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DOM系列：获取元素位置和尺寸

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发布于 大漠

对于每一位Web开发的同学而言，在CSS的世界当中，每一个元素都是一个盒子，都有描述盒子大小和位置的相关属性。比如CSS的盒模型相关的属性和position相关属性。不过今天我们学习和聊的不是CSS的世界，而是来学习和聊JavaScript中怎么获取元素尺寸和位置。

在JavaScript中也有很多属性允许我们读取有关元素的width、height和其他几何特性的信息。对于元素的位置获取和控制，在JavaScript中与CSS有所不同，移动或定位元素时，经常需要它们来正确地计算坐标。

在这篇教程中，将学习JavaScript如何获取HTML元素的确切位置和大小，并了解它们的工作原理。

HTML中的布局（位置）

在大多数情况下，元素的位置取决于其自身的CSS属性，但在很大程度上取决于其父元素的CSS属性。这里所指的属性主要是padding、margin和border。

比如下面这个简单示例，示例中名为example的div元素的盒模型视图可以很好地显示这些属性如何影响布局：

#example {
    width: 300px;
    height: 200px;
    border: 25px solid #E8C48F;
    padding: 20px;
    overflow: auto;
}

盒模型的视觉图如下所示：

通过浏览器开发者工具可以很轻易的看到元素#example的盒模型视图。视图中清晰的表示了padding、margin和border的值是如何表示的。而且在视图中，可以看到每个CSS属性，以及其对应的值。

#example元素它有border、padding和滚动条（因为我们显式设置了元素的width和height，并且将overflow设置为auto）。元素没有margin，因为不是元素本身的一部分，也没有为它提供特殊属性。

如果将#example元素上的各个属性绘制到图形，看起来像下面这样：

上面的图片展示了元素有滚动条的情形，这也是最复杂的情况。有些浏览器（不是所有）通过从内容中获取空间来为它保留空间。

因此，如果没有滚动条，内容（content）的width将是300px，但是如果滚动条的宽度是16px（不同的设备和浏览器的宽度不同，如下图所示），那么内容的width将是300 - 16 = 284px。在具体使用的过程中，我们应该要考虑到这一点。这也就是为什么要举一个带有滚动条的示例。如果没有滚动条，那么事情就会变得简单点。

有关于浏览器滚动条的特性，可以点击这里进行了解。

上面的示例，由于我们的元素属于正常的文档流，从浏览器开发者工具中截出的元素盒模型视图，只看到了元素尺寸相关的属性，但并没有看到元素有关于位置的尺寸。如果我们在元素中添加position相关的属性，那么就可以看到。比如下面这个示例：

#container {
    padding: 24px;
    margin: 24px;
    border: 50px #ccc solid;
    left: 10px;
    top: 200px;
    position: absolute;
}

元素#container的盒模型视图如下：

几何结构

元素提供的width、height和其他几何结构的属性，其值总是数字。它们被假定为以像素为单位。总体情况如下图所示：

其实它有很多属性，我们很难把它们都放在一张图中，我在网上找了一张描述相对全一点的图：

虽然这图上的属性，在CSS的世界中并没有看过，但它们的值很简单，也很容易理解。JavaScript就是通过这些属性来获取元素的位置或元素的尺寸。

让我们从元素的外部开始探索它们。

offsetParent,offsetleft和offsetTop

offsetParent、offsetLeft和offsetTop三个属性是“最外层”的几何结构的属性，因此我们从这几个属性着手开始学习。

**offsetParent**：返回一个指向最近的（closest，指包含层级上的最近）包含该元素的定位元素。如果没有定位的元素，则offsetParent为最近的table元素对象或根元素（标准模式下为<html>元素，怪异模式下为<body>元素）。当元素的style.display设置为none或position为fixed时，offsetParent返回null。

在大多数实际情况下，可以使用offsetParent获取最近的CSS位置（CSS-Positioned）的祖先。而其中offsetleft和offsetTop提供相对于左上角的x和y坐标。

比如下面这个示例，内部的<div>元素具有<main>作为offsetParent，而offsetLeft和offsetTop从左上角移动180px（即向右下角方向移动）。

<main style="position: relative" id="main">
    <article>
        <div id="example" style="position: absolute; left: 180px; top: 180px">...</div>
    </article>
</main>

let exampleEl = document.getElementById('example')
console.log(exampleEl.offsetParent)

从console.log()输出的结果可以看到，元素#example的offsetParent是main元素。通过offsetLeft和offsetTop输出的值为180。

特别注意，有几种情况之下，offsetParent返回的值为null：

  • 不可见的元素（比如元素设置display:none或元素就不在document中）
  • <body>和<html>元素
  • position:fixed的元素

从上图中大家对offsetLeft和offsetTop或许有所感知，但还是花一点篇幅来描述：

  • **offsetLeft**：当前元素左上角相对于offsetParent 节点的左边界偏移的像素值。对块级元素来说，offsetTop、offsetLeft、offsetWidth 及 offsetHeight 描述了元素相对于 offsetParent 的边界框。然而，对于可被截断到下一行的行内元素（如 span），offsetTop 和 offsetLeft 描述的是第一个边界框的位置（使用 Element.getClientRects() 来获取其宽度和高度），而 offsetWidth 和 offsetHeight 描述的是边界框的尺寸（使用 Element.getBoundingClientRect 来获取其位置）。因此，使用 offsetLeft、offsetTop、offsetWidth、offsetHeight 来对应 left、top、width 和 height 的一个盒子将不会是文本容器 span 的盒子边界。
  • **offsetTop**：当前元素相对于其 offsetParent 元素的顶部的距离。

事实上，每个元素的父元素都有一个相似的偏移量值，所以我们的循环只是将它们加起来，直到没有父元素为止。最终的结果是所有偏移量的总和，以帮助我们为元素获取一个精确的位置。该位置考虑了margin、padding和top、left相关的值。但有一件事情是遗漏了的。

偏移量属性没有考虑的一个值是元素的border。原因是，border被认为是内部元素的左上角的一部分，但是它的大小对某些东西的位置有影响。为了测量border的大小，我们使用clientLeft和clientTop来获取。这两个属性我们后面会介绍。

offsetWidth和offsetHeight

上面我们看了元素外部影响元素的相关属性。现在我们来看看元素自身相关的属性。主要有offsetWidth和offsetHeight：

  • offsetWidth：一个元素的布局宽度。offsetWidth是测量包含元素的边框、水平线上的内边距、竖直方向滚动条以及CSS设置的宽度的值。
  • offsetHeight：元素的像素高度，高度包含该元素的垂直内边距和边框，且是一个整数。通常，元素的offsetHeight是一种元素CSS高度的衡量标准，包括元素的边框、内边距和元素的水平滚动条（如果存在且渲染的话），不包含:before或:after等伪类元素的高度。对于文档的body对象，它包括代替元素的CSS高度线性总含量高。浮动元素的向下延伸内容高度是被忽略的。

offsetWidth和offsetHeight提供元素的“外部”的宽度和高度。换句话说，包括border在内的全部大小。

为了更易于理解，还是用张图来阐述：

在实际使用之中，不显示的元素其几何结构属性的值为0或null。也就是说，几何结构属性只对可见的元素进行计算。

如果一个元素（或它的任何一个祖先元素）的display:none或不在文档中，那么所有的几何属性都为0或null。那么问题来了，我们应该怎么去判断呢？为了解决这个问题我们可以写一个函数。比如：

function isHidden(elem) {
    return !elem.offsetWidth && !elem.offsetHeight;
}

请注意，对于屏幕上的元素，isHidden返回的值是true，但是没有任何大小，比如一个空的<div>。

clientTop和clientLeft

前面提到过offsetLeft和offsetTop没有考虑border。为了测量border的大小，我们使用clientLeft和clientTop来获取。接下来我们来了解和学习clientTop和clientLeft。

比如上面的示例：

  • border-left的宽度：clientLeft = 25
  • border-top的宽度：clientTop = 25

但准确地说，它们不是border，而是内部与外部的相对坐标。那么有什么区别呢？

比如这样的一个示例，当文档是从右到左排版（操作系统是阿拉伯语或希伯来语）时，也就是direction为rtl，它就可见了。然后滚动条不在右边，而是在左边，这个时候clientLeft的值也包含了滚动条的宽度。

基于上面的示例，如果direction:rtl，这个时候clientLeft的值就变成了25 + 16 = 41。

clientWidth 和 clientHeight

clientWidth和clientHeight属性可以用来获取元素边框内区域的大小。它们包括了内容的宽度和padding，但不包含滚动条宽度：

先来看上图是有关于clientHeight的值，因为它更容易。主要是没有水平滚动条，所以它正好是边框内区域的总和：height + padding-top + padding-bottom，即：200 + 2 * 20 = 240px。

再来看clientWidth。这里的内容宽度不是300px，而是284px，因为还有一个16px宽的滚动条。所以clientWidth的值是284 + 20 * 2 = 324px。

如果没有padding，那么clientWidth和clientHeight就是border和滚动内的内容区域宽度和高度。

也就是说，当没有padding时，clientWidth和clientHeight可以用来获取内容区域的width和height。

现在，使用offset*和client*属性，我们已经考虑了padding、margin、border、top和left相关的属性。在99%的情况之下，这应该是我们需要考虑的全部，除非你的运用场景是剩下的那1%部分。

很多时候，元素有可能是位于带有滚动条的容器之中。如果是这样的话，为了确保能准确的获取到元素的位置，还需要通过scrollLeft和scrollTop属性来进行测量，并从总数中减去它们。

scrollLeft 和 scrollTop

scrollLeft和scrollTop属性可以获取或设置滚动元素隐藏部分的宽度和高度。

scrollLeft可以读取或设置元素滚动条到元素左边的距离。如果这个元素的内容排列方向（direction） 是rtl (right-to-left) ，那么滚动条会位于最右侧（内容开始处），并且scrollLeft值为0。此时，当你从右到左拖动滚动条时，scrollLeft会从0变为负数。

scrollTop可以获取或设置一个元素的内容垂直滚动的像素数。 一个元素的 scrollTop 值是这个元素的顶部到它的最顶部可见内容（的顶部）的距离的度量。当一个元素的内容没有产生垂直方向的滚动条，那么它的 scrollTop 值为0。

在下面的图片中，我们可以看到在一个块中垂直滚动条的scrollHeight和scrollTop：

大多数几何结构属性都是只读的，但是scrollLeft和scrollTop是可更改的。如果将scrollTop设置为0或Infinity将会使元素分别滚动到浏览器的最顶端和最底端。

scrollWidth和scrollHeight

clientWidth和clientHeight仅负责元素的可见部分。而属性scrollWidth和scrollHeight还会包括不可见（隐藏）的部分。

scrollWidth返回该元素区域宽度和自身宽度中较大的一个，若自身宽度大于内容宽度（存在滚动条），那么scrollWidth将大于clientWidth。需要注意的是，改属性返回的是四舍五入后的整数值，如果需要小数，则需要使用getBoundingClientRect()。

scrollHeight返回该元素内容高度。包括被overflow隐藏掉的部分，包含padding，但不包含margin。和scrollWidth类似，如果需要小数，则需要使用getBoundingClientRect()。

比如：

上图中可以看出：

scrollHeight = 723是指元素整个内容的高度，还包括隐藏的部分；scrollWidth = 324是指元素整个内容的宽度，这里没有水平滚动条，所以它等于clientWidth。

我们可以使用这些属性将元素扩展到它的宽度和高度。

element.style.height = `${element.scrollHeight}px`;

除些之外，这两个属性最常见的使用场景就是：判断元素是否滚动到底部，比如下面的代码，如果返回的值为true，表示滚动到底部，反之则不是：

ele.scrollHeight - ele.scrollTop === ele.clientHeight

不要从CSS中获取宽度和高度

前面介绍的一些属性都是有关于DOM元素的几何结构属性。在JavaScript中通常用来计算宽度、高度和距离。但在“样式和类”一节中学习中我们知道，在JavaScript中可以使用getComputedStyle来读取CSS中的width和height。

既然如此，那么为什么不这样来读取元素的宽度呢？

let elem = document.body;
console.log( getComputedStyle(elem).width );

其实我们使用几何结构属性，其实是有原因所在的：

首先，CSS的width和height取决于另一个属性：box-sizing。在CSS中，这个属性定义了元素的宽度和高度。换句话说，CSS可以改变元素盒模型的大小，而这种改变有可能会破坏JavaScript的几何结构属性取得的值。

其次，CSS的宽度和高度可以是auto，例如一个内联元素span。

还有一个原因，就是滚动条。因为滚动条会占用一些内容的空间。所以内容的实际宽度将会小于CSS设置的宽度。那么在JavaScript中clientWidth和clientHeight时，就需要考虑到这一点。

但getComputedStyle(elem).width有所不同。有些浏览器（比如Chrome浏览器）返回的是innerWidth减去滚动条的宽度，另外有一些浏览器（比如Firefox），CSS的宽度会忽略滚动条的宽度。在这种浏览器中使用getComputedStyled取出的宽度将没什么差异，也不需要依赖于前面介绍的几何结构属性。

注意：熟悉CSS的同学应该知道，元素的盒模型分为content-box和border-box之类。那么在JavaScript中，上述的这些属性也略有不同。有关于这方面的方同之处，可以阅读前期整理的学习笔记《视口宽高、位置与滚动高度》。

小示例

基于上面的相关信息，如果我们要获取元素的位置，就可以依赖于上述的相关属性封装一个函数，比如getPosition()：

function getPosition(el) {
    var xPos = 0;
    var yPos = 0;
    
    while (el) {
        if (el.tagName == "BODY") {
            // deal with browser quirks with body/window/document and page scroll
            var xScroll = el.scrollLeft || document.documentElement.scrollLeft;
            var yScroll = el.scrollTop || document.documentElement.scrollTop;
    
            xPos += (el.offsetLeft - xScroll + el.clientLeft);
            yPos += (el.offsetTop - yScroll + el.clientTop);
        } else {
            // for all other non-BODY elements
            xPos += (el.offsetLeft - el.scrollLeft + el.clientLeft);
            yPos += (el.offsetTop - el.scrollTop + el.clientTop);
        }
    
        el = el.offsetParent;
    }
    return {
        x: xPos,
        y: yPos
    };
}

有关于上述代码的详细阐述，可以点击这里。

总结

从编写代码的角度来说，找到元素的确切位置和获取尺寸并不困难。但要搞清楚这些几何属性以及将这些属性运用到实际的元素当中，还是有点棘手的。尤其是要考虑所有浏览器的情形以及浏览器怪异模式下。

JavaScript检测元素有六个DOM的几何结构属性：offsetWidth、offsetHeight、clientWidth、clientHeight、scrollWidth、scrollHeight。再加上offsetTop、offsetLeft、scrollTop、scrollLeft、clientTop和clientLeft等方向距离的属性。这样一来，让事情就变得复杂，对于像我这样的初学者而言，极难理解，也易产生一些错误。正因这个原因，整理了一篇这样的文章，因涉及的内容较多，有些零乱，加上是初学者，难免有不对之处，如果有不对之处，烦请各路大婶拍正。

扩展阅读

大漠

常用昵称“大漠”，W3CPlus创始人，目前就职于手淘。对HTML5、CSS3和Sass等前端脚本语言有非常深入的认识和丰富的实践经验，尤其专注对CSS3的研究，是国内最早研究和使用CSS3技术的一批人。CSS3、Sass和Drupal中国布道者。2014年出版《图解CSS3：核心技术与案例实战》。

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