移动端适配 - 小结
在前端的世界里，移动终端和 PC 的响应式适配是我们常见的适配，在适配的过程中有些都可以起作用，有些有不同，经过不断地实践总结，我想总结一下。
1. 视口 viewport
1.1 viewport 基础
viewport 解释为中文就是‘视口’的意思，也就是浏览器中用于显示网页的区域。在 PC 端，其大小也就是浏览器可视区域的大小，所以我们也不会太关注此概念；而在移动端，绝大多数情况下 viewport 都大于浏览器可视区，保证 PC 页面在移动浏览器上面的可视性。为提升可视性体验，针对移动端有了对 viewport 的深入研究。
1.2 viewport 详解
在移动端有三种类型的 viewport: layoutviewport、visualviewport、idealviewport。具体解释如下：
- layoutviewport: 大于实际屏幕， 元素的宽度继承于 layoutviewport，用于保证网站的外观特性与桌面浏览器一样。layoutviewport 到底多宽，每个浏览器不同。iPhone 的 safari 为 980px，通过 document.document.clientWidth 获取。
- visualviewport: 当前显示在屏幕上的页面，即浏览器可视区域的宽度。
- idealviewport: 为浏览器定义的可完美适配移动端的理想 viewport，固定不变，可以认为是设备视口宽度。比如 iphone 7 为 375px, iphone 7p 为 414px。
1.3 viewport 设置
我们通过对几种 viewport 设置可以对网页的展示进行有效的控制，在移动端我们经常会在 head 标签中看到这段代码：
通过对 meta 标签三个 viewport 的设置，最终使页面完美展示。下面详细的阐释其具体含义:
- width 设置的是 layoutviewport 的宽度
- initial-scale 设置页面的初始缩放值，并且这个初始缩放值是相对于 idealviewport 缩放的，最终得到的结果不仅会决定 visualviewport，还会影响到 layoutviewport
- user-scalable 是否允许用户进行缩放的设置
对上面的说明通过公式推导进行进一步的解释：
// 设定两个变量：
viewport_1 = width;
viewport_2 = idealviewport / initial-scale;
// 则：
layoutviewport = max{viewport_1, viewport_2};
visualviewport = viewport_2;
结合上面对不同 viewport 分析补充如下两个结论：
- 若 layoutviewport === idealviewport && visualviewport === idealviewport，则三个值一致时，页面会完美展示。
- 若 layoutviewport === visualviewport 且它们不等于 visualviewport，页面下面不会出现滚动条，浏览器默认只是把页面放大或缩小。
1.4 viewport 举例
以下是通过改变 meta viewport 的几个参数的值来算取不同的 viewport：
| width | initial-scale | layoutviewport | visualviewport | idealviewport | 是否滚动 |
|---|---|---|---|---|---|
| - | - | 980px | 980px | 375px | 否 |
| device-width | 1 | 375px | 375px | 375px | 否 |
| device-width | 2 | 375px | 188px | 375px | 是 |
| device-width | 0.5 | 750px | 750px | 375px | 否 |
| 480px | 1 | 480px | 375px | 375px | 是 |
| 480px | 2 | 480px | 188px | 375px | 是 |
| 480px | 0.5 | 750px | 750px | 375px | 否 |
以上是针对 iphone 6/7/8 的测试数据，且无论怎么设置 viewport 都具有临界值，即：75 <= layoutviewport <= 10000，75 <= visualviewport <= 1500。
1.5 为什么要设置 viewport
viewport 的设置不会对 PC 页面产生影响，但对于移动页面却很重要。下面我们举例来说明：
- 媒体查询 @media 响应式布局中，会根据媒体查询功能来适配多端布局，必须对 viewport 进行设置，否则根据查询到的尺寸无法正确匹配视觉宽度而导致布局混乱。如不设置 viewport 参数，多说移动端媒体查询的结果将是 980px 这个节点布局的参数，而非我们通常设置的 768px 范围内的这个布局参数
- 由于目前多数手机的 dpr 都不再是 1，为了产出高保真页面，我们一般会给出 750px 的设计稿，那么就需要通过设置 viewport 的参数来进行整体换算，而不是在每次设置尺寸时进行长度的换算。
2. 设备像素比 dpr 与 1px 物理像素
2.1 物理像素（physical pixel）
手机屏幕上显示的最小单元，该最小单元具有颜色及亮度的属性可供设置，iphone6、7、8 为：750 * 1334，iphone6+、7+、8+ 为 1242 * 2208
2.2 设备独立像素（density-indenpendent pixel）
此为逻辑像素，计算机设备中的一个点，css 中设置的像素指的就是该像素。老早在没有 retina 屏之前，设备独立像素与物理像素是相等的。
2.3 设备像素比（device pixel ratio）
设备像素比(dpr) = 物理像素/设备独立像素。如 iphone 6、7、8 的 dpr 为 2，那么一个设备独立像素便为 4 个物理像素，因此在 css 上设置的 1px 在其屏幕上占据的是 2个物理像素，0.5px 对应的才是其所能展示的最小单位。这就是 1px 在 retina 屏上变粗的原因，目前有很多办法来解决这一问题。
2.4 1px的物理像素的解决方案
从第一部分的讨论可知 viewport 的 initial-scale 具有缩放页面的效果。对于 dpr=2 的屏幕，1px压缩一半便可与1px的设备像素比匹配，这就可以通过将缩放比 initial-scale 设置为 0.5=1/2 而实现。以此类推 dpr=3的屏幕可以将 initial-scale设置为 0.33=1/3 来实现。
3. 设备像素比 dpr 与 rem 的适配方案
结合 2、3 部分可以实现 1px 的物理像素这一最小屏幕单位，那在此基础上如可让设计通常提供的 750px 设计稿来完美的适配到多种机型上，使用 rem 是一种解决方式。
3.1 rem 如何设置
rem 是相对于根元素 html 的 font-size 来做计算。通常在页面初始化时加载时通过对document.documentElement.style.fontSize 设置来实现。
3.2 rem 适配规则
通过对 initial-scale = 1/dpr 的设置，已将对屏幕的描述从物理像素转化到了物理像素上了，这将是后续推导的基础，且设计稿为 750px。
- 物理像素为 750 = 375 * 2，若屏幕等分为 10 份，那么 1rem = 75px，10rem = 750px;
- 物理像素为 1125 = 375 * 3，若屏幕等分为 10 份，那么 1rem = 112.5px, 10rem = 1125px;
- 物理像素为 1242 = 414 * 3, 若屏幕等分为 10 份，那么 1rem = 124.2px, 10rem = 1242px;
因此可推导出 rem 的设定方式：
document.documentElement.style.fontSize = document.documentElement.clientWidth / 10 + 'px';
下面我们将 750px 下，1rem 代表的像素值用 baseFont 表示，则在 baseFont = 75 的情况下，是分成 10 等份的。因此可以将上面的公式通用话一些：
document.documentElement.style.fontSize = document.documentElement.clientWidth / ( 750 / 75 ) + 'px';
整体设置可参考如下代码：
(function (baseFontSize) {
const _baseFontSize = baseFontSize || 75;
const ua = navigator.userAgent;
const matches = ua.match(/Android[\S\s]+AppleWebkit\/(\d{3})/i);
const isIos = navigator.appVersion.match(/(iphone|ipad|ipod)/gi);
const dpr = window.devicePixelRatio || 1;
if (!isIos && !(matches && matches[1] > 534)) {
// 如果非iOS, 非Android4.3以上, dpr设为1;
dpr = 1;
}
const scale = 1 / dpr;
const metaEl = document.querySelector('meta[name="viewport"]');
if (!metaEl) {
metaEl = document.createElement('meta');
metaEl.setAttribute('name', 'viewport');
window.document.head.appendChild(metaEl);
}
metaEl.setAttribute('content', 'width=device-width,user-scalable=no,initial-scale=' + scale + ',maximum-scale=' + scale + ',minimum-scale=' + scale);
document.documentElement.style.fontSize = document.documentElement.clientWidth / (750 / _baseFontSize) + 'px';
})();
同时为了书写方便可以直接通过 px 布局，然后在打包时利用 pxtorem 库转化为基于 rem 的布局。
4. 视口单位适配方案
将视口宽度 window.innerWidth 和视口高度 window.innerHeight 等分为 100 份，且将这里的视口理解成 idealviewport 更为贴切，并不会随着 viewport 的不同设置而改变。
- vw : 1vw 为视口宽度的 1%
- vh : 1vh 为视口高度的 1%
- vmin : vw 和 vh 中的较小值
- vmax : 选取 vw 和 vh 中的较大值
如果设计稿为 750px，那么 1vw = 7.5px，100vw = 750px。其实设计稿按照设么都没多大关系，最终转化过来的都是相对单位，上面讲的 rem 也是对它的模拟。这里的比例关系也推荐不要自己换算，使用 pxtoviewport 的库就可以帮我们转换。当然每种方案都会有其弊端，这里就不展开讨论。
5. iphoneX的适配
倍图其实就是像素尺寸和开发尺寸的倍率关系，但这只是外在的表现。倍图核心的影响因素在于PPI（DPI），了解屏幕密度与各尺寸的关系有助于我们深度理解倍率的概念：《基础知识学起来！为设计师量身打造的DPI指南》
iPhone8在本次升级中，屏幕尺寸和分辨率都遗传了iPhone6以后的优良传统；
然而iPhone X 无论是在屏幕尺寸、分辨率、甚至是形状上都发生了较大的改变，下面以iPhone 8作为参照物，看看到底iPhone X的适配我们要怎么考虑。
我们看看iPhone X尺寸上的变化：
5.1. iPhoneX的适配---安全区域(safe area)
苹果对于 iPhone X 的设计布局意见如下：
核心内容应该处于 Safe area 确保不会被设备圆角(corners)，传感器外壳(sensor housing，齐刘海) 以及底部的 Home Indicator 遮挡。也就是说 我们设计显示的内容应该尽可能的在安全区域内；
5.3. iPhoneX的适配---适配方案viewport-fit
5.3.1 PhoneX的适配，在iOS 11中采用了viewport-fit的meta标签作为适配方案；viewport-fit的默认值是auto。
viewport-fit取值如下：
| auto | 默认：viewprot-fit:contain;页面内容显示在safe area内 |
| cover | viewport-fit:cover,页面内容充满屏幕 |
viewport-fit meta标签设置(cover时)
5.3.2 css constant()函数 与safe-area-inset-top & safe-area-inset-left & safe-area-inset-right & safe-area-inset-bottom的介绍
如上图所示 在iOS 11中的WebKit包含了一个新的CSS函数constant()，以及一组四个预定义的常量：safe-area-inset-left, safe-area-inset-right, safe-area-inset-top和 safe-area-inset-bottom。当合并一起使用时，允许样式引用每个方面的安全区域的大小。
5.3.1当我们设置viewport-fit:contain,也就是默认的时候时;设置safe-area-inset-left, safe-area-inset-right, safe-area-inset-top和 safe-area-inset-bottom等参数时不起作用的。
5.3.2当我们设置viewport-fit:cover时：设置如下
body {
padding-top: constant(safe-area-inset-top); //为导航栏+状态栏的高度 88px
padding-left: constant(safe-area-inset-left); //如果未竖屏时为0
padding-right: constant(safe-area-inset-right); //如果未竖屏时为0
padding-bottom: constant(safe-area-inset-bottom);//为底下圆弧的高度 34px
}
5.4. iPhoneX的适配---高度统计
viewport-fit:cover + 导航栏
5.5.iPhoneX的适配---媒体查询
注意这里采用的是690px(safe area高度)，不是812px;
@media only screen and (width: 375px) and (height: 690px){
body {
background: blue;
}
}5.6.iphoneX viewport-fit 问题总结
1.关于iphoneX 页面使用了渐变色时；如果viewport-fit:cover;
1.1在设置了背景色单色和渐变色的区别，如果是单色时会填充整个屏幕，如果设置了渐变色 那么只会更加子元素的高度去渲染；而且页面的高度只有690px高度，上面使用了padding-top:88px;
body固定为：
this is subElement 1.单色时：
* {
padding: 0;
margin: 0;
}
body {
background:green;
padding-top: constant(safe-area-inset-top); //88px
/*padding-left: constant(safe-area-inset-left);*/
/*padding-right: constant(safe-area-inset-right);*/
/*padding-bottom: constant(safe-area-inset-bottom);*/
}
2.渐变色
* {
padding: 0;
margin: 0;
}
body {
background:-webkit-gradient(linear, 0 0, 0 bottom, from(#ffd54f), to(#ffaa22));
padding-top: constant(safe-area-inset-top); //88px
/*padding-left: constant(safe-area-inset-left);*/
/*padding-right: constant(safe-area-inset-right);*/
/*padding-bottom: constant(safe-area-inset-bottom);*/
}
解决使用渐变色 仍旧填充整个屏幕的方法；CSS设置如下
Designing Websites for iPhone X: Respecting the safe areas
this is subElement
2.页面元素使用了固定定位的适配即：{position:fixed;}
2.1 子元素页面固定在底部时；使用viewport-fit:contain时;可以看到bottom:0时只会显示在安全区域内；
Designing Websites for iPhone X: Respecting the safe areas
this is top
this is bottom
2.1 子元素页面固定在底部时；使用viewport-fit:cover时;可以看到bottom:0时只会显示在安全区域内；
* {
padding: 0;
margin: 0;
}
/*html,body {*/
/*height: 100%;*/
/*}*/
body {
background: grey;
padding-top: constant(safe-area-inset-top);
/*padding-left: constant(safe-area-inset-left);*/
/*padding-right: constant(safe-area-inset-right);*/
/*padding-bottom: constant(safe-area-inset-bottom);*/
}
.top {
width: 100%;
height: 44px;
background: purple;
}
.bottom {
position: fixed;
bottom: 0;
left: 0;
right: 0;
height: 44px;
color: black;
background: green;
}
添加html,body {width:100%;heigth:100%}
图1：
* {
padding: 0;
margin: 0;
}
html,body {
height: 100%;
}
body {
background: grey;
padding-top: constant(safe-area-inset-top);
padding-left: constant(safe-area-inset-left);
padding-right: constant(safe-area-inset-right);
padding-bottom: constant(safe-area-inset-bottom);
}
.top {
width: 100%;
height: 44px;
background: purple;
}
.bottom {
position: fixed;
bottom: 0;
left: 0;
right: 0;
height: 44px;
color: black;
background: green;
}图2：
* {
padding: 0;
margin: 0;
}
html,body {
height: 100%;
}
body {
background: grey;
padding-top: constant(safe-area-inset-top);
padding-left: constant(safe-area-inset-left);
padding-right: constant(safe-area-inset-right);
/*padding-bottom: constant(safe-area-inset-bottom);*/
}
.top {
width: 100%;
height: 44px;
background: purple;
}
.bottom {
position: fixed;
bottom: 0;
left: 0;
right: 0;
height: 44px;
color: black;
background: green;
}
2.3 关于alertView弹框 遮罩层的解决方案
alertView
参考资料：
iPhone X的Web设计
iPhone X适配没那么复杂，但也不是看上去这么简单
总结
在移动端开发中，理解视口对适配至关重要。因此本文先从视口展开讨论，从而引出 1px、rem 及 vw/vh 这些和适配相关的主要话题。下面提供的参考文章会在某些点上更加细化，以供参考。