Element-UI 技术揭秘（3）— Layout 布局组件的设计与实现

前言

当我们拿到一个 PC 端页面的设计稿的时候，往往会发现页面的布局并不是随意的，而是遵循的一定的规律：行与行之间会以某种方式对齐。对于这样的设计稿，我们可以使用栅格布局来实现。

早在 Bootstrap 一统江湖的时代，栅格布局的概念就已深入人心，整个布局就是一个二维结构，包括列和行， Bootstrap 会把屏幕分成 12 列，还提供了一些非常方便的 CSS 名让我们来指定每列占的宽度百分比，并且还通过媒体查询做了不同屏幕尺寸的适应。

element-ui 也实现了类似 Bootstrap 的栅格布局系统，那么基于 Vue 技术栈，它是如何实现的呢？

需求分析

和 Bootstrap 12 分栏不同的是，element-ui 目标是提供的是更细粒度的 24 分栏，迅速简便地创建布局，写法大致如下：

<el-row>
  <el-col>aaa</el-col>
  <el-col>bbb</el-col>
</el-row>
<el-row>
  ...
</el-row>

这就是二维布局的雏形，我们会把每个列的内容写在 <el-col></el-col> 之间，除此之外，我们还需要支持控制每个 <el-col> 所占的宽度自由组合布局；支持分栏之间存在间隔；支持偏移指定的栏数；支持分栏不同的对齐方式等。

了解了 element-ui Layout 布局组件的需求后，我们来分析它的设计和实现。

设计和实现

组件的渲染

回顾前面的例子，从写法上看，我们需要设计 2 个组件，el-row 和 el-col 组件，分别代表行和列；从 Vue 的语法上看，这俩组件都要支持插槽（因为在自定义组件标签内部的内容都分发到组件的 slot 中了）；从 HTML 的渲染结果上看，我们希望模板会渲染成：

<div class="el-row">
  <div class="el-col">aaa</div>
  <div class="el-col">bbb</div>
</div>
<div class="el-row">
  ...
</div>

想达到上述需求，组件的模板可以非常简单。

el-row 组件模板代码如下：

<div class="el-row">
  <slot></slot>
</div>

el-col 组件代码如下：

<div class="el-col">
  <slot></slot>
</div>

这个时候，新需求来了，我希望 el-row 和 el-col 组件不仅能渲染成 div，还可以渲染成任意我想指定的标签。 那么除了我们要支持一个 tag 的 prop 之外，仅用模板是难以实现了。

我们知道 Vue 的模板最终会编译成 render 函数，Vue 的组件也支持直接手写 render 函数，那这个需求用 render 函数实现就非常简单了。

el-row 组件：

render(h) {
  return h(this.tag, {
    class: [
      'el-row',
    ]
  }, this.$slots.default);
}

el-col 组件：

render(h) {
  return h(this.tag, {
    class: [
      'el-col',
    ]
  }, this.$slots.default);
}

其中，tag 是定义在 props 中的，h 是 Vue 内部实现的 $createElement 函数，如果对 render 函数语法还不太懂的同学，建议去看 Vue 的官网文档 render 函数部分。

了解了组件是如何渲染之后，我们来给 Layout 组件扩展一些 feature 。

分栏布局

Layout 布局的主要目标是支持 24 分栏，即一行能被切成 24 份，那么对于每一个 el-col ，我们想要知道它的占比，只需要指定它在 24 份中分配的份数即可。

于是我们给刚才的示例加上一些配置：

<el-row>
  <el-col :span="8">aaa</el-col>
  <el-col :span="16">bbb</el-col>
</el-row> <el-row> ... </el-row>

来看第一行，第一列 aaa 占 8 份，第二列 bbb 占 16 份。总共宽度是 24 份，经过简单的数学公式计算，aaa 占总宽度的 1/3，而 bbb 占总宽度的 2/3，进而推导出每一列指定 span 份就是占总宽度的 span/24。

默认情况下 div 的宽度是 100% 独占一行的，为了让多个 el-col 在一行显示，我们只需要让每个 el-col 的宽占一定的百分比，即实现了分栏效果。设置不同的宽度百分比只需要设置不同的 CSS 即可实现，比如当某列占 12 份的时候，那么它对应的 CSS 如下：

.el-col-12 {
  width: 50%
}

为了满足 24 种情况，element-ui 使用了 sass 的控制指令，配合基本的计算公式：

.el-col-0 {
  display: none;
}

@for $i from 0 through 24 {
  .el-col-#{$i} {
    width: (1 / 24 * $i * 100) * 1%;
  }
}

所以当我们给 el-col 组件传入了 span 属性的时候，只需要给对应的节点渲染生成对应的 CSS 即可，于是我们可以扩展 render 函数：

render(h) {
  let classList = [];
  classList.push(`el-col-${this.span}`);
  
  return h(this.tag, {
    class: [
      'el-col',
       classList
    ]
  }, this.$slots.default);
}

这样只要指定 span 属性的列就会添加 el-col-${span} 的样式，实现了分栏布局的需求。

分栏间隔

对于栅格布局来说，列与列之间有一定间隔空隙是常见的需求，这个需求的作用域是行，所以我们应该给 el-row 组件添加一个 gutter 的配置，如下：

<el-row :gutter="20">
  <el-col :span="8">aaa</el-col>
  <el-col :span="16">bbb</el-col>
</el-row> <el-row> ... </el-row>

有了配置，接下来如何实现间隔呢？实际上非常简单，想象一下，2 个列之间有 20 像素的间隔，如果我们每列各往一边收缩 10 像素，是不是看上去就有 20 像素了呢。

先看一下 el-col 组件的实现：

computed: {
  gutter() {
    let parent = this.$parent;
    while (parent && parent.$options.componentName !== 'ElRow') {
      parent = parent.$parent;
    }
    return parent ? parent.gutter : 0;
  }
},
render(h) {
  let classList = [];
  classList.push(`el-col-${this.span}`);
  
  let style = {};
  
  if (this.gutter) {
    style.paddingLeft = this.gutter / 2 + 'px';
    style.paddingRight = style.paddingLeft;
  }
  
  return h(this.tag, {
    class: [ 'el-col', classList ]
  }, this.$slots.default);
}

这里使用了计算属性去计算 gutter，其实是比较有趣的，它通过 $parent 往外层查找 el-row，获取到组件的实例，然后获取它的 gutter 属性，这样就建立了依赖关系，一旦 el-row 组件的 gutter 发生变化，这个计算属性再次被访问的时候就会重新计算，获取到新的 gutter。

其实，想在子组件去获取祖先节点的组件实例，我更推荐使用 provide/inject 的方式去把祖先节点的实例注入到子组件中，这样子组件可以非常方便地拿到祖先节点的实例，比如我们在 el-row 组件编写 provide：

provide() {
  return {
    row: this
  };
}

然后在 el-col 组件注入依赖：

inject: ['row']

这样在 el-col 组件中我们就可以通过 this.row 访问到 el-row 组件实例了。

使用 provide/inject 的好处在于不论组件层次有多深，子孙组件可以方便地访问祖先组件注入的依赖。当你在编写组件库的时候，遇到嵌套组件并且子组件需要访问父组件实例的时候，避免直接使用 this.$parent，尽量使用 provide/inject，因为一旦你的组件嵌套关系发生变化，this.$parent 可能就不符合预期了，而 provide/inject 却不受影响（只要祖先和子孙的关系不变）。

在 render 函数中，我们会根据 gutter 计算，给当前列添加了 paddingLeft 和 paddingRight 的样式，值是 gutter 的一半，这样就实现了间隔 gutter 的效果。

那么这里能否用 margin 呢，答案是不能，因为设置 margin 会占用外部的空间，导致每列的占用空间变大，会出现折行的情况。

render 过程也是有优化的空间，因为 style 是根据 gutter 计算的，那么我们可以把 style 定义成计算属性，这样只要 gutter 不变，那么 style 就可以直接拿计算属性的缓存，而不用重新计算，对于 classList 部分，我们同样可以使用计算属性。组件 render 过程的一个原则就是能用计算属性就用计算属性。

再来看一下 el-row 组件的实现：

computed: {
  style() {
    const ret = {};

    if (this.gutter) {
      ret.marginLeft = `-${this.gutter / 2}px`;
      ret.marginRight = ret.marginLeft;
    }

    return ret;
  }
},
render(h) {
  return h(this.tag, {
    class: [
      'el-row',
    ],
    style: this.style
  }, this.$slots.default);
}

由于我们是通过给每列添加左右 padding 的方式来实现列之间的间隔，那么对于第一列和最后一列，左边和右边也会多出来 gutter/2 大小的间隔，显然是不符合预期的，所以我们可以通过设置左右负 margin 的方式填补左右的空白，这样就完美实现了分栏间隔的效果。

偏移指定的栏数

如图所示，我们也可以指定某列的偏移，由于作用域是列，我们应该给 el-col 组件添加一个 offset 的配置，如下：

<el-row :gutter="20">
  <el-col :offset="8" :span="8">aaa</el-col>
  <el-col :span="8">bbb</el-col>
</el-row> <el-row> ... </el-row>

直观上我们应该用 margin 来实现偏移，并且 margin 也是支持百分比的，因此实现这个需求就变得简单了。

我们继续扩展 el-col 组件：

render(h) {
  let classList = [];
  classList.push(`el-col-${this.span}`);
  classList.push(`el-col-offset-${this.offset}`);
  
  let style = {};
  
  if (this.gutter) {
    style.paddingLeft = this.gutter / 2 + 'px';
    style.paddingRight = style.paddingLeft;
  }
  
  return h(this.tag, {
    class: [
      'el-col',
       classList
    ]
  }, this.$slots.default);
}

其中 offset 是定义在 props 中的，我们根据传入的 offset 生成对应的 CSS 添加到 DOM 中。element-ui 同样使用了 sass 的控制指令，配合基本的计算公式来实现这些 CSS 的定义：

@for $i from 0 through 24 {
  .el-col-offset-#{$i} {
    margin-left: (1 / 24 * $i * 100) * 1%;
  }
}

对于不同偏移的分栏数，会有对应的 margin 百分比，就很好地实现分栏偏移需求。

对齐方式

当一行分栏的总占比和没有达到 24 的时候，我们是可以利用 flex 布局来对分栏做灵活的对齐。

对于不同的对齐方式 flex 布局提供了 justify-content 属性，所以对于这个需求，我们可以对 flex 布局做一层封装即可实现。

由于对齐方式的作用域是行，所以我们应该给 el-row 组件添加 type 和 justify 的配置，如下：

<el-row type="flex" justify="center">
  <el-col :span="8">aaa</el-col>
  <el-col :span="8">bbb</el-col>
</el-row> <el-row> ... </el-row>

由于我们是对 flex 布局的封装，我们只需要根据传入的这些 props 去生成对应的 CSS，在 CSS 中定义 flex 的布局属性即可。

我们继续扩展 el-row 组件：

render(h) {
  return h(this.tag, {
    class: [
      'el-row',
      this.justify !== 'start' ? `is-justify-${this.justify}` : '',
      { 'el-row--flex': this.type === 'flex' }
    ],
    style: this.style
  }, this.$slots.default);
}

其中 type 和 justify 是定义在 props 中的，我们根据它们传入的值生成对应的 CSS 添加到 DOM 中，接着我们需要定义对应的 CSS 样式：

@include b(row) {
  position: relative;
  box-sizing: border-box;
  @include utils-clearfix;

  @include m(flex) {
    display: flex;
    &:before,
    &:after {
      display: none;
    }

    @include when(justify-center) {
      justify-content: center;
    }
    @include when(justify-end) {
      justify-content: flex-end;
    }
    @include when(justify-space-between) {
      justify-content: space-between;
    }
    @include when(justify-space-around) {
      justify-content: space-around;
    }
  }
}

element-ui 在编写 sass 的时候主要遵循的是 BEM 的命名规则，并且编写了很多自定义 @mixin 来配合样式名的定义。

这里我们来花点时间来学习一下它们，element-ui 的自定义 @mixin 定义在 pacakages/theme-chalk/src/mixins/ 目录中，我并不会详细解释这里面的关键字，如果你对 sass 还不熟悉，我建议在学习这部分内容的时候配合 sass 的官网文档看。

mixins/config.scss 中定义了一些全局变量：

$namespace: 'el';
$element-separator: '__';
$modifier-separator: '--';
$state-prefix: 'is-';

mixins/mixins.scss 中定义了 BEM 的自定义 @mixin，先来看一下定义组件样式的 @mixin b：

@mixin b($block) {
  $B: $namespace+'-'+$block !global;

  .#{$B} {
    @content;
  }
}

这个 @mixin 很好理解，$B 是内部定义的变量，它的值通过 $namespace+'-'+$block 计算得到，注意这里有一个 !global 关键字，它表示把这个局部变量变成全局的，意味着你也可以在其它 @mixin 中引用它。

通过 @include 我们就可以去引用这个 @mixin，结合我们的 case 来看：

@include b(row) {
  // xxx content
}

会编译成：

.el-row {
  // xxx content
}

再来看表示修饰符的 @mixin m：

@mixin m($modifier) {
  $selector: &;
  $currentSelector: "";
  @each $unit in $modifier {
    $currentSelector: #{$currentSelector + & + $modifier-separator + $unit + ","};
  }

  @at-root {
    #{$currentSelector} {
      @content;
    }
  }
}

这里是允许传入的 $modifier 有多个，所以内部用了 @each，& 表示父选择器，$selector 和 $currentSelector 是内部定义的 2 个局部变量，结合我们的 case 来看：

@mixin b(row) {
  @include m(flex) {
    // xxx content
  }
}  

会编译成：

.el-row--flex {
  // xxx content
}

有同学可能会疑问，难道不是：

.el-row {
  .el-row--flex {
    // xxx content
  }
}

其实并不是，因为我们在该 @mixin 的内部使用了 @at-root 指令，它会把样式规则定义在根目录下，而不是嵌套在其父选择器下。

最后来看一下表示同级样式的 @mixin when：

@mixin when($state) {
  @at-root {
    &.#{$state-prefix + $state} {
      @content;
    }
  }
}

这个 @mixin 也很好理解，结合我们的 case 来看：

@mixin b(row) {
  @include m(flex) {
    @include when(justify-center) {
      justify-content: center;
    }
  }
}

会编译成：

.el-row--flex.is-justify-center {
  justify-content: center;
}

关于 BEM 的 @mixin，常用的还有 @mixin e，用于定义组件内部一些子元素样式的，感兴趣的同学可以自行去看。

再回到我们的 el-row 组件的样式，我们定义了几种flex 布局的对齐方式，然后通过传入不同的 justify 来生成对应的样式，这样我们就很好地实现了灵活对齐分栏的需求。

响应式布局

element-ui 参照了 Bootstrap 的响应式设计，预设了五个响应尺寸：xs、sm、md、lg 和 xl。

允许我们在不同的屏幕尺寸下，设置不同的分栏配置，由于作用域是列，所以我们应该给 el-col 组件添加 xs xs、sm、md、lg 和 xl 的配置，如下：

<el-row type="flex" justify="center">
  <el-col :xs="8" :sm="6" :md="4" :lg="3" :xl="1">aaa</el-col>
  <el-col :xs="4" :sm="6" :md="8" :lg="9" :xl="11">bbb</el-col>
  <el-col :xs="4" :sm="6" :md="8" :lg="9" :xl="11">ccc</el-col>
  <el-col :xs="8" :sm="6" :md="4" :lg="3" :xl="1">ddd</el-col>
</el-row> <el-row> ... </el-row>

同理，我们仍然是通过这些传入的 props 去生成对应的 CSS，在 CSS 中利用媒体查询去实现响应式。

我们继续扩展 el-col 组件：

render(h) {
  let classList = [];
  classList.push(`el-col-${this.span}`);
  classList.push(`el-col-offset-${this.offset}`);
  
   ['xs', 'sm', 'md', 'lg', 'xl'].forEach(size => {
     classList.push(`el-col-${size}-${this[size]}`); 
   });
  
  let style = {};
  
  if (this.gutter) {
    style.paddingLeft = this.gutter / 2 + 'px';
    style.paddingRight = style.paddingLeft;
  }
  
  return h(this.tag, {
    class: [
      'el-col',
       classList
    ]
  }, this.$slots.default);
}

其中，xs、sm、md、lg 和 xl 是定义在 props 中的，实际上 element-ui 源码还允许传入一个对象，可以配置 span 和 offset，但这部分代码我就不介绍了，无非就是对对象的解析，添加对应的样式。

我们来看一下对应的 CSS 样式，以 xs 为例：

@include res(xs) {
  .el-col-xs-0 {
    display: none;
  }
  @for $i from 0 through 24 {
    .el-col-xs-#{$i} {
      width: (1 / 24 * $i * 100) * 1%;
    }

    .el-col-xs-offset-#{$i} {
      margin-left: (1 / 24 * $i * 100) * 1%;
    }
  }
}

这里又定义了表示响应式的 @mixin res，我们来看一下它的实现：

@mixin res($key, $map: $--breakpoints) {
  // 循环断点Map，如果存在则返回
  @if map-has-key($map, $key) {
    @media only screen and #{inspect(map-get($map, $key))} {
      @content;
    }
  } @else {
    @warn "Undefeined points: `#{$map}`";
  }
}

这个 @mixns 主要是查看 $map 中是否有 $key，如果有的话则定义一条媒体查询规则，如果没有则抛出警告。

$map 参数的默认值是 $--breakpoints，定义在 pacakges/theme-chalk/src/common/var.scss 中：

$--sm: 768px !default;
$--md: 992px !default;
$--lg: 1200px !default;
$--xl: 1920px !default;

$--breakpoints: (
  'xs' : (max-width: $--sm - 1),
  'sm' : (min-width: $--sm),
  'md' : (min-width: $--md),
  'lg' : (min-width: $--lg),
  'xl' : (min-width: $--xl)
);

结合我们的 case 来看：

@include res(xs) {
  .el-col-xs-0 {
    display: none;
  }
  @for $i from 0 through 24 {
    .el-col-xs-#{$i} {
      width: (1 / 24 * $i * 100) * 1%;
    }

    .el-col-xs-offset-#{$i} {
      margin-left: (1 / 24 * $i * 100) * 1%;
    }
  }
}

会编译成：

@media only screen and (max-width: 767px) {
  .el-col-xs-0 {
    display: none;
  }
  .el-col-xs-1 {
    width: 4.16667%
  }
  .el-col-xs-offset-1 {
    margin-left: 4.16667%
  }
  // 后面循环的结果太长，就不贴了
}

其它尺寸内部的样式定义规则也是类似，这样我们就通过媒体查询定义了各个屏幕尺寸下的样式规则了。通过传入 xs、sm 这些属性的值不同，从而生成不同样式，这样在不同的屏幕尺寸下，可以做到分栏的占宽不同，很好地满足了响应式需求。

基于断点的隐藏类

Element 额外提供了一系列类名，用于在某些条件下隐藏元素，这些类名可以添加在任何 DOM 元素或自定义组件上。

我们可以通过引入单独的 display.css：

import 'element-ui/lib/theme-chalk/display.css';

它包含的类名及其含义如下：

• hidden-xs-only – 当视口在 xs 尺寸时隐藏
• hidden-sm-only – 当视口在 sm 尺寸时隐藏
• hidden-sm-and-down – 当视口在 sm 及以下尺寸时隐藏
• hidden-sm-and-up – 当视口在 sm 及以上尺寸时隐藏
• hidden-md-only – 当视口在 md 尺寸时隐藏
• hidden-md-and-down – 当视口在 md 及以下尺寸时隐藏
• hidden-md-and-up – 当视口在 md 及以上尺寸时隐藏
• hidden-lg-only – 当视口在 lg 尺寸时隐藏
• hidden-lg-and-down – 当视口在 lg 及以下尺寸时隐藏
• hidden-lg-and-up – 当视口在 lg 及以上尺寸时隐藏
• hidden-xl-only – 当视口在 xl 尺寸时隐藏

我们来看一下它的实现，看一下 display.scss：

.hidden {
  @each $break-point-name, $value in $--breakpoints-spec {
    &-#{$break-point-name} {
      @include res($break-point-name, $--breakpoints-spec) {
        display: none !important;
      }
    }
  }
}

实现很简单，对 $--breakpoints-spec 遍历，生成对应的 CSS 规则，$--breakpoints-spec 定义在 pacakges/theme-chalk/src/common/var.scss 中：

$--breakpoints-spec: (
  'xs-only' : (max-width: $--sm - 1),
  'sm-and-up' : (min-width: $--sm),
  'sm-only': "(min-width: #{$--sm}) and (max-width: #{$--md - 1})",
  'sm-and-down': (max-width: $--md - 1),
  'md-and-up' : (min-width: $--md),
  'md-only': "(min-width: #{$--md}) and (max-width: #{$--lg - 1})",
  'md-and-down': (max-width: $--lg - 1),
  'lg-and-up' : (min-width: $--lg),
  'lg-only': "(min-width: #{$--lg}) and (max-width: #{$--xl - 1})",
  'lg-and-down': (max-width: $--xl - 1),
  'xl-only' : (min-width: $--xl),
);

我们以 xs-only 为例，编译后生成的 CSS 规则如下：

.hidden-xs-only {
  @media only screen and (max-width:767px) {
    display: none !important;
  }
}

本质上还是利用媒体查询定义了这些 CSS 规则，实现了在某些屏幕尺寸下隐藏的功能。

总结

其实 Layout 布局还支持了其它一些特性，我不一一列举了，感兴趣的同学可以自行去看。Layout 布局组件充分利用了数据驱动的思想，通过数据去生成对应的 CSS，本质上还是通过 CSS 满足各种灵活的布局。

学习完这篇文章，你应该彻底弄懂 element-ui Layout 布局组件的实现原理，并且对 sass 的 @mixin 以及相关使用到的特性有所了解，对组件实现过程中可以优化的部分，应该有自己的思考。

把不会的东西学会了，那么你就进步了，如果你觉得这类文章有帮助，也欢迎把它推荐给你身边的小伙伴。

下一篇预告 ：Element-UI 技术揭秘（4）— Container 布局容器组件的设计与实现。

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