【CSS】CSS 單位指南與應用大全（em, rem, vh, vw, %, px, vmin, vmax）

學．誌｜Chris Kang

發佈於Chris 前端的專研筆記

2023/08/08閱讀時間約 12 分鐘

CSS 單位指南大全

每一次在設定 CSS 時，單位總是在設定過程中，扮演了非常重要的角色。最近在補強 CSS 基礎的過程中，就將常見的單位應用整理出來。也提供實際應用的情境，希望讓讀者在處理各種 CSS 的單位時，不再有選擇困難。

對讀者來說，或許你已經聽說過像是「px」、「em」、「rem」、「vh/vw」以及 % 這些單位；但每一個單位，其實都有其潛在的設定與規則。接下來，筆者會深入探討這些單位的應用情境，以及如何選出合適的單位。

這一篇文章，會分成三個部分。分別是：

單位的基礎介紹
各單位的定義說明
各單位的應用情境、用法

就讓我們，開始探索吧！

一、單位的基礎介紹

基本單位可分成四個類別，分別是絕對長度、視圖長度、相對長度、比例長度：

Absolute Length: 長度固定，無法被使用者調整。如 px、cm... 等。不要使用 cm 等單位，會因為銀幕解析度的差異，而導致長度不固定。
Viewport Length: 長度跟隨瀏覽器視窗而調整，包含 vh、vw、vmin、vmax 等單位。
Relative Length: 會隨著使用者的習慣調整，包含 rem、em 等，其他的鮮少用到。
Percentage Length: 特殊的比例長度，可能會隨著 viewport 或容器大小調整。

那你有想過，為什麼需要這麼多的單位嗎？

其實，主要是為了 Accessibility 的作用。因為有時要提供給一些特殊需求的使用者，或是為了滿足放大或縮小文字的特定使用。因此，需要讓他們有機會可以放大文字，但同時仍能控制排版。

哪一些屬性，可以使用這一些單位？

基本上圍繞在 Box-model 和定位上，font-size、padding、border、margin、width、height、top、bottom、left、right 都可以適用。通常瀏覽器預設的 1rem 都是 16px (font-size: 16px)。

為什麼需要可調整的單位？

Chrome Setting

因為使用者可能會調整瀏覽器的文字大小，我們希望可以隨著使用者設定的大小，來相對應調整。若使用固定如 20px 的大小，則文字不會根據瀏覽器設定，調整大小。

二、各單位的定義說明

接著，就來說明常見的單位，各自的定義是有哪些？

Absolute Length - px
Viewport Length - vh/vw
Relative Length - em/rem
Percentage Length - %

I. Absolute Length - px

.selector {
	width: 500px; // 500 像素大小
	height: 100px; // 100 像素大小
}

絕對長度。指的是完全固定的長度或尺寸。在 CSS 中，1 像素被正式定義為 1/96 英吋。所有其他的絕對長度單位，都是基於這個像素的定義。例如 cm 或 mm 等。

其實除了常見的 px 之外，也有 inch、cm 等單位可以使用；但會有一個極大的問題，該單位的換算，僅基於一個邏輯計算，例如 1 inch = 96px。

實際上，我們的硬體像素，實際上和軟體像素不同。中間會有一個換算比率。例如 iPhone SE 的設備硬體解析素為 640 x 1136，但軟體解析度則是 320 x 568，轉換率為 2.0。如果採用 inch 等設定，就會導致實際寬度會與預期不符。因此只要是固定長度，一率使用 px 來簡化狀況。

II. Viewport Length - vh/vw/vmin/vmax

.selector {
	width: 100vw; // 100% viewport width
	height: 100vh; // 100% viewport height
}

vh 和 vw 的定義
vh 和 vw 分別指的是 viewport height 和 viewport width，換句話說，指的是瀏覽器的視窗（viewport）實際的寬度。使用 vh 和 vw 的好處，是可以省掉設定 height:100% 或 width: 100%，不一定會填滿視窗寬度的問題。

vmin 和 vmax 的定義
vmin 和 vmax 兩者的差異，在於 min 指的是 vw 和 vh 中較小的一邊；max 則是 vm 和 vh 中較大的一邊。舉例來說，1280px * 1600px 的長寬視窗比，vmin 指的就是 1280px；vmax 則是 1600px。而設定的則是比率，例如 120vmin 指的是 1280px * 120% 的意思；而 80vmax 指的是 1600px * 80% 的意思。

可以用來限制在特定長度或寬度下，可以達成 RWD 的效果。

III. Relative Length - em/rem

em 和 rem 是相對大小，後者指的是 root em，亦即僅會參考 root 的文字大小（亦即 body 的設定）。

em：根據父元素的大小，去乘以設定的比率。例如瀏覽器預設文字為 16px，父元素為 1.5em，且子元素設定為 1.5em，則子元素的文字會顯示 16px * 1.5 * 1.5 的文字大小。
rem：推薦使用單位。僅會參考 body 或預設瀏覽器設定的大小，不會理會父元素的設定。因為統一的標準都是 root 元素，因此更容易管理與調整。

因為現在瀏覽器的支援程度已經高達 96%，除非可能會用到 IE 舊版本的瀏覽器，不然通常都建議使用 em，作為相對單位的設定。而 em 僅建議使用在特定相依區域，不然大小很容易失控。因為我們不知道父元素是否有設定到 em。

IV. Percentage Length - %

要理解 % 的概念，就需要先理解 Containing block 的概念。意指對於某一個應用的元素來說，其參照的父元素就被稱為 containing block。

舉例來說，如果我有一個下列的元素。對於 div 來說，在 Nav 設定為 position: fixed 的情況下，瀏覽器的 viewport 就是 Nav 的 Containing block；如果設定 div 為 position: absolute 、 nav 設定為 position: relative 的情況下，nav 就是 div 的 containing block。

<nav>
	<div />
</nav>

% 在不同 Position 的使用情境：

position: fixed: 該元素會根據 viewport 作為參照，並根據設定的 x% 來調整大小。
position: absolute: 會根據 ancestor element 該 containing block 的 content + padding 空間來計算。而 ancestor element 指的是顯式設定非position: static 狀態的元素為主。此時，設定 width: 100% 就會以 ancestor 的寬度為主。
position: static/relative: 會根據 block level 的父元素，來作為衡量的標準。如果父元素為 inline，則寬度會維持最小內容寬度，但高度會塌陷至內容所需的高度。

如何達成 100% 的瀏覽器 viewport 高度設定？
要從 html > body > ... > div 的目標元素，才有辦法讓 div 設定為 height: 100% 時，可以完全等於 100% 的 viewport。如果沒有設定 top: 0 / left: 0 或 inset 等參數，則一樣會吃到 margin-collapse 的狀態。

三、各單位的應用情境、用法

了解各個常見的單位後，就可以來了解不同情境下，可以如何應用上述所學到的單位。

對於文字尺寸的設定 Font-size
對於 Background 的長寬設定

I. 對於文字尺寸的設定 Font-size

因為瀏覽器本身可以設定文字基礎大小，若使用 px 固定大小則會無法自動調整。因此可以使用：

rem: 會根據瀏覽器在 html 的字體大小設定，乘以特定的比率來顯示。例如 1 rem 指的是預設 16px * 1 大小的字。通常建議使用此設定。
xx%：設定 70%，則會以瀏覽器的文字大小 * 70% 作為文字顯示，但不建議使用。
em: 會根據父元素的大小，去乘以設定的比率。例如父元素為 1.5em，則子元素設定為 1.5em 則會顯示 16px * 1.5 * 1.5 的文字大小。建議使用在特定相依區域，不然大小很容易失控。
not setting: 或是就根據瀏覽器預設尺寸，來設定。

II. 對於 Background 的長寬設定

對於背景的長寬設定，通常建議可以使用 vh 和 vw 來設定，使之可以根據銀幕大小動態調整。除非有長寬比會隨視窗調換的情境，才會使用 vmin 和 vmax。

III. Box-model 與 Position 的設定

常見的應用情境如下：

padding/margin: Only apply rem
border: px (Usually not change)
width: x% or vw/vh (which is better depends on the situation)
top/buttom/left/right: x% (depend on containing block)

III. 寬度在 Windows 上的 Bug

https://bit.ly/3OkudIq

因為 Windows 如果使用 vw 會自動出現滾動條，為了避免可以使用 width: 100% 來代替。另一個方式，則是使用在 body 加上 overflow-x: hidden;。如果是縱向的捲軸，則可加上 overflow-y: hidden 來解決。

結論：CSS 單位

本文介紹了常見的 CSS 長度單位，包括絕對長度、相對長度、百分比長度以及 viewport 長度。其中，推薦使用相對長度 rem 和 em，以及 viewport 長度 vh 和 vw。此外，本文還介紹了不同情境下各單位的應用方法，包括文字尺寸的設定、背景的長寬設定以及 Box-model 與 Position 的設定。

CSS 之所以難學習，是因為多數時候他並沒有一定的邏輯，而是根據 W3C 的設定而來。這就導致 CSS 很單純靠理解來學習。因此，非常建議在一邊學習的同時，一定要一邊練習，讓眼睛能夠看到，才能夠了解 CSS 實際的變化為何。