深入解析 CSS z-index 和 stacking context 堆疊上下文

你有發生過設定 z-index: 999 的元素蓋不過 z-index: 0 的元素嗎，今天我通過這篇文，帶你清楚了解 z-index 以及瀏覽器的元素先後比較機制。

z-index 是什麼

z-index 在 CSS 中很重要的觀念，z-index 是用來控制元素在 Z 軸上的堆疊順序（即前後順序）的屬性。當多個元素重疊時，z-index 會決定哪些元素會顯示在前面，哪些會被擋在後面。

可以想像他是垂直穿過電腦螢幕，射向你的一條線，也就是 z-index 越高的元素就越靠近你，他就會蓋在其他元素上面。

怎麼使用 z-index

z-index 只能用在定位元素上，也就是設定 position: relative、absolute、fiexd、sticky 的元素上面。

/* 非 position: static 的元素才能設定 z-index */
div {
  position: relative;
  position: absolute;
  position: fixed;
  position: sticky;
}

瀏覽器的預設圖層順序

在沒有設置 z-index 的情況下，瀏覽器會按照元素在 HTML 中的出現順序進行堆疊，後寫的元素會在先寫的元素上面：

<div class="div1"></div>
<div class="div2"></div>

div {
  width: 150px;
  height: 150px;
  border-radius: 16px;
}
.div1 {
  background: var(--blue);
}
.div2 {
  transform: translate(25%, -25%);
  background: var(--red);
}

在這個例子中，由於 .div2 後寫，所以它會顯示在 .div1 之上。

當設定 z-index 後，就會變得較複雜，讓我們接著看下去。

一、兄弟元素的 z-index 比較：

當兩個元素為兄弟元素時，堆疊順序的比較可以分為以下幾種情況：

• 相同條件
• 不同條件

A、相同條件

• 都不是定位元素
• 都是定位元素但都沒有設定 z-index
• 都是定位元素且有相同的 z-index

這些情況下，後寫的元素會蓋在先寫的元素上面。

<div class="div1"></div>
<div class="div2"></div>

div {
  position: relative;
  width: 150px;
  height: 150px;
  border-radius: 16px;
}
.div1 {
  background: var(--blue);
}
.div2 {
  transform: translate(25%, -25%);
  background: var(--red);
}

上面都是定位元素，但因為都沒有設定 z-index，所以會依照瀏覽器預設的排列。

B、不同條件

• 當兄弟元素都有設定 z-index，z-index 較高的元素會蓋在上面。

div {
  position: relative;
  width: 150px;
  height: 150px;
  border-radius: 16px;
}
.div1 {
  background: var(--blue);
  z-index: 2;
}
.div2 {
  transform: translate(25%, -25%);
  background: var(--red);
  z-index: 1;
}

此時 div1 因為 z-index 較高的原因，會在 div2 上面。

而當一個元素有設定 z-index，另一個沒有時，會發生甚麼事情呢？可以分為三種情況來看

• 設定 z-index = 0，則依照瀏覽器的預設情況比較，後寫的在先寫的上面。
• 設定 z-index > 0，則會蓋住沒有設 z-index 的元素。
• 設定 z-index < 0，則會被沒有設 z-index 的元素蓋住。

設定 z-index = 0

此時 div1 會在 div2 下面，因為 div2 是後寫的。

.div1 {
  background: var(--blue);
  position: absolute;
  z-index: 0;
}
.div2 {
  background: var(--red);
  position: absolute;
   /* 沒有設定 z-index */
}

設定 z-index > 0

此時 div1 會在 div2 上面，因為 div1 的 z-index > 0。

.div1 {
  background: var(--blue);
  position: absolute;
  z-index: 1;
}
.div2 {
  background: var(--red);
  position: absolute;
   /* 沒有設定 z-index */
}

設定 z-index < 0

此時 div2 會在 div1 上面，因為 div1 的 z-index < 0。

.div1 {
  background: var(--blue);
  position: absolute;
  z-index: -1;
}
.div2 {
  background: var(--red);
  position: absolute;
   /* 沒有設定 z-index */
}

二、子元素與父元素的 z-index 比較：

絕大多數情況下，子元素的層級都大於父元素。但有一個例外：

• 如果子元素有 position 屬性且 z-index < 0，它會被沒有設定 z-index 的父元素蓋住。

<div class="parent">
  <div class="child"></div>
</div>

/* 有 position 屬性但 z-index < 0 的會被沒有 position 的蓋住 */
/* 這個例子中，因為 div2 的 z-index 為負，會被沒有設定 z-index 的父元素蓋住 */
.parent {
  position: unset;
  background: var(--blue);
}

.child {
  position: relative;
  z-index: -1;
  background: var(--red);
  transform: translate(25%, -25%);
}

要注意的是，只要父元素一設定 z-index，不管大小，都會被子元素蓋過。

.parent {
  position: relative;
  z-index: 100; /* 儘管父元素的 z-index 比子元素大，還是會被子元素蓋過 */
  background: var(--blue);
}

.child {
  position: relative;
  z-index: -1;
  transform: translate(75%, 75%);
  background: var(--red);
}

三、子元素和其它親戚元素的 z-index 比較：

親戚元素是指和父母的兄弟姊妹(阿姨叔叔)或表哥表弟元素比較。如下面的 code，you 和 uncle 或 cousin 比較。

<div class="uncle">
  <div class="cousin"></div>
</div>

<div class="father">
  <div class="you"></div>
</div>

當和叔叔元素、表弟元素比較時，都必須考慮父元素的 position 屬性和 z-index 值：

若 father 和 uncle 都為定位元素(有 position 屬性)，且 z-index：father > uncle，則 cousin 永遠不可能比 you 層級高。

/* father > uncle 所以 you 永遠 > cousin */
.uncle {
  position: relative;
  z-index: 1;
  background: var(--blue);
}

.cousin {
  position: relative;
  z-index: 100;
  transform: translate(25%, 25%);
  background: var(--red);
}

.father {
  position: relative;
  z-index: 2;
}

.you {
  position: relative;
  z-index: -1;
  transform: translate(50%, -25%);
  background: var(--yellow);
}

而若父元素沒有設定 position，則子元素會與父元素的兄弟元素(叔叔元素)進行比較，忽略父元素。

而由於 you 寫在 uncle 之後，且都沒有設定 z-index，這裡就會照瀏覽器預設的方式排列。you 會在 uncle 上面。

<div class="uncle"></div>

<div class="father">
  <div class="you"></div>
</div>

/* 若父元素 div2 沒有設定 position，則子元素 div3 會忽略父元素跟其他父元素的兄弟元素 div1 比較 */
/* div3 寫在 div1 後，所以 div3 > div1 */
.uncle {
  position: relative;
  background: var(--blue);
}

.father {
  position: unset;
}
.you {
  position: relative;
  transform: translate(75%, -25%);
  background: var(--green);
}

為什麼 z-index 這麼複雜？

其實，z-index 的複雜性來自於堆疊上下文（Stacking Context）。理解這一點後，z-index 的行為就不再那麼神秘了。

堆疊上下文（Stacking Context）

當一個定位元素有被設定 z-index 時，他就會創建堆疊上下文。而堆疊上下文具有三種特性：

1. 獨立性：每個堆疊上下文內的元素和外部的元素是獨立的。這意味著內部元素的 z-index 和外部元素的 z-index 沒有關係。
2. 上升性：每個堆疊上下文的最外層元素會上升到根堆疊上下文（root），並與其他堆疊上下文的元素進行比較。
3. 內部排序性：每個堆疊上下文內部元素的堆疊順序如下（從低到高）：
   1. 背景和邊框
   2. 負 z-index 的元素
   3. z-index 為 auto 或 0 的元素
   4. 正 z-index 的元素

當知道這三個特性後，再回去看實例，應該就能理解 z-index 的比較了。

總結

z-index 的比較相對複雜，但大多數場景下只需記住一個簡單的規則：”子元素的堆疊順序通常不能超越父元素的堆疊上下文” 就能解決大部分的應用場景了～