现代 CSS 解决方案：数学函数 Round

2023-09-04 10:11 由 ChokCoco 发表于 #前端开发

在 CSS 中，存在许多数学函数，这些函数能够通过简单的计算操作来生成某些属性值，例如在现代 CSS 解决方案：CSS 数学函数一文中，我们详细介绍了

calc()：用于计算任意长度、百分比或数值型数据，并将其作为 CSS 属性值。
min() 和 max()：用于比较一组数值中的最大值或最小值，也可以与任意长度、百分比或数值型数据一同使用。
clamp()：用于将属性值限制在一个范围内，支持三个参数：最小值、推荐值和最大值。

在现代 CSS 解决方案：CSS 原生支持的三角函数一文中，给大家介绍了从 Chrome 111 开始也逐渐开始原生支持的三角函数：

sin()
cos()
tan()

而本文，我们将介绍另外一个非常有意思的数学函数 - round()。

何为 round()？

简单来说，round() CSS 函数的作用就是根据选定的舍入策略返回舍入数。

举个例子，在 JavaScript 中，我们可以使用 Math.round() 返回一个数字四舍五入后最接近的整数。

譬如：

x = Math.round(20.49); //20
x = Math.round(20.5); //21
x = Math.round(-20.5); //-20
x = Math.round(-20.51); //-21

现在，CSS 借助 round() 函数也有了相同的能力：

line-height: round(2.2, 1); /* 2 */
line-height: round(14.82, 1); /* 15 */
line-height: round(5.5, 1); /* 6 */

也就是说，round(2.2, 1) 中的 2.2 四舍五入后，最后的计算值是 2。

round() 完整语法

round() 的完整语法规则还是比较复杂的。完整的介绍可以看 MDN - round()。

使用它，可以完美实现类似于 JavaScript 中的如下几个方法：

Math.ceil()
Math.floor()
Math.round()
Math.trunc()

它的完整语法规则：

<round()> = round( <rounding-strategy>?, <valueToRound> , <roundingInterval> )

可以看到，它最多可以接收 3 个参数，并且第一个参数是可选参数：

<rounding-strategy>：可选参数，表示舍入策略。这可能是以下值之一：
- up: 相当于 JavaScript Math.ceil() 方法，将 valueToRound 向上舍入到 roundingInterval 最接近的整数倍。这相当于 JavaScript Math.ceil() 方法。
- down：将 valueToRound 向下舍入为 roundingInterval 最接近的整数倍。这相当于 JavaScript Math.floor() 方法。
- nearest：将 valueToRound 舍入为 roundingInterval 的最接近的整数倍，该倍数可以高于或低于该值。如果 valueToRound 是上方和下方舍入目标之间的一半，则会向上舍入。相当于 JavaScript Math.round()。
- to-zero：将 valueToRound 舍入为 roundingInterval 接近/接近零的最接近整数倍。这相当于 JavaScript Math.trunc() 方法。
<valueToRound>：需要被四舍五入的值。必须是 <number>、<dimension> 或 <percentage>，或者解析为这些值之一的数学表达式。
<roundingInterval>：舍入的间隔规则。这是一个 <number>、<dimension> 或 <percentage>，或者解析为这些值之一的数学表达式。

基于此，举几个例子：

<div class="box-1"></div>
<div class="box-2"></div>
<div class="box-3"></div>
<div class="box-4"></div>
<div class="box-5"></div>

:root {
  --rounding-interval: 25px;
}
div {
  width: 100px;
  background: rgba(255, 100, 0, .8);
}
div.box-1 {
  height: round(nearest, 110px, var(--rounding-interval)); /* 最终计算值：100px */
}
div.box-2 {
  height: round(up, 110px, var(--rounding-interval)); /* 最终计算值：125px */
}
div.box-3 {
  height: round(down, 120px, var(--rounding-interval)); /* 最终计算值：100px */
}
div.box-4 {
  height: round(to-zero, 120px, var(--rounding-interval)); /* 最终计算值：100px */
}
div.box-5 {
  height: round(120px, var(--rounding-interval)); /* 最终计算值：125px */
}

结果如下：

图中背景一个格子的大小是 25px

完整的 DEMO 可以看这里 CodePen Demo - CSS Math Function Round() Demo

round 能解决什么问题？

OK，铺垫了那么久，我们下面进入实战环节。

那么，round() 函数在 CSS 中有什么具体的作用吗？能应用到什么地方？

解决基于 transform 的模糊问题

在之前的疑难杂症：运用 transform 导致文本模糊的现象探究这篇文章中，我们介绍了一种基于transform 的模糊问题。

我们来回顾一下问题现象：

在我们的页面中，经常会出现这样的问题，一块区域内的文本或者边框，在展示的时候，变得特别的模糊，如下(数据经过脱敏处理)：

正常而言，应该是这样的：

emmm，可能大图不是很明显，我们取一细节对比，就非常直观了：

那么？什么时候会触发这种问题呢？在 Google 上，其实我们能搜到非常多类似的案例，总结而言：

当文本元素的某个祖先容器存在 transform: translate() 或者 transform: scale() 等 transform 操作时，容易出现这种问题

当然，这只是必要条件，不是充分条件。继续深入探究，会发现，必须还得同时满足一些其它条件：

元素作用了 transform: translate() 或者 transform: scale() 后的计算值产生了非整数

譬如，上述案例触发的 CSS 代码如下：

.container {
    position: absolute;
    width: 1104px; 
    height: 475px;
    top: 50%;
    transform: translateY(-50%);
    // ...
}

由于元素的高度为 475px，translateY(-50%) 等于 237.5px，非整数，才导致了内部的字体模糊。

但是，需要注意的是，并非所有产生的非整数都会导致了内部的字体模糊。

这里有个简单的示意：

还是上述的例子，当高度从 477px 一直调整到 469px 的过程中，只有 477px 和 475px 导致了模糊，而 473, 471, 469 则没有。所以，这也只是引发模糊的一个必要条件。

文本内容是否模糊还与屏幕有关，高清屏（dpr > 2）下不容易触发，更多发生在普通屏幕下（dpr = 1）

在我实测的过程中还发现，这个现象基本只会发生在 dpr 为 1 的普通屏幕下。

类似于 MAC 的高清屏幕则不太会触发这个问题。

dpr = 物理像素 / 设备独立像素，表示设备像素比。这个与我们通常说的视网膜屏（多倍屏，Retina屏）有关。设备像素比描述的是未缩放状态下，物理像素和设备独立像素的初始比例关系。

并非所有浏览器都是这个表现，基本发生在 chromium 内核。

那么，为何会发生这种现象？针对这个问题，没有找到特别官方的回答，普遍的认为是因为：

由于浏览器将图层拆分到 GPU 以进行 3D 转换，而非整数的像素偏移，使得 Chrome 在字体渲染的时候，不是那么的精确。

关于这个问题，感兴趣的可以再看看这两个讨论：

Chromium Bugs -- Issue 521364: Transformed text at fractional offsets is very blurry.
Serious bug: Slick Slider turns off subpixel font rendering on the entire site in Chrome #2275

使用 round() 函数解决模糊问题

在之前，上面的这个基于 transform 的问题基本是无解的，想要不模糊，就需要替换掉 transfrom 方法。

而在有了 round() 后，我们可以通过 round() 函数，保证作用了 transform: translate() 或者 transform: scale() 后的计算值一定是正整数，从而避免模糊问题。

譬如，原本的 CSS 如下：

.container {
    width: 50vw;
    height: 50vh;
    transform: translate(-50%, -50%);
}

此时，transform: translate() 的实际最终计算值是会出现小数的。因此，我们可以使用 round() 函数进行取整：

.container {
    width: 50vw;
    height: 50vh;
    transform: translate(round(-50%, 1px), round(-50%, 1px));
}

我们可以使用如下 JavaScript 代码，打印出 transform 实时的计算值。

window.addEventListener("resize", () => {
    const transform = getComputedStyle(document.querySelectorAll("div")[0]).transform;
    console.log("transform:", transform);
});

如果使用 transform: translate(-50%, -50%) resize 整个页面，可以看到如下打印值：

可以看到，此时，transform: matrix(1, 0, 0, 1, -50.5, -106.75) 的中的后两位，其实就是 transform: translate(-50.5px, 106.75px)，是存在小数值的。

而使用了 transform: translate(round(-50%, 1px), round(-50%, 1px)) 后，将不会再出现小数值：

完整的代码，你可以戳这里试一试：CodePen Demo -- round() Demo

借由 round() 函数，我们成功的解决了一直以来，Chrome 中非常棘手的一个模糊问题！

使用 round() 模拟步骤缓动动画

round() 还有一个有趣用法。我们可以使用 round() 实现类似于 CSS Animation 中的 steps() 步骤动画的效果。

我们来看这么一个 DEMO：

<div></div>

@property --angle {
  syntax: '<angle>';
  inherits: false;
  initial-value: 0deg;
}

div {
    width: 200px;
    height: 200px;
    border-radius: 50%;
    background: conic-gradient(#fc0, #fc0 15deg, transparent 15deg, transparent 30deg);
    transform: rotate(var(--angle));
    animation: propertyRotate 2s infinite linear;
}

@keyframes propertyRotate {
    100% {
        --angle: 360deg;
    }
}

这里，我们实现了这么一个动画效果：

我们可以利用 round()，把一个连贯动画，拆解成步骤动画：

div {
   // ...
   // transform: rotate(var(--angle));
   transform: rotate(round(var(--angle), 30deg));
}

上面，我们使用 transform: rotate(round(var(--angle), 30deg)) 替换了 transform: rotate(var(--angle))。

而 round(var(--angle), 30deg) 保证了其取值只能是 30deg 的倍数或者 0deg。因此，我们可以得到和使用 stpes() 步骤动画一样的效果：

上面使用了 round() 的动画，和如下的动画效果是一致的：

div {
    transform: rotate(round(var(--angle), 30deg));
}
// 等同于
div {
    transform: rotate(var(--angle));
    animation: propertyRotate 2s infinite steps(12);
}

因此，使用 round()，我们也可以轻松的实现类似如下的 Loading 动画效果：

完整的代码，你可以戳这里进行了解：CodePen Demo -- CSS Math Function Round() Animation Demo

最后

好了，本文到此结束，希望本文对你有所帮助 😃

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