Чтобы передвигать элементы по экрану, нам следует познакомиться с системами координат.

Большинство соответствующих методов JavaScript работают в одной из двух указанных ниже систем координат:

  1. Относительно окна браузера – как position:fixed, отсчёт идёт от верхнего левого угла окна.
    • мы будем обозначать эти координаты как clientX/clientY, причина выбора таких имён будет ясна позже, когда мы изучим свойства событий.
  2. Относительно документа – как position:absolute на уровне документа, отсчёт идёт от верхнего левого угла документа.
    • мы будем обозначать эти координаты как pageX/pageY.

Когда страница полностью прокручена в самое начало, то верхний левый угол окна совпадает с левым верхним углом документа, при этом обе этих системы координат тоже совпадают. Но если происходит прокрутка, то координаты элементов в контексте окна меняются, так как они двигаются, но в то же время их координаты относительно документа остаются такими же.

На приведённой картинке взята точка в документе и показаны её координат до прокрутки (слева) и после (справа):

При прокрутке документа:

  • pageY – координата точки относительно документа осталась без изменений, так как отсчёт по-прежнему ведётся от верхней границы документа (сейчас она прокручена наверх).
  • clientY – координата точки относительно окна изменилась (стрелка на рисунке стала короче), так как точка стала ближе к верхней границе окна.

Координаты относительно окна: getBoundingClientRect

Метод elem.getBoundingClientRect() возвращает координаты в контексте окна для минимального по размеру прямоугольника, который заключает в себе элемент elem, в виде объекта встроенного класса DOMRect.

Основные свойства объекта типа DOMRect:

  • x/y – X/Y-координаты начала прямоугольника относительно окна,
  • width/height – ширина/высота прямоугольника (могут быть отрицательными).

Дополнительные, «зависимые», свойства:

  • top/bottom – Y-координата верхней/нижней границы прямоугольника,
  • left/right – X-координата левой/правой границы прямоугольника.

Кликните на кнопку, чтобы увидеть её координаты относительно окна:

Если вы прокрутите страницу, то расположение кнопки в окне поменяется, и, соответственно, её координаты в контексте окна тоже (при вертикальной прокрутке – y/top/bottom).

Вот картинка с результатами вызова elem.getBoundingClientRect():

Как вы видите, x/y и width/height уже точно задают прямоугольник. Остальные свойства могут быть легко вычислены на их основе:

  • left = x
  • top = y
  • right = x + width
  • bottom = y + height

Заметим:

  • Координаты могут считаться с десятичной частью, например 10.5. Это нормально, ведь браузер использует дроби в своих внутренних вычислениях. Мы не обязаны округлять значения при установке style.position.left/top.
  • Координаты могут быть отрицательными. Например, если страница прокручена так, что элемент elem ушёл вверх за пределы окна, то вызов elem.getBoundingClientRect().top вернёт отрицательное значение.
Зачем вообще нужны зависимые свойства? Для чего существуют top/left, если есть x/y?

С математической точки зрения, прямоугольник однозначно задаётся начальной точкой (x,y) и вектором направления (width,height).

Так что дополнительные зависимые свойства существуют лишь для удобства.

Технически, значения width/height могут быть отрицательными, это позволяет задать «направленный» прямоугольник, например, для выделения мышью с отмеченным началом и концом.

Вот прямоугольник с отрицательными width и height (например, width=-200, height=-100):

Он начинается в своём правом-нижнем углу, и затем «растёт» влево-вверх, так как отрицательные width/height ведут его назад по координатам.

Как вы видите, свойства left/top здесь не равны x/y. То есть они не дублируют друг друга. Формулы выше могут быть исправлены с учётом возможных отрицательных значений width/height. Это достаточно просто сделать, но редко требуется, так как результат вызова elem.getBoundingClientRect() всегда возвращает положительные значения для ширины/высоты.

Здесь мы упомянули отрицательные width/height лишь для того, чтобы вы поняли, почему эти с виду дублирующие свойства на самом деле не являются дубликатами.

Internet Explorer и Edge: не поддерживают x/y

Internet Explorer и Edge не поддерживают свойства x/y по историческим причинам.

Таким образом, мы можем либо сделать полифил (добавив соответствующие геттеры в DomRect.prototype), либо использовать top/left, так как это всегда одно и то же при положительных width/height, в частности – в результате вызова elem.getBoundingClientRect().

Координаты right/bottom отличаются от одноимённых CSS-свойств

Есть очевидное сходство между координатами относительно окна и CSS position:fixed.

Но в CSS свойство right означает расстояние от правого края, и свойство bottom означает расстояние от нижнего края окна браузера.

Если взглянуть на картинку выше, то видно, что в JavaScript это не так. Все координаты в контексте окна считаются от верхнего левого угла, включая right/bottom.

elementFromPoint(x, y)

Вызов document.elementFromPoint(x, y) возвращает самый глубоко вложенный элемент в окне, находящийся по координатам (x, y).

Синтаксис:

let elem = document.elementFromPoint(x, y);

Например, код ниже выделяет с помощью стилей и выводит имя тега элемента, который сейчас в центре окна браузера:

let centerX = document.documentElement.clientWidth / 2;
let centerY = document.documentElement.clientHeight / 2;

let elem = document.elementFromPoint(centerX, centerY);

elem.style.background = "red";
alert(elem.tagName);

Поскольку используются координаты в контексте окна, то элемент может быть разным, в зависимости от того, какая сейчас прокрутка.

Для координат за пределами окна метод elementFromPoint возвращает null

Метод document.elementFromPoint(x,y) работает, только если координаты (x,y) относятся к видимой части содержимого окна.

Если любая из координат представляет собой отрицательное число или превышает размеры окна, то возвращается null.

Вот типичная ошибка, которая может произойти, если в коде нет соответствующей проверки:

let elem = document.elementFromPoint(x, y);
// если координаты ведут за пределы окна, то elem = null
elem.style.background = ''; // Ошибка!

Применение для fixed позиционирования

Чаще всего нам нужны координаты для позиционирования чего-либо.

Чтобы показать что-то около нужного элемента, мы можем вызвать getBoundingClientRect, чтобы получить его координаты элемента, а затем использовать CSS-свойство position вместе с left/top (или right/bottom).

Например, функция createMessageUnder(elem, html) ниже показывает сообщение под элементом elem:

let elem = document.getElementById("coords-show-mark");

function createMessageUnder(elem, html) {
  // создаём элемент, который будет содержать сообщение
  let message = document.createElement('div');
  // для стилей лучше было бы использовать css-класс здесь
  message.style.cssText = "position:fixed; color: red";

  // устанавливаем координаты элементу, не забываем про "px"!
  let coords = elem.getBoundingClientRect();

  message.style.left = coords.left + "px";
  message.style.top = coords.bottom + "px";

  message.innerHTML = html;

  return message;
}

// Использование:
// добавим сообщение на страницу на 5 секунд
let message = createMessageUnder(elem, 'Hello, world!');
document.body.append(message);
setTimeout(() => message.remove(), 5000);

Кликните кнопку, чтобы увидеть пример в действии:

Код можно изменить, чтобы показывать сообщение слева, справа, снизу, применять к нему CSS-анимации и так далее. Это просто, так как в нашем распоряжении имеются все координаты и размеры элемента.

Но обратите внимание на одну важную деталь: при прокрутке страницы сообщение уплывает от кнопки.

Причина весьма очевидна: сообщение позиционируется с помощью position:fixed, поэтому оно остаётся всегда на том же самом месте в окне при прокрутке страницы.

Чтобы изменить это, нам нужно использовать другую систему координат, где сообщение позиционировалось бы относительно документа, и свойство position:absolute.

Координаты относительно документа

В такой системе координат отсчёт ведётся от левого верхнего угла документа, не окна.

В CSS координаты относительно окна браузера соответствуют свойству position:fixed, а координаты относительно документа – свойству position:absolute на самом верхнем уровне вложенности.

Мы можем воспользоваться свойствами position:absolute и top/left, чтобы привязать что-нибудь к конкретному месту в документе. При этом прокрутка страницы не имеет значения. Но сначала нужно получить верные координаты.

Не существует стандартного метода, который возвращал бы координаты элемента относительно документа, но мы можем написать его сами.

Две системы координат связаны следующими формулами:

  • pageY = clientY + высота вертикально прокрученной части документа.
  • pageX = clientX + ширина горизонтально прокрученной части документа.

Функция getCoords(elem) берёт координаты в контексте окна с помощью elem.getBoundingClientRect() и добавляет к ним значение соответствующей прокрутки:

// получаем координаты элемента в контексте документа
function getCoords(elem) {
  let box = elem.getBoundingClientRect();

  return {
    top: box.top + pageYOffset,
    left: box.left + pageXOffset
  };
}

Если бы в примере выше мы использовали её вместе с position:absolute, то при прокрутке сообщение оставалось бы рядом с элементом.

Модифицированная функция createMessageUnder:

function createMessageUnder(elem, html) {
  let message = document.createElement('div');
  message.style.cssText = "position:absolute; color: red";

  let coords = getCoords(elem);

  message.style.left = coords.left + "px";
  message.style.top = coords.bottom + "px";

  message.innerHTML = html;

  return message;
}

Итого

Любая точка на странице имеет координаты:

  1. Относительно окна браузера – elem.getBoundingClientRect().
  2. Относительно документа – elem.getBoundingClientRect() плюс текущая прокрутка страницы.

Координаты в контексте окна подходят для использования с position:fixed, а координаты относительно документа – для использования с position:absolute.

Каждая из систем координат имеет свои преимущества и недостатки. Иногда будет лучше применить одну, а иногда – другую, как это и происходит с позиционированием в CSS, где мы выбираем между absolute и fixed.

Задачи

важность: 5

В ифрейме ниже располагается документ с зелёным «полем».

Используйте JavaScript, чтобы найти координаты углов, обозначенных стрелками.

В документе уже реализован функционал, когда при клике на любом месте показываются соответствующие координаты.

Ваш код должен при помощи DOM получить четыре пары координат:

  1. верхний левый, внешний угол (это просто).
  2. нижний правый, внешний угол (тоже просто).
  3. верхний левый, внутренний угол (чуть сложнее).
  4. нижний правый, внутренний угол (есть несколько способов, выберите один).

Координаты, вычисленные вами, должны совпадать с теми, которые возвращаются по клику мыши.

P.S. Код должен работать, если у элемента другие размеры или есть рамка, без привязки к конкретным числам.

Открыть песочницу для задачи.

Внешние углы

Координаты внешних углов – это как раз то, что возвращает функция elem.getBoundingClientRect().

Координаты верхнего левого внешнего угла будут в переменной answer1 и нижнего правого – в answer2:

let coords = elem.getBoundingClientRect();

let answer1 = [coords.left, coords.top];
let answer2 = [coords.right, coords.bottom];

Верхний левый внутренний угол

Тут значения отличаются на ширину рамки. Надёжный способ получить интересующее значение – это использовать clientLeft/clientTop:

let answer3 = [coords.left + field.clientLeft, coords.top + field.clientTop];

Нижний правый внутренний угол

В нашем случае нужно вычесть размеры рамки из внешних координат.

Это может быть сделано с помощью CSS:

let answer4 = [
  coords.right - parseInt(getComputedStyle(field).borderRightWidth),
  coords.bottom - parseInt(getComputedStyle(field).borderBottomWidth)
];

Другим вариантом решения было бы добавление clientWidth/clientHeight к координатам верхнего левого угла. Так даже было бы лучше.

let answer4 = [
  coords.left + elem.clientLeft + elem.clientWidth,
  coords.top + elem.clientTop + elem.clientHeight
];

Открыть решение в песочнице.

важность: 5

Создайте функцию positionAt(anchor, position, elem), которая позиционирует элемент elem в зависимости от значения свойства position рядом с элементом anchor.

Аргумент position – строка с одним из 3 значений:

  • "top" – расположить elem прямо над anchor
  • "right" – расположить elem непосредственно справа от anchor
  • "bottom" – расположить elem прямо под anchor

Она используется внутри функции showNote(anchor, position, html), которая уже есть в исходном коде задачи. Она создаёт и показывает элемент-«заметку» с текстом html на заданной позиции position рядом с элементом anchor.

Демо заметки:

Открыть песочницу для задачи.

В этой задаче нам нужно только аккуратно вычислить координаты. Смотрите код для изучения деталей реализации.

Обратите внимание, что элементы должны уже быть в документе перед чтением offsetHeight и других свойств. Спрятанный (display:none) элемент или элемент вне документа не имеют размеров.

Открыть решение в песочнице.

важность: 5

Измените код решения предыдущего задания так, чтобы элемент заметки использовал свойство position:absolute вместо position:fixed.

Это предотвратит расхождение элементов при прокрутке страницы.

Используйте решение предыдущего задания для начала. Чтобы проверить решение в условиях с прокруткой, добавьте стиль элементу <body style="height: 2000px">.

Решение достаточно простое:

  • Используйте position:absolute в CSS вместо position:fixed для элемента с классом .note.
  • Используйте функцию getCoords() из главы Координаты, чтобы получить координаты относительно документа.

Открыть решение в песочнице.

важность: 5

Усовершенствуйте решение предыдущего задания Покажите заметку около элемента (абсолютное позиционирование): научите функцию positionAt(anchor, position, elem) вставлять elem внутрь anchor.

Новые значения для аргумента position:

  • top-out, right-out, bottom-out – работают так же, как раньше, они вставляют elem сверху/справа/снизу anchor.
  • top-in, right-in, bottom-in – вставляют elem внутрь anchor: приклеивают его к верхнему/правому/нижнему краю.

Например:

// показывает заметку поверх цитаты
positionAt(blockquote, "top-out", note);

// показывает заметку внутри цитаты вблизи верхнего края элемента
positionAt(blockquote, "top-in", note);

Результат:

Для начала возьмите решение задания Покажите заметку около элемента (абсолютное позиционирование).

Карта учебника

Комментарии

перед тем как писать…
  • Если вам кажется, что в статье что-то не так - вместо комментария напишите на GitHub.
  • Для одной строки кода используйте тег <code>, для нескольких строк кода — тег <pre>, если больше 10 строк — ссылку на песочницу (plnkr, JSBin, codepen…)
  • Если что-то непонятно в статье — пишите, что именно и с какого места.