [
    {
      name: '1.1',
      coords: [
        {
          x: 0,
          y: 0
        },
        {
          x: 512,
          y: 0
        },
        {
          x: 0,
          y: -1024
        },
        {
          x: 512,
          y: -1024
        }
      ]
    },
    {
      name: '1.2',
      coords: [
        {
          x: 512,
          y: 0
        },
        {
          x: 1024,
          y: 0
        },
        {
          x: 512,
          y: -1024
        },
        {
          x: 1024,
          y: -1024
        }
      ]
      children: [
        {
          name: '1.2.1',
          coords: [
            {
              x: 512,
              y: 0
            },
            {
              x: 1024,
              y: 0
            },
            {
              x: 512,
              y: -512
            },
            {
              x: 1024,
              y: -512
            }
          ]
        },
        {
          name: '1.2.2',
          coords: [
            {
              x: 512,
              y: -512
            },
            {
              x: 1024,
              y: -512
            },
            {
              x: 512,
              y: -1024
            },
            {
              x: 1024,
              y: -1024
            }
          ]
        }
      ]
    }
  ]
}

全部用点来表达显得非常复杂，考虑在web前端的场景中，我们来试图简化一下

既然是矩形，其表达可以如下

在浏览器的区域里，我们可以认定原点是在左上角。

原点右侧x+
原点左侧x-
原点上方y-
原点下方y+

原点坐标是(0,0)，并且位于左上方

那么我们可以只通过4个参数值来表达一个区域：

x 左上原点x坐标即

y 左上原点y坐标 即

width 矩形宽度，实际是右下点的x坐标 即

height 矩形高度，实际是右下点的y坐标 即

3.3 宽高和坐标

{
  name: '1',
  x: 0,
  y: 0,
  width: 1024,
  height: 1024
  children: [
    {
      name: '1.1',
      x: 0,
      y: 0,
      width: 512,
      height: 1024
    },
    {
      name: '1.2',
      x: 512,
      y: 0,
      width: 512,
      height: 1024
      children: [
        {
          name: '1.2.1',
          x: 512,
          y: 0,
          width: 512,
          height: 512
        },
        {
          name: '1.2.2',
          x: 512,
          y: 512,
          width: 512,
          height: 512
        }
      ]
    }
  ]
}

到这一步，我们发现这其实就是「绝对定位」，那么其缺点也显而易见了。就是每一块区域都是独立的，相互之间的关系需要你严格设定。

大多数的设计师在布局的时候都是先画一个区域，然后再画一个区域，逐个进行调整。然后带来的问题就是，设计师最讨厌用设计工具做「表格」类的东西。

为什么会这样？

因为设计工具提供的布局方式就是「绝对定位」

根据以上所示，绝对定位里的概念总结起来就只有一个，叫做「坐标」

3.4 方向、继承以及分配

从上面的结构，我们可以发现几个事情

1的原点和1.1的原点是同一个
1.2的宽度等于1的宽度减去1.1的宽度
1.2.1和1.2.2的宽度等于1.2的宽度

我们要完成的是「布局」而非「绘图」，所以我们可以让这件事情变得更加简单一些。我们分步来说明

3.4.1 划定基础区域

我们首先来制作一块区域，它的名字叫1，并且宽度是1024、高度也是1024，原点位置为(0,0)，(0,0)我们把它设为缺省值，所以不表达。

{
  name: 1,
  width: 1024,
  height: 1024
}

3.4.2 引入分割方向概念

我们现在对其分割，那么这个时候就产生了一个问题，我们是按「水平」方向分割，还是按「垂直」方向分割？因此，我们引入方向(维度)概念。我们简单的定义一下

column 列，即在「水平」方向上进行分割
row 行, 即在「垂直」方向上进行分割

那么我们对1进行水平方向上的分割

{
  name: '1',
  width: 1024,
  height: 1024,
  split: 'column'
}

3.4.3 引入份数概念

那么分割为几份呢？这时候我们又要引入一个份数的概念，那么我们现在就分成2份。

{
  name: '1',
  width: 1024,
  height: 1024,
  split: 'column',
  part: 2
}

3.4.4 在另一方向上的继承

这个时候我们意识到，因为是按「水平」方向分割，那么每一块的高度应该是和原来的区域是一样的，相当于每一块都继承了原有区域的高度，但是宽度因为被分割了，所以没法继承。

我们得考虑宽度的分配，现在我们将宽度进行了分割，那么每一块占原来宽度的多少呢？我们假设是均分，每一块就是50%，那么用一个值去表达

{
  name: '1',
  width: 1024,
  height: 1024,
  split: 'column',
  part: 2,
  distribute: 0.5
}

上面的结构可以表述为

有一块1024 * 1024 的区域，拆分成2列，每一列的宽度是1024 * 0.5

同理如果是按「垂直」方向分割的话，则高度需要被分割，而宽度可以继承

3.4.5 引入等份单位

那如果不等分怎么办？我们的一个distribute不足矣表达，那么如果distribute是一个数组的话，数组的length其实就代表了part的数量，而且可以直接用对象的key来标识方向，所以可以形式上简化一下

{
  name: '1',
  width: 1024,
  height: 1024,
  columns: [0.4, 0.6]
}

但是以上结构会遇到所有的distribute之和不是1，既可能出现大于1，也可能出现小于1的情况。这时候我们引入一个「等份」的概念，叫做fr。1fr代表空间的1等份

比如说，我们把空间分成3块，第一块占3fr，第二块占2fr

那么这两块区域的实际宽度是

第一区域宽度:

第二区域宽度:

这下原来的数据结构可以表达为

{
  name: '1',
  width: 1024,
  height: 1024,
  columns: [1fr, 1fr]
}

3.4.6 绝对数值

并不是所有的情况都是按等份来分配的。比如某块区域，我们想让它占据一个绝对数值的宽度。

{
  name: '1',
  width: 1024,
  height: 1024,
  columns: [200, 1fr, 2fr]
}

这个时候的计算其实是，把200宽度的区域从原来的里面扣除，在进行等份的计算

两块区域的实际宽度是

第一区域宽度:

第二区域宽度:

第三区域宽度:

那如果全都是绝对数值会怎样

比如有一个区域宽是800，我们分3列，每一列宽度是200

{
  name: '1',
  width: 800,
  height: 800,
  columns: [200, 200, 200],
}

这个时候其实就是分开处理了，1本身是一个「区域」，3列构成的是另一个「区域」

如果分割的区域之和超出了被分割的区域又该怎么样呢？

其实和上面是一样的，实际上原有的「区域」和实际的「被分割区域」是分开处理的

总结一下就是

当「区域分割规则」都是「绝对数值」的时候，那就直接「划定区域」，而不去做「分割」

前端小伙伴这个时候都笑了，写了这么废话不就是CSS的grid么

我们把最初的数据结构来一次梳理

{
  name: '1',
  width: 1024,
  height: 1024,
  columns: [1fr, 1fr],
  children: [
    {
      name: '1.1'
    },
    {
      name: '1.2',
      rows: [1fr, 1fr]
      children: [
        {
          name: '1.2.1'
        },
        {
          name: '1.2.2'
        }
      ]
    }
  ]
}

是不是很简单，但是上面其他的所有部分是不是很复杂？

这就是为什么我们平时用别人做好的东西很简单，但是如果自己实现却无从下手的原因。

3.4.7 回归到坐标系

以上的结构我们再还原到坐标系画线的模式中，看看是怎样的

先画一个最大的「区域」1

lineTop: (0,0)(width,0) 
lineRight: (width,0)(width,height) 
lineBottom: (width,height)(0,height) 
lineLeft: (0,height)(0,0)

画1.1

lineTop: (0,0)(width*1/(1+1),0) 
lineRight: (width*1/(1+1),0)(width*1/(1+1),height) 
lineBottom: (width*1/(1+1),height)(0,height) 
lineLeft: (0,height)(0,0)

画1.2

lineTop: (width*1/(1+1),0)(width,0) 
lineRight: (width,0)(width,height) 
lineBottom: (width,height)(width*1/(1+1),height) 
lineLeft: (width*1/(1+1),height)(width*1/(1+1),0)

画1.2.1

lineTop: (width*1/(1+1),0)(width,0) 
lineRight: (width,0)(width,height*1/(1+1)) 
lineBottom: (width,height*1/(1+1))(width*1/(1+1),height*1/(1+1)) 
lineLeft: (width*1/(1+1),height*1/(1+1))(width*1/(1+1),0)

画1.2.2

lineTop: (width*1/(1+1),height*1/(1+1))(width,height*1/(1+1)) 
lineRight: (width,height*1/(1+1))(width,height) 
lineBottom: (width,height)(width*1/(1+1),height) 
lineLeft: (width*1/(1+1),height)(width*1/(1+1),0)

4. 程序实现

我们发现「布局」的根本方式是「绝对坐标」，在之上抽象出了「栅格(grid)」。非常幸运的是，CSS已经提供了这层抽象。

如果做成vue组件的话，形式化方面不想采用近似iview的<row> </col>嵌套结构，而是只有一个area组件，通过一个数据结构来完成area的递归

4.1 组件属性

基于以上的观察，我们可以构建一个组件叫做area，那么它应该包含以下属性

width 区域的宽度可选
height 区域的高度 可选
columns 区域按列切分
rows 区域按行切分
name 区域的名称

但是我们之前说过，在另一个方向上存在继承关系，那么应该避免同时设置columns和rows，另外考虑到宽度和高度可以从上级继承，我们做一次改进

~~width 区域的宽度可选~~
~~height 区域的高度 可选~~
grid: 可选columns rows
distribute: 分配规则
name 区域的名称

4.2 递归

按grid进行递归，如果发现没有grid，就停止递归

5. 用户体验

5.1 兼容性

不是所有的浏览器都支持grid,保险的做法是使用百分比

但是我们就不选择兼容方案了，激进一点

5.2 显性表达区域

用边框表达，还是用颜色表达

用边框会占用区域
颜色要求相邻的区域颜色不重复

5.3 模板

左右
上下
圣杯

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愆伏