摘要：接下來說句聽起來很奇怪的話一個內聯元素有兩個高度高度和實際區域高度是我自己發明的單詞，它表示對人類有效的高度，你在其他地方是看不到這個單詞的。你沒看錯，是計算的一些細節對于內聯元素，和會增大區域，但是不會增大不是的高度。

本文為饑人谷講師方方原創文章，首發于 前端學習指南。

這是一篇譯文，對 inline 和 inline-block 的元素剖析非常給力。

原文：Deep dive CSS: font metrics, line-height and vertical-align - Vincent De Oliveira

line-height 和 vertical-align 都是簡單的 CSS 屬性，以致于大多數人自以為知道這兩個屬性的工作原理。但實際上這兩個屬性非常復雜，也許算得上是 CSS 里最難的兩個屬性，因為這兩個屬性和 CSS 里一個鮮為人知的特性息息相關：內聯格式化上下文（IFC）（譯者注：和 BFC 相對應）。

舉例來說，line-height 的值可以是一個長度（length）或者是一個數字，它的默認值是 normal。那么，normal 是什么呢？我們經常將 normal 理解為 1，或者 1.2，甚至連 CSS 規格文檔都沒有提到這一問題。我們知道 line-height 的值為數字時，表示的相對于 font-size 的倍數，但問題在于，font-size:100px 對應的文字在不同字體里的高度是不一樣的！那么 line-height 會隨著文字大小的改變而改變嗎？ normal 真的表示 1 或者 1.2 嗎？vertical-align 又是如何被 line-height 影響的呢？

讓我們來深入理解一個不那么簡單的 CSS 機制。

下面是一段簡單的 HTML 代碼，一個 p 標簽包含了 3 個 span 標簽，每個 span 各自有一個 font-family：

    Ba
    Ba
    Ba

 p  { font-size: 100px }
.a { font-family: Helvetica }
.b { font-family: Gruppo    }
.c { font-family: Catamaran }

（譯者注：這幾款字體你的電腦上可能沒有）

font-size 相同，font-family 不同，得到的 span 元素的高度也不同：

為什么 font-size: 100px 不能得到相同高度的元素呢？我測量了一下每個 span 的高度：Helvetica 115px，Gruppo 97px，Catamaran 164px。

乍看很奇怪，但是仔細想想，這么做又是很有道理的。原因在于字體本身，這是字體的原理：

一款字體會定義一個 em-square，它是用來盛放字符的金屬容器。這個 em-square 一般被設定為寬高均為 1000 相對單位，不過也可以是 1024、2048 相對單位。

字體度量都是基于這個相對單位設置的，包括 ascender、descender、capital height、x-height 等。注意這里面的值是允許相對于 em-square 出血（bleed outside）的（譯者注：大概可以理解為超出 em-square）

在瀏覽器中，上面的 1000 相對單位會按照你需要的 font-size 縮放。

我們把 Catamaran 字體放到 FontForge 中，分析它的字體度量：

em-square 是 1000

ascender 是 1100，descender 是 540。通過測試發現，macOS 上的瀏覽器使用了 HHead Ascent 和 HHead Descent 值，Windows 上的瀏覽器使用了 Win Ascent 和 Win Descent（而且兩個平臺上的值不一樣）。我們還看到 Capital Height 是 680，X height 是 485。

這意味著 Catamaran 字體占據了 1100 + 540 個相對單位，盡管它的 em-square 只有 1000 個相對單位，所以當我們設置 font-size:100px 時，這個字體里的文字高度是 164px。這個計算出來的高度決定了 HTML 元素的 content-area（內容區域），后面我會講到 content-area。你可以認為 content-area 就是 background 作用的區域。

我們還能看出大寫字母的高度是 68px，小寫字母的高度（x-height）是 49px。所以 1ex = 49px，1em = 100px，而不是 164px。（真好，em 是基于 font-size，而不是基于計算出來的高度）

在繼續深入之前，說點相關的知識。當 p 元素出現在屏幕上時，它可能包含了多行內容，每行內容由多個內聯元素組成（內聯標簽或者是包含文本的匿名內聯元素），每一行都叫做一個 line-box。line-box 的高度是由它所有子元素的高度計算得出的。瀏覽器會計算這一行里每個子元素的高度，再得出 line-box的高度（具體來說就是從子元素的最高點到最低點的高度），所以默認情況下，一個 line-box 總是有足夠的高度來容納它的子元素。

每個 HTML 元素實際上都是由多個 line-box 的容器，如果你知道每個 line-box 的高度，那么你就知道了整個元素的高度。

如果我們修改一下最初的 HTML 代碼：

    Good design will be better.
    Ba
    Ba
    Ba
    We get to make a consequence.

那么就會得到 3 個 line-box（寬度固定）：

第一行和最后一行各有一個匿名內聯元素（文本內容）

中間一行包含兩個匿名內聯元素和三個 span

我們清楚地看到第二個 line-box比其他兩個要高一些。因為第二行里面的子元素因為有一個用到了 Catamaran 字體的 span。

line-box 的難點在于我們看不見它，而且不能用 CSS 控制它。即使我們用 ::first-line 給第一行加上背景色，我們也看不出第一個 line-box 的高度。

目前我已經提到了兩個概念：content-area 和 line-box。如果你仔細看了，會發現我說 line-box 的高度是根據子元素的高度計算出來的，而不是子元素的 content-area 的高度。這個區別大了。
接下來說句聽起來很奇怪的話：一個內聯元素有兩個高度：content-area 高度和 virtual-area （實際區域？）高度（virtual-area 是我自己發明的單詞，它表示對人類有效的高度，你在其他地方是看不到這個單詞的）。

content-area 的高度是由字體度量定義的（見上文）

vitual-area 的高度就是 line-height，這個高度用于計算 line-box 的高度

這么一來，這就打破了一個長久的謠言：line-height 表示兩個 baseline 之間的距離。在 CSS 里，不是這樣的。

virtual-area 和 content-area 高度的差異叫做 leading。leading 的一半會被加到 content-area 頂部，另一半會被加到底部。因此 content-area 總是處于 virtual-area 的中間。

計算出來的 line-height（也就是 virtual-area 的高度）可以等于、大于或小于 content-area。如果 virtual-area 小于 content-area，那么 leading 就是負的，因此 line-box 看起來就比內容還矮了。

還有一些其他種類的內聯元素：

可替換的內聯元素，如 img / input / svg 等

inline-block 元素，以及所有 display 值以 inline- 開頭的元素，如 inline-table / inline-flex

處于某種特殊格式化上下文的內聯元素，例如 flexbox 元素中的子元素都處于 flex formatting context（彈性格式化上下文）中，這些子元素的 display 值都是「blockified」

這類內聯元素，其高度是基于 height、margin 和 border 屬性（譯者注：好像漏了 padding）。如果你將其 height 設置為 auto 的話，那么其高度的取值就是 line-height，其 content-area 的取值也是 line-height。

我們目前依然沒有解釋 line-height:normal 是什么意思。要解答這個問題，我們又得回到 content-area 高度的計算了，問題的答案就在字體度量里面。

我們回到 FontForge，Catamaran 的 em-square 高度是 1000，同時我們還看到很多其他的 ascender/descender 值：

常規的 Ascent/Descent：ascender 是 770，descender 是 230，用于渲染字符。

規格 Ascent/Descent：ascender 是 1100，descender 是 540。用于計算 content-area 的高度

規格 Line Gap：用于計算 line-height: normal。

在 Catamaran 這款字體中，Line Gap 的值是 0，那么 line-height: normal 的結果就跟 content-area 的高度一樣，是 1640 相對單位。

為了對比，我們再看看 Arial 字體，它的 em-square 是 2048，ascender 是 1854，descender 是 434，line gap 是 67。那么當 font-size: 100px 時，

其 content-area 的高度就是 100/2048*(1854+434) = 111.72，約為 112px；

其 line-height: normal 的結果就是 100/2048*(67+1854+434) 約為 115px。

所有這些值都是由字體設計師設置的。

這么看來，line-height:1 就是一個很糟糕的實踐。記得嗎，當 line-height 的值是一個數字時，其實就是相對 font-size 的倍數，而不是相對于 content-area。所以 line-height:1 很有可能使得 virtual-area 比 content-area 矮，從而引發很多其他的問題。

不僅僅是 line-height:1 有問題，我電腦上的 1117 款字體中，大概有 1059 款字體的 line-height 比 1 大，最低的是 0.618，最高的是 3.378。你沒看錯，是 3.378！

line-box 計算的一些細節：

對于內聯元素，padding 和 border 會增大 background 區域，但是不會增大 content-area（不是 line-box 的高度）。一般來說你無法再屏幕上看到 content-area。margin-top 和 margin-bottom 對兩者都沒有影響。

對于可替換內聯元素（replaced inline elements）、inline-block 元素和 blockified 內聯元素，padding、margin 和 border 會增大 height（譯者注：注意 margin），因此會影響 content-area 和 line-box 的高度

我還沒提過 vertical-align 屬性，它也是計算 line-box 高度的重要因素之一。我們甚至可以說 vertical-align 是內聯格式化上下文（IFC）中最重要的屬性。

它的默認值是 baseline。還記得字體度量里的 ascender 和 descender 嗎？這兩個值決定了 baseline 的位置。很少有

字體的 ascender 和 descender 的比例是一比一的，所以我們經常看到一些意想不到的現象，下面是例子。

代碼如下：

    Ba
    Ba

p {
    font-family: Catamaran;
    font-size: 100px;
    line-height: 200px;
}

一個 p 標簽內有兩個 span 標簽，span 繼承了 font-family、font-size 和 200px 的 line-height。這時兩個 span 的 baseline 是等高的，line-box 的高度就是 span 的 line-height。

如果第二個 span 的 font-size 變小了呢？

span:last-child {
    font-size: 50px;
}

我們會發現一個非常奇怪的現象，line-box 的高度變高了！如下圖所示。提示你一下，line-box 的高度是從子元素的最高點到最低點的舉例。

這個例子可以作為「應該將 line-height 的值寫成數字」的論據，但是有時候我們為了做出好看的排版，必須把 line-height 寫成一個固定值。

不過我實話告訴你吧，不管你把 line-height

寫成什么，你都會在對齊內聯元素的時候遇到麻煩。
我們來看另一個例子。p 標簽有 line-height:200px，內含一個 span，span 繼承了 p 的 line-height。

    Ba

p {
    line-height: 200px;
}
span {
    font-family: Catamaran;
    font-size: 100px;
}

此時 line-box 的高度是多少？貌似是 200px，但其實不是。這里你沒有考慮到的問題是 p 有自己的 font-family，默認值是 serif。p 的 baseline 和 span 的 baseline 位置不一樣，因此最終的 line-box 比我們預想的要高一些。出現這種問題是因為瀏覽器認為每個 line-box 的起始位置都有一個寬度為 0 的字符（CSS 文檔將其稱為 strut），并將其納入 line-box 的高度的計算中。

看不見的字符，看得見的影響。

為了說明這個問題，我們畫圖解釋一下這個問題。

用 baseline 來對齊令人費解，如果我們用 vertical-align: middle 會不會好一點呢？讀 CSS 文檔你會發現，middle 的意思是「用父元素 baseline 高度加上父元素中 x-height 的一半的高度來對齊當前元素的垂直方向的中點」。baseline 所處的高度跟字體有關，x-height 的高度也跟字體有關，所以 middle 對齊也不靠譜。更糟糕的是，一般來說，middle 根本就不是居中對齊！內聯元素的對齊受太多因素影響，因此不可能用 CSS 實現。

順便一說，vertical-align 的其他 4 個值有可能有點用：

vertical-align: top / bottom，表示與 line-box 的頂部或底部對齊

vertical-align: text-top / text-bottom，表示與 content-area 的頂部或底部對齊

不過你依然要小心，大部分情況下，對齊的是 virtual-area，也就是一個不可見的高度。看看下面這個用 vertical-align:top 的例子：

最后，vertical-align 的值也可以是數字，表示根據 baseline 升高或降低，不到萬不得已還是別用數字吧。

我們討論了 line-height 和 vertical-align 如果互相影響，現在問題來了：CSS 可以控制字體度量嗎？簡單來說答案是：不行。我也很想用 CSS 來控制字體。無論怎樣，我還是想試試。字體度量只是一些固定的值而已，我們應該可以圍繞它做點什么。

比如說，我們想要一段文字使用 Catamaran 字體，同時大寫字母的高度正好是 100px，看起來可以實現，我們只需要一些數學知識。

首先我們把所有字體度量設置為 CSS 自定義屬性，然后計算出一個 font-size，讓大寫字母的高度正好是 100px。

p {
    /* font metrics */
    --font: Catamaran;
    --fm-capitalHeight: 0.68;
    --fm-descender: 0.54;
    --fm-ascender: 1.1;
    --fm-linegap: 0;

    /* desired font-size for capital height */
    --capital-height: 100;

    /* apply font-family */
    font-family: var(--font);

    /* compute font-size to get capital height equal desired font-size */
    --computedFontSize: (var(--capital-height) / var(--fm-capitalHeight));
    font-size: calc(var(--computedFontSize) * 1px);
}

看起來也并不復雜不是嗎？如果我們想要文字垂直居中怎么辦呢？也就是讓 B 上面的空間和下面的空間高度一樣。為了做到這一點，我們必須要根據 ascender 和 descender 的比例來計算 vertical-align。

首先計算出 line-height:normal 的值和 content-area 的高度：

p {
    …
    --lineheightNormal: (var(--fm-ascender) + var(--fm-descender) + var(--fm-linegap));
    --contentArea: (var(--lineheightNormal) * var(--computedFontSize));
}

然后我們需要計算：

B 下面空間的高度

B 上面空間的高度

像這樣：

p {
    …
    --distanceBottom: (var(--fm-descender));
    --distanceTop: (var(--fm-ascender) - var(--fm-capitalHeight));
}

然后我們就可以計算 vertical-align 的值。

p {
    …
    --valign: ((var(--distanceBottom) - var(--distanceTop)) * var(--computedFontSize));
}
span {
    vertical-align: calc(var(--valign) * -1px);
}

最后，設置 line-height：

p {
    …
    /* desired line-height */
    --line-height: 3;
    line-height: calc(((var(--line-height) * var(--capital-height)) - var(--valign)) * 1px);
}

添加一個和 B 一樣高的 icon 就很容易了：

span::before {
    content: "";
    display: inline-block;
    width: calc(1px * var(--capital-height));
    height: calc(1px * var(--capital-height));
    margin-right: 10px;
    background: url("https://cdn.pbrd.co/images/yBAKn5bbv.png");
    background-size: cover;
}

JSBin 效果演示

注意這只是為了演示，請不要在生產環境中使用此方案。

我們知道了：

IFC 真的很難懂

所有的內聯元素都有兩個高度

基于字體度量的 content-area

virtual-area（也就是 line-height ）

這兩個高度你都無法看到

line-height: normal 是基于字體度量計算出來的

line-height: n (n=1,2,3…) 可能得出一個比 virtual-area 還要矮的content-area

vertical-align 不靠譜

line-box 的高度的受其子元素的 line-height 和 vertical-align 的影響

我們無法輕易的用 CSS 來控制字體度量

但是我依然喜歡 CSS ：）

加饑人谷微信號進入前端技術交流群: astak10 ，暗號：寫代碼啦

每日一題，每周資源推薦，精彩博客推薦，工作、筆試、面試經驗交流解答，免費直播課，群友輕分享... ，數不盡的福利免費送