CSS はどう働くか?

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CSS の基本と目的、簡単なスタイルシートの書き方を学びました。このレッスンでは、ブラウザーが CSS と HTML を実際にウェブページとして表示していくさまを見ていきます。

前提条件: 基本的なコンピューターリテラシー、 基本的なソフトウェアがインストールされていることファイルの操作方法についての基本的な知識、HTML の基本 (HTML 概論を学習のこと)。
目的:

ブラウザーが CSS と HTML を解析する方法、およびブラウザーが解釈できない CSS に遭遇したときに何が起こるかを理解する。

CSS は実際にはどう機能するのか?

ブラウザーがドキュメントを表示するとき、ブラウザーはそのコンテンツをスタイル情報と結合する必要があります。以下にリストしたいくつかの段階でドキュメントが処理されます。これはブラウザーがウェブページを読み込むときに起こることを単純化したものであり、各ブラウザーで処理は異なるものの、おおよそ何が起こるかを示しています。

  1. ブラウザーが HTML をロードします(ネットワークから受信するなど)。
  2. HTMLDOM (Document Object Model) に変換されます。DOM はコンピューターのメモリ内のドキュメントです。次のセクションで詳述します。
  3. その後ブラウザーは埋め込まれた画像やビデオなどの HTML ドキュメントにリンクされているリソースと CSS を取得します。JavaScript はもう少し後に処理されるため、ここでは簡略化のため説明しません。
  4. ブラウザーは取得した CSS を解析し、要素、クラス、ID などセレクタの種類ごとに分類します。見つけたセレクターに基づいて、DOM のどのノードにどのルールを適用するかを決定し、スタイルを適用します(この中間ステップはレンダーツリーと呼ばれます)。
  5. レンダーツリーは、ルール適用後の構造にレイアウトされます。
  6. ページが画面に表示されます(この段階はペイントと呼ばれます)。

簡単に図に表すと次のとおりです。

DOM について

DOM にはツリーのような構造があります。マークアップの各要素、属性、およびテキストは、ツリー構造の DOM ノード になります。ノードは他の DOM ノードとの関係によって定義されます。要素は子ノードの親であり、子ノードには兄弟があります。

DOM は CSS とドキュメントのコンテンツが出会う場所であるため、DOM を理解すると CSS の設計、デバッグ、および保守に役立ちます。ブラウザーの開発者ツールによって、どのルールが適用されるかを確認するために、アイテムを選択することで DOM がナビゲートされます。

DOM の実際

長く退屈な説明ではなく、例を用いて実際の HTML が DOM に変換される様子を見てみましょう。

以下のような HTML があります。

<p>
  Let's use:
  <span>Cascading</span>
  <span>Style</span>
  <span>Sheets</span>
</p>

この場合 DOM では <p> 要素が親ノードです。子には、テキストノードと3つの <span> 要素をノードとして持ちます。一方で SPAN ノードは親でもあり、テキストノードを子に持ちます。

P
├─ "Let's use:"
├─ SPAN
|  └─ "Cascading"
├─ SPAN
|  └─ "Style"
└─ SPAN
   └─ "Sheets"

ブラウザーは上述の HTML をこのように解釈し、 DOM ツリーを以下のようにレンダリングし出力します。

DOM への CSS 適用

ドキュメントに CSS を追加して、スタイルを設定したとします。先ほどと同じ以下の HTML を使います。

<p>
  Let's use:
  <span>Cascading</span>
  <span>Style</span>
  <span>Sheets</span>
</p>

CSS は以下のものを適用します。

span {
  border: 1px solid black;
  background-color: lime;
}

ブラウザーは HTML 解析によって DOM を作成したのちに、CSS を解析します。CSS には唯一 span セレクターしかないため、ブラウザーは CSS を非常に迅速にソートできます。
3つ の 
<span> にそのルールを適用し、最終的な視覚的表現を画面にペイントします。

結果、次のとおり出力されます。

次のモジュールの CSS のデバッグ ではブラウザーの開発者ツールを使用した CSS のデバッグと、ブラウザーが CSS を解釈する方法について詳しく学習します。

ブラウザーが解釈できない CSS に遭遇したらどうなるのか?

以前のレッスンでは、ブラウザーがすべての新しい CSS を実装するわけではないことを述べました。また多くの人が最新バージョンのブラウザーを使用しているわけでもありません。CSS は常に開発されており、ブラウザーがまだ認識できないような CSS セレクターや宣言に遭遇するとどうなるか疑問に思われるかもしれません。

その答えは何もせず、CSS の次の部分に移動するということです。

ブラウザーがルールを解析しているときに、理解できないプロパティまたは値に遭遇した場合、ブラウザーはそれを無視して次の宣言に進みます。こういうことは、プロパティまたは値のスペルが間違っている場合や、プロパティまたは値が新しすぎてブラウザーがまだサポートしていない場合に起こりえます。

同様に、ブラウザーが理解できないセレクターを検出した場合もそのルール全体を無視し、次のルールに進みます。

次の例では、色にイギリス英語のスペルを使用しているため、プロパティが正しくありません(訳注: color を誤って colour としてしまっている)。よって段落は青くなっていません。ただし、他の CSS はすべて適用されています。無効な行のみが無視されます。

<p> I want this text to be large, bold and blue.</p>
p {
  font-weight: bold;
  colour: blue; /* incorrect spelling of the color property */
  font-size: 200%;
}

この動作は非常に有用です。新しい CSS を拡張機能として使用できることを意味し、認識されない場合でもエラーが発生しないということです。ブラウザーは新しい機能を取得するかどうかを決定します。スタイルシートで同じある同じルールが2つ記述された場合、ブラウザーは最後の CSS を適用するという作用もありますので、新しい CSS をサポートしないブラウザーにも対応できます。

とりわけ新しいゆえに必ずしもサポートされているというわけではない、という値を使用する場合に有用です。例えば、一部の古いブラウザーは calc() をサポートしていません。ボックスに対して予防的にピクセル単位の幅を指定しておき、その後 calc() で 100% - 50px の幅を指定した場合、古いブラウザーは前者(ピクセル指定)を使用し、理解できない calc() を無視します。かたや新しいブラウザーはピクセル指定を理解はできるものの、あとに記述された calc() の方を採用します

.box {
  width: 500px;
  width: calc(100% - 50px);
}

以降のレッスンで、さまざまなブラウザーをサポートするための多くの方法を検討していきます。

最後に

このモジュールはほぼ完了です。ただしもうひとつだけやっておいてほしいことがあります。次の記事の新しい知識を使うにて実際のスタイリングをとおして CSS の腕試しをおこないます。

このモジュール内

  1. CSS とは何か?
  2. CSS 入門
  3. CSS の構造化
  4. CSS はどう働くか?
  5. 新しい知識を使う