CSS Houdini Layout API: padziļināta izpēte par pielāgotu izkārtojuma algoritmu izstrādi

Tīmeklis nepārtraukti attīstās, un līdz ar to pieaug arī prasības tīmekļa izstrādātājiem radīt arvien sarežģītākas un vizuāli saistošākas lietotāja saskarnes. Tradicionālās CSS izkārtojuma metodes, lai arī spēcīgas, dažkārt var šķist ierobežojošas, mēģinot sasniegt patiesi unikālus un veiktspējīgus dizainus. Šeit parādās CSS Houdini Layout API, piedāvājot revolucionāru pieeju izkārtojuma algoritmu izstrādei.

Kas ir CSS Houdini?

CSS Houdini ir jumta termins zemā līmeņa API kopumam, kas izstrādātājiem atklāj daļu no CSS renderēšanas dzinēja. Tas nodrošina vēl nebijušu kontroli pār tīmekļa lapu stilu un izkārtojumu. Tā vietā, lai paļautos tikai uz pārlūkprogrammas iebūvēto renderēšanas dzinēju, Houdini dod izstrādātājiem iespēju to paplašināt ar pielāgotu kodu. Uztveriet to kā "āķu" kopumu pārlūkprogrammas stila un renderēšanas procesā.

Galvenās Houdini API ietver:

• CSS parsētāja API: ļauj parsēt CSS līdzīgu sintaksi un izveidot pielāgotus īpašumus.
• CSS īpašību un vērtību API: ļauj reģistrēt pielāgotus CSS īpašumus ar konkrētiem tipiem un uzvedību.
• Typed OM (Object Model): nodrošina efektīvāku un tipu drošu veidu, kā piekļūt un manipulēt ar CSS īpašumiem.
• Paint API: ļauj definēt pielāgotus fona attēlus, apmales un citus vizuālos efektus, izmantojot uz JavaScript balstītu renderēšanu.
• Animation API: piedāvā smalkāku kontroli pār CSS animācijām un pārejām.
• Layout API: šī raksta galvenā tēma, ļauj definēt pielāgotus izkārtojuma algoritmus.
• Worklets: viegla JavaScript izpildes vide, kas darbojas pārlūkprogrammas renderēšanas konveijerā. Houdini API lielā mērā paļaujas uz Worklets.

Iepazīstinām ar Layout API

Layout API, iespējams, ir viena no aizraujošākajām CSS Houdini daļām. Tā ļauj izstrādātājiem definēt savus izkārtojuma algoritmus, izmantojot JavaScript, būtībā aizstājot pārlūkprogrammas noklusējuma izkārtojuma dzinēju konkrētiem lapas elementiem. Tas paver plašas iespējas radīt inovatīvus un ļoti pielāgotus izkārtojumus, kas iepriekš nebija iespējami vai bija ārkārtīgi grūti sasniedzami ar tradicionālo CSS.

Iedomājieties, ka veidojat izkārtojumu, kas automātiski sakārto elementus spirālē, vai mūra režģi ar dinamisku kolonnu platumu, kas balstīts uz satura lielumu, vai pat pilnīgi jaunu izkārtojumu, kas pielāgots konkrētai datu vizualizācijai. Layout API padara šos scenārijus par realitāti.

Kāpēc izmantot Layout API?

Šeit ir daži galvenie iemesli, kāpēc jums vajadzētu apsvērt Layout API izmantošanu:

• Vēl nepieredzēta izkārtojuma kontrole: iegūstiet pilnīgu kontroli pār to, kā elementi tiek pozicionēti un mainīti konteinerā.
• Veiktspējas optimizācija: potenciāli uzlabojiet izkārtojuma veiktspēju, pielāgojot izkārtojuma algoritmu jūsu lietojumprogrammas specifiskajām vajadzībām. Piemēram, jūs varētu ieviest optimizācijas, kas izmanto konkrētas satura īpašības.
• Starppārlūku konsekvence: Houdini mērķis ir nodrošināt konsekventu pieredzi dažādās pārlūkprogrammās, kas atbalsta specifikāciju. Lai gan pārlūkprogrammu atbalsts joprojām attīstās, tas sola uzticamāku un paredzamāku izkārtojuma vidi.
• Komponentizācija un atkārtota izmantošana: iekapsulējiet sarežģītu izkārtojuma loģiku atkārtoti lietojamos komponentos, kurus var viegli koplietot starp projektiem.
• Eksperimentēšana un inovācija: izpētiet jaunus un netradicionālus izkārtojuma modeļus, paplašinot tīmekļa dizaina robežas.

Kā darbojas Layout API: soli pa solim ceļvedis

Layout API izmantošana ietver vairākus galvenos soļus:

1. Definējiet Layout Worklet: izveidojiet JavaScript failu ("Layout Worklet"), kurā ir pielāgotais izkārtojuma algoritms. Šis fails tiks izpildīts atsevišķā pavedienā, nodrošinot, ka tas nebloķē galveno pārlūkprogrammas pavedienu.
2. Reģistrējiet Layout Worklet: izmantojiet metodi `CSS.layoutWorklet.addModule()`, lai reģistrētu Layout Worklet pārlūkprogrammā. Tas informē pārlūkprogrammu, ka jūsu pielāgotais izkārtojuma algoritms ir pieejams.
3. Ieviesiet funkciju `layout()`: Layout Worklet ietvaros definējiet funkciju `layout()`. Šī funkcija ir jūsu pielāgotā izkārtojuma algoritma sirds. Tā saņem informāciju par izkārtojamo elementu (piemēram, pieejamo vietu, satura lielumu, pielāgotajiem īpašumiem) un atgriež informāciju par elementa bērnu pozīciju un izmēru.
4. Reģistrējiet pielāgotos īpašumus (pēc izvēles): izmantojiet metodi `CSS.registerProperty()`, lai reģistrētu jebkurus pielāgotos CSS īpašumus, kurus izmantos jūsu izkārtojuma algoritms. Tas ļauj kontrolēt izkārtojuma uzvedību, izmantojot CSS stilus.
5. Piemērojiet izkārtojumu: izmantojiet CSS īpašumu `layout:`, lai piemērotu savu pielāgoto izkārtojuma algoritmu elementam. Jūs norādāt nosaukumu, ko piešķīrāt izkārtojuma algoritmam reģistrācijas laikā.

Sīkāks soļu sadalījums

1. Definējiet Layout Worklet

Layout Worklet ir JavaScript fails, kas satur pielāgoto izkārtojuma algoritmu. Tas tiek izpildīts atsevišķā pavedienā, kas ir būtiski veiktspējai. Izveidosim vienkāršu piemēru, `spiral-layout.js`:

```javascript
// spiral-layout.js
registerLayout('spiral-layout', class {
  static get inputProperties() { return ['--spiral-turns', '--spiral-growth']; }

  async layout(children, edges, constraints, styleMap) {
    const turnCount = parseFloat(styleMap.get('--spiral-turns').value) || 5;
    const growthFactor = parseFloat(styleMap.get('--spiral-growth').value) || 20;

    const childCount = children.length;
    const centerX = constraints.inlineSize / 2;
    const centerY = constraints.blockSize / 2;

    for (let i = 0; i < childCount; i++) {
      const child = children[i];
      const angle = (i / childCount) * turnCount * 2 * Math.PI;
      const radius = growthFactor * i;

      const x = centerX + radius * Math.cos(angle) - child.inlineSize / 2;
      const y = centerY + radius * Math.sin(angle) - child.blockSize / 2;

      child.styleMap.set('top', y + 'px');
      child.styleMap.set('left', x + 'px');
    }

    return { blockSizes: [constraints.blockSize] };
  }
});
```

Paskaidrojums:

• `registerLayout('spiral-layout', class { ... })`: Šī rinda reģistrē izkārtojuma algoritmu ar nosaukumu `spiral-layout`. Šo nosaukumu jūs izmantosiet savā CSS.
• `static get inputProperties() { return ['--spiral-turns', '--spiral-growth']; }`: Šī rinda definē pielāgotos CSS īpašumus, kurus izmantos izkārtojuma algoritms. Šajā gadījumā `--spiral-turns` kontrolē spirāles pagriezienu skaitu, un `--spiral-growth` kontrolē, cik ātri spirāle aug uz āru.
• `async layout(children, edges, constraints, styleMap) { ... }`: Šī ir izkārtojuma algoritma būtība. Tā saņem šādus argumentus:
  • `children`: `LayoutChild` objektu masīvs, kas pārstāv izkārtojamā elementa bērnus.
  • `edges`: objekts, kas satur informāciju par elementa malām.
  • `constraints`: objekts, kas satur informāciju par pieejamo vietu (piemēram, `inlineSize` un `blockSize`).
  • `styleMap`: `StylePropertyMapReadOnly` objekts, kas ļauj piekļūt aprēķinātajām CSS īpašību vērtībām, ieskaitot jūsu reģistrētos pielāgotos īpašumus.
• Kods `layout()` funkcijas iekšienē aprēķina katra bērna pozīciju, pamatojoties uz spirāles algoritmu. Tas izmanto `turnCount` un `growthFactor` īpašumus, lai kontrolētu spirāles formu.
• `child.styleMap.set('top', y + 'px'); child.styleMap.set('left', x + 'px');`: Šis iestata `top` un `left` stilus katram bērna elementam, efektīvi pozicionējot tos spirālē.
• `return { blockSizes: [constraints.blockSize] };`: Šis atgriež objektu, kas satur elementa bloka izmērus. Šajā gadījumā mēs vienkārši atgriežam pieejamo bloka izmēru, bet, ja nepieciešams, jūs varētu aprēķināt un atgriezt dažādus bloka izmērus.

2. Reģistrējiet Layout Worklet

Pirms varat izmantot pielāgoto izkārtojumu, jums ir jāreģistrē Layout Worklet pārlūkprogrammā. To var izdarīt, izmantojot metodi `CSS.layoutWorklet.addModule()`. To parasti dara atsevišķā JavaScript failā vai `

```

Paskaidrojums:

• `layout: spiral-layout;`: Šis piemēro `spiral-layout` algoritmu `.spiral-container` elementam.
• `--spiral-turns: 8;`: Iestata pielāgotā īpašuma `--spiral-turns` vērtību uz 8.
• `--spiral-growth: 30;`: Iestata pielāgotā īpašuma `--spiral-growth` vērtību uz 30.
• `position: relative;`: Tas ir svarīgi, jo konteinera bērni tiks absolūti pozicionēti.
• `position: absolute;`: Tas ir būtiski spirāles konteinera *bērniem*. Layout API iestata `top` un `left` īpašumus, kas darbojas tikai ar absolūto pozicionēšanu.

Padziļināti jēdzieni un apsvērumi

Veiktspējas optimizācija

Lai gan Layout API var potenciāli uzlabot veiktspēju, ir svarīgi apzināties jūsu pielāgoto izkārtojuma algoritmu ietekmi uz veiktspēju. Sarežģīti aprēķini vai neefektīvs kods var noliegt Houdini izmantošanas priekšrocības.

Šeit ir daži padomi veiktspējas optimizēšanai:

• Minimizējiet aprēķinus: izvairieties no nevajadzīgiem aprēķiniem vai DOM manipulācijām `layout()` funkcijas ietvaros.
• Kešojiet rezultātus: kešojiet bieži lietotas vērtības, lai izvairītos no to pārrēķināšanas katrā izkārtojuma ciklā.
• Izmantojiet efektīvas datu struktūras: izvēlieties atbilstošas datu struktūras (piemēram, masīvus, kartes) datu glabāšanai un piekļuvei.
• Profilējiet savu kodu: izmantojiet pārlūkprogrammas izstrādātāju rīkus, lai profilētu savu kodu un identificētu veiktspējas vājās vietas.
• Izvairieties no galvenā pavediena bloķēšanas: Layout Worklet darbojas atsevišķā pavedienā, bet jums joprojām vajadzētu izvairīties no ilgstošu vai bloķējošu operāciju veikšanas `layout()` funkcijā.

Atkļūdošana

Layout Worklets atkļūdošana var būt sarežģīta, jo tie darbojas atsevišķā pavedienā. Tomēr lielākā daļa mūsdienu pārlūkprogrammu nodrošina atkļūdošanas rīkus, kas ļauj pārbaudīt kodu un iziet cauri tam rindu pa rindai.

Šeit ir daži padomi Layout Worklets atkļūdošanai:

• Izmantojiet `console.log()`: izmantojiet `console.log()` paziņojumus, lai reģistrētu informāciju pārlūkprogrammas konsolē. Tas var palīdzēt jums saprast izpildes plūsmu un identificēt potenciālās kļūdas.
• Izmantojiet pārtraukumpunktus: iestatiet pārtraukumpunktus savā kodā, izmantojot pārlūkprogrammas izstrādātāju rīkus. Tas ļauj apturēt izpildi un pārbaudīt mainīgo vērtības.
• Izmantojiet `debugger` paziņojumu: ievietojiet `debugger` paziņojumu savā kodā, lai aktivizētu pārtraukumpunktu.
• Pārbaudiet kļūdas konsolē: pievērsiet uzmanību jebkādiem kļūdu ziņojumiem, kas parādās pārlūkprogrammas konsolē. Šie ziņojumi var sniegt vērtīgas norādes par problēmas cēloni.

Pārlūkprogrammu atbalsts

Pārlūkprogrammu atbalsts CSS Houdini joprojām attīstās. Uz 2024. gada beigām Chrome un Edge piedāvā visplašāko atbalstu. Firefox un Safari aktīvi strādā pie Houdini API ieviešanas.

Jūs varat pārbaudīt pašreizējo pārlūkprogrammu atbalsta statusu tādās vietnēs kā vai Houdini ir gatavs?. Ir arī svarīgi izmantot funkciju noteikšanu, lai nodrošinātu, ka jūsu kods graciozi degradējas pārlūkprogrammās, kas neatbalsta Layout API.

Šeit ir funkciju noteikšanas piemērs, izmantojot JavaScript:

```javascript
if ('layoutWorklet' in CSS) {
  // Layout API tiek atbalstīts
  CSS.layoutWorklet.addModule('spiral-layout.js');
} else {
  // Layout API netiek atbalstīts
  // Nodrošiniet rezerves risinājumu
  console.warn('Layout API netiek atbalstīts šajā pārlūkprogrammā.');
  // Rezerves piemērs: parādīt elementus vienkāršā sarakstā
  const container = document.querySelector('.spiral-container');
  if (container) {
    container.style.display = 'block'; // Vai 'flex', 'grid' utt., atkarībā no vēlamā rezerves izkārtojuma
  }
}
```

Pieejamības apsvērumi

Veidojot pielāgotus izkārtojumus ar Layout API, ir būtiski ņemt vērā pieejamību. Nodrošiniet, ka jūsu izkārtojumi ir lietojami un pieejami cilvēkiem ar invaliditāti.

Šeit ir daži pieejamības apsvērumi:

• Semantiskais HTML: izmantojiet semantiskos HTML elementus, lai piešķirtu struktūru un nozīmi jūsu saturam. Tas palīdz ekrāna lasītājiem un citām palīgtehnoloģijām saprast saturu.
• Navigācija ar tastatūru: nodrošiniet, ka visiem interaktīvajiem elementiem var piekļūt un tos var darbināt, izmantojot tastatūru.
• Fokusa pārvaldība: pārvaldiet fokusa secību, lai nodrošinātu, ka lietotāji var pārvietoties pa lapu loģiskā un paredzamā veidā.
• Krāsu kontrasts: izmantojiet pietiekamu krāsu kontrastu, lai nodrošinātu, ka teksts ir salasāms cilvēkiem ar redzes traucējumiem.
• ARIA atribūti: izmantojiet ARIA atribūtus, lai sniegtu papildu informāciju par elementu lomu, stāvokli un īpašībām.

Internacionalizācija (i18n) un lokalizācija (L10n)

Izstrādājot tīmekļa lietojumprogrammas globālai auditorijai, ir svarīgi apsvērt internacionalizāciju (i18n) un lokalizāciju (L10n). Layout API var spēlēt lomu izkārtojumu pielāgošanā dažādām valodām un kultūrām.

Šeit ir daži i18n un L10n apsvērumi:

• Teksta virziens: atbalstiet gan no kreisās uz labo (LTR), gan no labās uz kreiso (RTL) teksta virzienu. Jūs varat izmantot CSS īpašumu `direction`, lai kontrolētu teksta virzienu. Layout API var izmantot, lai pielāgotu izkārtojumu, pamatojoties uz teksta virzienu. Piemēram, jums varētu būt nepieciešams spoguļot izkārtojumu RTL valodās.
• Skaitļu formatēšana: formatējiet skaitļus atbilstoši lietotāja lokalizācijas konvencijām. Jūs varat izmantot `Intl.NumberFormat` API, lai formatētu skaitļus.
• Datuma un laika formatēšana: formatējiet datumus un laikus atbilstoši lietotāja lokalizācijas konvencijām. Jūs varat izmantot `Intl.DateTimeFormat` API, lai formatētu datumus un laikus.
• Valūtas formatēšana: formatējiet valūtas vērtības atbilstoši lietotāja lokalizācijas konvencijām. Jūs varat izmantot `Intl.NumberFormat` API, lai formatētu valūtas vērtības.
• Valodai specifiski izkārtojuma pielāgojumi: dažām valodām var būt nepieciešami specifiski izkārtojuma pielāgojumi. Piemēram, dažās valodās ir garāki vārdi vai frāzes, kas var prasīt vairāk vietas. Layout API var izmantot, lai veiktu šos pielāgojumus. Piemēram, ja izmantojat mūra izkārtojumu, jūs varētu vēlēties pielāgot kolonnu platumus, pamatojoties uz vidējo vārdu garumu pašreizējā valodā.
• Kultūras apsvērumi: apzinieties kultūras atšķirības, kas var ietekmēt izkārtojumu. Piemēram, dažās kultūrās noteiktām krāsām vai simboliem var būt negatīva nozīme.

Piemērs: RTL atbalsts

Apsveriet vienkāršu izkārtojumu, kurā ir divas kolonnas: viena attēlam un viena tekstam. LTR valodā attēls varētu būt pa kreisi un teksts pa labi. RTL valodā jūs vēlētos spoguļot šo izkārtojumu, lai attēls būtu pa labi un teksts pa kreisi.

To var panākt, izmantojot Layout API, pārbaudot elementa `direction` īpašumu un attiecīgi pielāgojot izkārtojumu:

```javascript
registerLayout('rtl-aware-layout', class {
  async layout(children, edges, constraints, styleMap) {
    const isRTL = styleMap.get('direction').value === 'rtl';

    // ... jūsu izkārtojuma loģika ...

    for (let i = 0; i < children.length; i++) {
      const child = children[i];

      let x = 0; // Noklusējuma LTR pozīcija

      if (isRTL) {
        // Pielāgot pozīciju RTL
        x = constraints.inlineSize - child.inlineSize - x; // Spoguļot pozīciju
      }

      child.styleMap.set('left', x + 'px');
      // ... citi stila iestatījumi
    }

    return { blockSizes: [constraints.blockSize] };
  }
});
```

Tad savā CSS jūs varat iestatīt `direction` īpašumu RTL valodām:

```css
.rtl-container {
  layout: rtl-aware-layout;
}

[lang="ar"] .rtl-container { /* Piemērs arābu valodai */
  direction: rtl;
}
```

Lietošanas gadījumi un piemēri

Layout API var izmantot, lai izveidotu plašu pielāgotu izkārtojumu klāstu. Šeit ir daži piemēri:

• Mūra režģi: izveidojiet dinamiskus mūra režģus ar mainīgu kolonnu platumu, kas balstīts uz satura lielumu.
• Apļveida izkārtojumi: sakārtojiet elementus aplī vai spirālē.
• Polāro koordinātu izkārtojumi: pozicionējiet elementus, izmantojot polārās koordinātas (rādiuss un leņķis).
• Datu vizualizācijas izkārtojumi: izveidojiet pielāgotus izkārtojumus datu attēlošanai, piemēram, diagrammas un grafikus.
• Spēļu UI izkārtojumi: izstrādājiet unikālas un interaktīvas lietotāja saskarnes tīmekļa spēlēm.
• Žurnālu stila izkārtojumi: atveidojiet sarežģītus un vizuāli pievilcīgus izkārtojumus, kādi atrodami žurnālos.
• Adaptīvie izkārtojumi: izveidojiet izkārtojumus, kas automātiski pielāgojas dažādiem ekrāna izmēriem un orientācijām.

Globāli piemēri: izkārtojumi, ko iedvesmojušas dažādas kultūras

Layout API var arī izmantot, lai radītu izkārtojumus, kas iedvesmoti no dažādām kultūrām un dizaina tradīcijām visā pasaulē:

• Japāņu dārza izkārtojums: izkārtojums, kas atdarina elementu izvietojumu tradicionālā japāņu dārzā, ar rūpīgi novietotiem akmeņiem, augiem un ūdens elementiem. Tas varētu ietvert Layout API izmantošanu, lai radītu nevienmērīgu atstarpi un vizuāli līdzsvarotas kompozīcijas. Varētu iekļaut zelta griezumu un asimetrijas (fukinsei) principus.
• Islāma ģeometriskie raksti: izveidojiet atkārtojošos ģeometriskos rakstus, kas iedvesmoti no islāma mākslas un arhitektūras. Tas varētu ietvert Layout API izmantošanu, lai precīzi pozicionētu elementus, veidojot sarežģītas teselācijas un simetriskus dizainus.
• Āfrikas tekstila iedvesmoti izkārtojumi: izstrādājiet izkārtojumus, kas balstīti uz drosmīgajām krāsām un rakstiem, kas atrodami Āfrikas tekstilizstrādājumos, piemēram, Kente audumā vai Adire audumā. Tas varētu ietvert dinamisku elementu izmēru un pozīciju pielāgošanu, lai atdarinātu šo audumu vizuālos ritmus.
• Indijas Rangoli iedvesmoti izkārtojumi: izveidojiet krāsainus un simetriskus izkārtojumus, kas iedvesmoti no Rangoli mākslas, ko tradicionāli veido uz grīdas svētku laikā. Tas varētu ietvert Layout API izmantošanu, lai sakārtotu elementus koncentriskos apļos vai citās ģeometriskās formās ar pielāgojamām krāsām un rakstiem.

Noslēgums

CSS Houdini Layout API ir spēcīgs rīks, kas dod iespēju tīmekļa izstrādātājiem radīt inovatīvus un ļoti pielāgotus izkārtojumus. Lai gan pārlūkprogrammu atbalsts joprojām attīstās, Layout API piedāvā ieskatu tīmekļa dizaina nākotnē. Izprotot Layout API pamatus un eksperimentējot ar dažādiem izkārtojuma algoritmiem, jūs varat atvērt jaunas iespējas vizuāli satriecošas un veiktspējīgas tīmekļa pieredzes radīšanai.

Tā kā tīmeklis turpina attīstīties, tādi rīki kā Layout API kļūs arvien svarīgāki, lai paplašinātu iespējamā robežas. Pieņemiet Houdini spēku un sāciet pētīt aizraujošo pielāgoto izkārtojuma algoritmu izstrādes pasauli!