详解CSS中的z-index属性在层叠布局中的用法

z-index的重要性

在我看来，z-index 给了我们日常工作中以极大的帮助，我们用它来定义元素的层叠级别（stack level）。受益于它，你能做Popup, DropDown, Tips, 图文替换等等。

在开始本篇之前，或许我们要先了解一下关于z-index的基本信息。

W3C这样描述

每个元素都具有三维空间位置，除了水平和垂直位置外，还能在 "Z轴" 上层层相叠、排列。元素在 "Z轴" 方向上的呈现顺序，由层叠上下文和层叠级别决定。

在文档中，每个元素仅属于一个层叠上下文。元素的层叠级别为整型，它描述了在相同层叠上下文中元素在 "Z轴" 上的呈现顺序。

同一层叠上下文中，层叠级别大的显示在上，层叠级别小的显示在下，相同层叠级别时，遵循后来居上的原则，即其在HTML文档中的顺序。

不同层叠上下文中，元素呈现顺序以父级层叠上下文的层叠级别来决定呈现的先后顺序，与自身的层叠级别无关。

顺序规则

如果不对节点设定 position 属性, 位于文档流后面的节点会遮盖前面的节点.

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1. <div id="a">A</div>  
2. <div id="b">B</div>  

定位规则

如果将 position 设为 static, 位于文档流后面的节点依然会遮盖前面的节点浮动, 所以 position:static 不会影响节点的遮盖关系.

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1. <div id="a" style="position:static;">A</div>   
2. <div id="b">B</div>  

如果将 position 设为 relative (相对定位), absolute (绝对定位) 或者 fixed (固定定位), 这样的节点会覆盖没有设置 position 属性或者属性值为 static 的节点, 说明前者比后者的默认层级高.

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1. <div id="a" style="position:relative;">A</div>   
2. <div id="b">B</div>  

在没有 z-index 属性干扰的情况下, 根据这顺序规则和定位规则, 我们可以做出更加复杂的结构. 这里我们对 A 和 B 都不设定 position, 但对 A 的子节点 A-1 设定 position:relative. 根据顺序规则, B 会覆盖 A, 又根据定位规则 A' 会覆盖 B.

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1. <div id="a">   
2.  <div id="a-1" style="position:relative;">A-1</div>   
3. </div>   
4. <div id="b">B</div>  

上面互相覆盖在什么时候用到这样的实现? 看起来偏门, 其实很常用, 比如说, 电子商务网站侧栏的类目展示列表就可以用这个技巧来实现.

下图是某网站的类目展示区域, 二级类目的悬浮层覆盖一级类目列表外框, 而一级类目的节点覆盖二级类目的悬浮层. 如果使用 CSS 实现展示效果, 一级类目的外框相当于上面例子中的 A, 一级类目的节点相当于 A-1, 二级类目的悬浮层相当于 B.

参与规则

我们尝试不用 position 属性, 但为节点加上 z-index 属性. 发现 z-index 对节点没起作用.

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1. <div id="a" style="z-index:2;">A</div>   
2. <div id="b" style="z-index:1;">B</div>   
3. <div id="c" style="z-index:0;">C</div>  

W3C 对 z-index 属性的描述中提到 在 z-index 属性仅在节点的 position 属性为 relative, absolute 或者 fixed 时生效.

The z-index property specifies the stack order of an element. Only works on positioned elements(position: absolute;, position: relative; or position: fixed;).

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1. <div id="a" style="z-index:2;">A</div>   
2. <div id="b" style="position:relative;z-index:1;">B</div>   
3. <div id="c" style="position:relative;z-index:0;">C</div>  

默认值规则

如果所有节点都定义了 position:relative. z-index 为 0 的节点与没有定义 z-index 在同一层级内没有高低之分; 但 z-index 大于等于 1 的节点会遮盖没有定义 z-index 的节点; z-index 的值为负数的节点将被没有定义 z-index 的节点覆盖.

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1. <div id="a" style="position:relative;z-index:1;">A</div>   
2. <div id="b" style="position:relative;z-index:0;">B</div>   
3. <div id="c" style="position:relative;">C</div>   
4. <div id="d" style="position:relative;z-index:0;">D</div>  

通过检查我们还发现, 当 position 设为 relative, absolute 或者 fixed, 而没有设置 z-index 时, IE8 以上和 W3C 浏览器 (下文我们统称为 W3C 浏览器) 的 z-index 默认值是 auto, 但 IE6 和 IE7 是 0.

从父规则

如果 A, B 节点都定义了 position:relative, A 节点的 z-index 比 B 节点大, 那么 A 的子节点必定覆盖在 B 的子节点前面.

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1. <div id="a" style="position:relative;z-index:1;">   
2.  <div id="a-1">A-1</div>   
3. </div>   
4.     
5. <div id="b" style="position:relative;z-index:0;">   
6.  <div id="b-1">B-1</div>   
7. </div>  

如果所有节点都定义了 position:relative, A 节点的 z-index 和 B 节点一样大, 但因为顺序规则, B 节点覆盖在 A 节点前面. 就算 A 的子节点 z-index 值比 B 的子节点大, B 的子节点还是会覆盖在 A 的子节点前面.

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1. <div id="a" style="position:relative;z-index:0;">   
2.  <div id="a-1" style="position:relative;z-index:2;">A-1</div>   
3. </div>   
4.     
5. <div id="b" style="position:relative;z-index:0;">   
6.  <div id="b-1" style="position:relative;z-index:1;">B-1</div>   
7. </div>  

很多人将 z-index 设得很大, 9999 什么的都出来了, 如果不考虑父节点的影响, 设得再大也没用, 那是无法逾越的层级.

层级树规则

可能你会觉得在 DOM 结构中的兄弟节点会拎出来进行比较并确定层级, 其实不然.

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1. <div id="a" style="position:relative;z-index:2;">   
2.  <div id="a-1" style="position:relative;z-index:0;">A-1</div>   
3. </div>   
4.     
5. <div id="b">   
6.  <div id="b-1" style="position:relative;z-index:1;">B-1</div>   
7. </div>  

我们认为同时将 position 设为 relative, absolute 或者 fixed, 并且 z-index 经过整数赋值的节点, 会被放置到一个与 DOM 不一样的层级树里面, 并且在层级树中通过对比 z-index 决定显示的层级. 上面的例子如果用层级树来表示的话, 应该如下图所示.

图中虽然 A-1 (z-index:0) 的值比 B-1 (z-index:1) 小, 但因为在层级树里 A (z-index:2) 和 B-1 在一个层级, 而 A 的值比 B-1 大, 根据从父规则, A-1 显示在 B-1 前面.

参与规则 2

前面提到的参与规则认为只要节点的 position 属性为 relative, absolute 或者 fixed, 即可参与层级比较, 其实不准确. 如果所有节点都定义了 position:relative, 并且将 z-index 设为整数值, 根据从父规则, 父节点的层级决定了子节点所在层级.

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1. <div id="a" style="position:relative;z-index:0;">   
2.  <div id="a-1" style="position:relative;z-index:100;">A-1</div>   
3. </div>   
4.     
5. <div id="b">   
6.  <div id="b-1" style="position:relative;z-index:0;">   
7.   <div id="b-1-1" style="position:relative;z-index:10;">B-1-1</div>   
8.  </div>   
9. </div>   
10.     
11. <div id="c" style="position:relative;z-index:0;">   
12.  <div id="c-1">   
13.   <div id="c-1-1">   
14.    <div id="c-1-1-1" style="position:relative;z-index:1;">C-1-1-1</div>   
15.   </div>   
16.  </div>   
17. </div>  

例子中 A, B-1, C-1-1 作为父节点, z-index 的值相同, 根据顺序规则, C-1-1 在 B-1 之前, B-1 在 A 之前; 又根据从父规则, 无论子节点的 z-index 值是什么, C-1-1-1 在 B-1-1 之前, B-1-1 在 A-1 之前.

如果我们将所有父节点的 z-index 属性去除, 诡异的事情发生了. IE6 和 IE7 浏览器显示效果不变, 而 W3C 浏览器的子节点不再从父, 而是根据自身的 z-index 确定层级.

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1. <div id="a" style="position:relative;">   
2.  <div id="a-1" style="position:relative;z-index:100;">A-1</div>   
3. </div>   
4.     
5. <div id="b">   
6.  <div id="b-1" style="position:relative;">   
7.   <div id="b-1-1" style="position:relative;z-index:10;">B-1-1</div>   
8.  </div>   
9. </div>   
10.     
11. <div id="c" style="position:relative;">   
12.  <div id="c-1">   
13.   <div id="c-1-1">   
14.    <div id="c-1-1-1" style="position:relative;z-index:1;">C-1-1-1</div>   
15.   </div>   
16.  </div>   
17. </div>  

根据默认值规则, IE6 / IE7 和 W3C 浏览器上的元素存在 z-index 默认值的区别. 我们相信, 仅当 position 设为 relative, absolute 或者 fixed, 并且 z-index 赋整数值时, 节点被放置到层级树; 而 z-index 为默认值时, 只在 document 兄弟节点间比较层级. 在 W3C 浏览器中, A, B-1 和 C-1-1 的 z-index 均为 auto, 不参与层级比较.

而在 IE6 和 IE7 中, 因为 z-index 的默认值是 0, 所以也参与了层级比较.

设置了 position 而没有 z-index 的节点虽然不参与层级树的比较, 但还会在 DOM 中与兄弟节点进行层级比较.

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1. <div id="a" style="position:relative;">   
2.  <div id="a-1" style="position:relative;z-index:100;">A-1</div>   
3. </div>   
4.     
5. <div id="b">   
6.  <div id="b-1">   
7.   <div id="b-1-1" style="position:relative;z-index:10;">B-1-1</div>   
8.  </div>   
9. </div>   
10.     
11. <div id="c" style="position:relative;">   
12.  <div id="c-1">   
13.   <div id="c-1-1">   
14.    <div id="c-1-1-1" style="position:relative;z-index:1;">C-1-1-1</div>   
15.   </div>   
16.  </div>   
17. </div>  

我们对上个例子改造一下, 将 B-1 的 position 属性删除后, W3C 浏览器显示如下图. 根据定位规则, A 和 C-1-1 会显示在 B-1 的前面; 而根据顺序规则, C-1-1 又显示在 A 前面.

在 IE6 和 IE7 中, 因为 A 和 C-1-1 设置了 position:relative, 而且 z-index 的默认值为 0, 所以也参与层级树比较, 所以有如下效果.

总结

浏览器节点显示层级是一个费力的活, 今天你觉得 A 区块会永远置顶, 但明天因为需求变动, 突然出现 B 元素需要置顶. 一层一层往上堆砌, 某天回头一看, 发现很多区块交错在一起, 而且他们的值一个比一个大, 根本搞不清头绪. 我觉得在操刀干活之前, 最好先将 position, z-index 和层级的关系搞搞清楚, 以免后患无穷.

另外, 非情非得已, 切勿用 JavaScript 计算 z-index, 并将某个节点的 z-index 设置成所有节点中层级最高.

因为篇幅太长, 本文仅从节点属性角度进行讨论, 没有涉及 select 和 iframe 等特殊页面节点考虑, 如果有机会下次再为大家分享.