前端基礎 CSS 中重要的層疊概念

最近在項目的過程中遇到了一個問題，menu-bar希望始終顯示在最上面，而在之後的元素都顯示在它之下，當時設置了 z-index 也沒有效果，不知道什麼原因，因此找了一下css有關層疊方面的資料，解決了這個問題，這裡記錄一下~

屏幕是一個二維平面，然而HTML元素卻是排列在三維座標系中，x為水平位置，y為垂直位置，z為屏幕由內向外方向的位置，我們在看屏幕的時候是沿著z軸方向從外向內的；由此，元素在用戶視角就形成了層疊的關係，某個元素可能覆蓋了其他元素也可能被其他元素覆蓋。

那麼這裡有幾個重要的概念：層疊上下文 (堆疊上下文 Stacking Context)、層疊等級 (層疊水平 Stacking Level)、層疊順序 (層疊次序、堆疊順序 Stacking Order)、z-index。

1. 以下定位元素指的是 position:absolute|fixed|relative|sticky
2. 以下非定位元素指的是 position:initial|static
3. 關於層疊上下文還有一個類似的概念：塊級格式化上下文(BFC, Block Formatting Context)，可以參考一下 CSS 中重要的BFC，其中還介紹了一些文檔流的內容
4. 本文蠻長的，但是如果你有勇氣看完，那應該對層疊有關概念就基本掌握了 (～o￣▽￣)～

1. 層疊上下文 (Stacking Context)

層疊上下文 (堆疊上下文, Stacking Context)，是HTML中一個三維的概念。在CSS2.1規範中，每個元素的位置是三維的，當元素髮生層疊，這時它可能覆蓋了其他元素或者被其他元素覆蓋；排在z軸越靠上的位置，距離屏幕觀察者越近。

文章關於z-index 那些你不知道的事有一個很好的比喻，這裡引用一下。

可以想象一張桌子，上面有一堆物品，這張桌子就代表著一個層疊上下文。 如果在第一張桌子旁還有第二張桌子，那第二張桌子就代表著另一個層疊上下文。

現在想象在第一張桌子上有四個小方塊，他們都直接放在桌子上。 在這四個小方塊之上有一片玻璃，而在玻璃片上有一盤水果。 這些方塊、玻璃片、水果盤，各自都代表著層疊上下文中一個不同的層疊層，而這個層疊上下文就是桌子。

每一個網頁都有一個默認的層疊上下文。 這個層疊上下文（桌子）的根源就是 。 html標籤中的一切都被置於這個默認的層疊上下文的一個層疊層上（物品放在桌子上）。

當你給一個定位元素賦予了除 auto 外的 z-index 值時，你就創建了一個新的層疊上下文，其中有著獨立於頁面上其他層疊上下文和層疊層的層疊層， 這就相當於你把另一張桌子帶到了房間裡。

層疊上下文1 (Stacking Context 1)是由文檔根元素形成的， 層疊上下文2和3 (Stacking Context 2, 3) 都是層疊上下文1 (Stacking Context 1) 上的層疊層。 他們各自也都形成了新的層疊上下文，其中包含著新的層疊層。

在層疊上下文中，其子元素按照上面解釋的規則進行層疊。形成層疊上下文的方法有：

• 根元素
• position值為 absolute|relative，且 z-index值不為 auto
• position 值為 fixed|sticky
• z-index 值不為 auto 的flex元素，即：父元素 display:flex|inline-flex
• opacity 屬性值小於 1 的元素
• transform 屬性值不為 none的元素
• mix-blend-mode 屬性值不為 normal 的元素
• filter、 perspective、 clip-path、 mask、 mask-image、 mask-border、 motion-path 值不為 none 的元素
• perspective 值不為 none 的元素
• isolation 屬性被設置為 isolate 的元素
• will-change 中指定了任意 CSS 屬性，即便你沒有直接指定這些屬性的值
• -webkit-overflow-scrolling 屬性被設置 touch的元素

總結：

1. 層疊上下文可以包含在其他層疊上下文中，並且一起組建了一個有層級的層疊上下文
2. 每個層疊上下文完全獨立於它的兄弟元素，當處理層疊時只考慮子元素，這裡類似於BFC
3. 每個層疊上下文是自包含的：當元素的內容發生層疊後，整個該元素將會在父級疊上下文中按順序進行層疊

2. 層疊等級 (Stacking Level)

層疊等級 (層疊水平, Stacking Level) 決定了同一個層疊上下文中元素在z軸上的顯示順序的概念：

• 普通元素的層疊等級優先由其所在的層疊上下文決定
• 層疊等級的比較只有在同一個層疊上下文元素中才有意義
• 在同一個層疊上下文中，層疊等級描述定義的是該層疊上下文中的元素在Z軸上的上下順序

注意，層疊等級並不一定由 z-index 決定，只有定位元素的層疊等級才由 z-index 決定，其他類型元素的層疊等級由層疊順序、他們在HTML中出現的順序、他們的父級以上元素的層疊等級一同決定，詳細的規則見下面層疊順序的介紹。

3. z-index

z-index 只適用於定位的元素，對非定位元素無效，它可以被設置為正整數、負整數、0、auto，如果一個定位元素沒有設置 z-index，那麼默認為auto。

元素的 z-index 值只在同一個層疊上下文中有意義。如果父級層疊上下文的層疊等級低於另一個層疊上下文的，那麼它 z-index 設的再高也沒用。所以如果你遇到 z-index 值設了很大，但是不起作用的話，就去看看它的父級層疊上下文是否被其他層疊上下文蓋住了。

4. 層疊順序 (Stacking Order)

1. 背景和邊框：形成層疊上下文的元素的背景和邊框。
2. 負z-index值：層疊上下文內有著負z-index值的定位子元素，負的越大層疊等級越低；
3. 塊級盒：文檔流中塊級、非定位子元素；
4. 浮動盒：非定位浮動元素；
5. 行內盒：文檔流中行內、非定位子元素；
6. z-index: 0：z-index為0或auto的定位元素， 這些元素形成了新的層疊上下文；
7. 正z-index值
   ：z-index 為正的定位元素，正的越大層疊等級越高；

同一個層疊順序的元素按照在HTML裡出現的順序層疊；第7級順序的元素會顯示在之前順序元素的上方，也就是看起來覆蓋了更低級的元素：

5. 實戰

5.1 普通情況

三個 relative定位的 div塊中各有 absolute的不同顏色的 span.red、 span.green、 span.blue，它們都設置了 position:absolute，參見Codepen - 普通情況。

那麼當沒有元素包含z-index屬性時，這個例子中的元素按照如下順序層疊（從底到頂順序）：

1. 根元素的背景和邊界
2. 塊級非定位元素按HTML中的出現順序層疊
3. 行內非定位元素按HTML中的出現順序層疊
4. 定位元素按HTML中的出現順序層疊

紅綠藍都屬於 z-index 為auto的定位元素，因此按照7層層疊順序規則來說同屬於層疊順序第6級，所以按HTML中的出現順序層疊： 紅->綠->藍。

5.2 在相同層疊上下文的父元素內的情況

紅綠位於一個 div.first-box下，藍位於 div.second-box下，紅綠藍都設置了 position:absolute， first-box與 second-box都設置了 position:relative，參見Codepen - 父元素不同但都位於根元素下。

這個例子中，紅藍綠元素的父元素 first-box與 second-box都沒有生成新的層疊上下文，都屬於根層疊上下文中的元素，且都是層疊順序第6級，所以按HTML中的出現順序層疊： 紅->綠->藍。

5.3 給子元素增加 z-index

紅綠位於一個 div.first-box下，藍黃位於 div.second-box下，紅綠藍都設置了 position:absolute，如果這時給綠加一個屬性 z-index:1，那麼此時 .green位於最上面。

如果再在 .second-box下 .green後加一個絕對定位的 span.gold，設置 z-index:-1，那麼它將位於紅綠藍的下面，參見Codepen - 設置了z-index。

這個例子中，紅藍綠黃元素的父元素中都沒有生成新的層疊上下文，都屬於根層疊上下文中的元素：

1. 紅藍都沒有設置 z-index，同屬於層疊順序中的第6級，按HTML中的出現順序層疊。
2. 綠設置了正的 z-index，屬於第7級。
3. 黃設置了負的 z-index，屬於第2級。

所以這個例子中的從底到高顯示的順序就是： 黃->紅->藍->綠。

5.4 在不同層疊上下文的父元素內的情況

紅綠位於一個 div.first-box下，藍位於 div.second-box下，紅綠藍都設置了 position:absolute，如果 first-box的z-index設置的比 second-box的大，那麼此時無論藍的 z-index 設置的多大 z-index:999，藍都位於紅綠的下面；如果我們只更改紅綠的z-index值，由於這兩個元素都在父元素 first-box產生的層疊上下文中，此時誰的z-index值大，誰在上面，參見Codepen - 不同層疊上下文的父元素。

這個例子中，紅綠藍都屬於設置了z-index的定位元素，不過他們的父元素創建了新的層疊上下文：

1. 紅綠的父元素 first-box是設置了正z-index的定位元素，因此創建了一個層疊上下文，屬於層疊順序中的第7級。
2. 藍的父元素 second-box也同樣創建了一個層疊上下文，屬於層疊順序中的第6級。
3. 按照層疊順序， first-box中所有元素都排在 second-box上。
4. 紅綠都屬於層疊上下文 first-box中且設置了不同的正 z-index，都屬於層疊順序中第7級。
5. 藍屬於層疊上下文 second-box，且設置了一個很大的正 z-index，屬於層疊元素中第7級。
6. 雖然藍的 z-index 很大，但是因為 second-box的層疊等級比 first-box小，因此位於紅綠之下。

所以這個例子中從低到到顯示的順序： 藍->紅->綠（我遇到的的情況就屬於這個例子類似情形）。

5.5 給子元素設置 opacity

紅綠位於 div.first-box下，藍位於 div.second-box下，紅綠藍都設置了 position:absolute，綠設置了 z-index:1，那麼此時綠位於紅藍的最上面。

如果此時給 first-box設置 opacity:.99，這時無論紅綠的 z-index 設置的多大 z-index:999，藍都位於紅綠的上面。

如果再在 .second-box下 .green後加一個 span.gold，設置 z-index:-1，那麼它將位於紅綠藍的下面，參見Codepen - opacity的影響。

之前已經介紹了，設置 opacity也可以形成層疊上下文，因此：

1. first-box設置了 opacity， first-box成為了一個新的層疊上下文。
2. second-box沒有形成新的層疊上下文，因此其中的元素都屬於根層疊上下文。
3. 黃屬於層疊順序中第2級，紅綠屬於第7級， first-box屬於第6級，藍屬於層疊順序中第6級且按HTML出現順序位於 first-box之上。

所以這個例子中從低到到顯示的順序： 黃->紅->綠->藍。

網上的帖子大多深淺不一，甚至有些前後矛盾，在下的文章都是學習過程中的總結，如果發現錯誤，歡迎留言指出~

參考

1. 你不知道的Z-Index
2. MDN - z-index
3. What No One Told You About Z-Index
4. 徹底搞懂CSS層疊上下文、層疊等級、層疊順序、z-index
5. 前端性能優化之更平滑的動畫
6. 關於z-index 那些你不知道的事
7. 聊聊CSS中的層疊相關概念

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