HTML5-Tutorium: JavaScript: Hello World 06

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Vorlesung WebProg

Inhalt | Teil 1 | Teil 2 | Teil 3 | Teil 4 | Teil 5 | Teil 6 | Vue 1 | Vue 2 | Vue 3 | Vue 4 | Vue 5 | Vue 6

Musterlösung: index.html (Git-Repository)

Anwendungsfälle (Use Cases)

Gegenüber dem dritten, vierten und fünften Teil des Tutoriums ändern sich die die Anwendungsfälle nicht. Die Anwendung leistet also genau dasselbe wie zuvor.

In diesem Teil des Tutoriums geht es darum, CSS durch SCSS zu ersetzen, um den CSS-Code „DRY zu machen“.

Erstellen eines neuen Projekts

Erstellen Sie ein neues Projekt hello_world_06 als Fork von hello_world_05 (siehe Hello-World-02-Tutorium).

git clone https://gitlab.multimedia.hs-augsburg.de/ACCOUNT/hello_world_05 hello_world_06
//git clone https://gitlab.multimedia.hs-augsburg.de/kowa/wk_hello_world_05 hello_world_06

## Änderungen zur Projektidentifikation vornehmen (z.B. Titel anpassen)
git commit -m "hello_world_05 fork created"

# Neues Repository in Gitlab anlegen:
git remote -v
git remote remove origin
git remote add origin https://gitlab.multimedia.hs-augsburg.de/ACCOUNT/hello_world_06
git remote -v
git push --set-upstream origin master

SCSS

Anstelle von CSS-Dateien verwenden Sie künftig SCSS-Dateien. Das ist zunächst einmal nicht weiter schwer, das jede CSS-Datei automatisch auch eine SCSS-Datei ist. Bei der Verwendung von CSS können Sie allerdings das Prinzip „Don't repeat yourself“ (DRY) nicht beachten. Sie müssen für verschiedene Elemente ständig Informationen wiederholen (gewünschter Font, Hintergrundfarbe, Größenangaben etc.). Deshalb gibt es mehrere Projekte wie z. B. LESS, Sass/SCSS, Stylus, die den CSS-Standard erweitern, um dieses Problem zu vermeiden. Sass verwendet allerdings eine ganz andere Syntax als CSS. Allerdings unterstützt das Sass-Projekt auch die Sprache SCSS, die CSS einfach um weitere syntaktische Elemente ergänzt. Zum Beispiel kann man in SCSS Konstanten definieren:

$font-family-serif: "Times New Roman", Times, serif;

Und nun kann man in eine SCSS-Datei anstelle von "Times New Roman", Times, serif stets $$font-family-serif schreiben, um den Font von bestimmten Elementen zu definieren.

p
{ font-family: $font-family-serif; }

label
{ font-family: $font-family-serif; }

Wenn man nun diesen Font ändern will, muss das nicht mehr bei allen Elementen einzeln passieren. Es reicht, die Konstantendefinition abzuändern. Der SCSS-Code ist nun DRY.

Weiterentwicklung von CSS

CSS entwickelt sich stetig weiter. Seit einiger Zeit werden auch hier Variablen unterstützt:

:root 
{ --font-family-serif: "Times New Roman", Times, serif;
}

p
{ font-family: var(--font-family-serif); }

label
{ font-family: var(--font-family-serif); }

Auch die Möglichkeit, Werte zu berechnen, gibt es in der Zwischenzeit (SCSS: math, CSS: calc). Das heißt, die Bedeutung von SCSS, Less etc. schwindet. Aber zurzeit bieten sie immer noch genügend mächtige Erweiterungen gegenüber CSS, wie z. B. die Möglichkeit, CSS-Elemente zu verschachteln, sodass sich der Einsatz von SCSS noch lohnt.

Transformation von SCSS in CSS

Leider unterstützt kein Browser SCSS direkt (im Gegensatz zu CSS). Aber für was gibt es Transpiler, die eine SCSS-Datei automatisch in eine CSS-Datei übersetzen können. Vite unterstützt CSS-Transpiler von Haus aus. Man muss den gewünschten Transpiler lediglich installieren:

npm i -D sass

Benennen Sie die Datei src/css/body.css in src/css/body.scss um. Ersetzen Sie außerdem in der Datei src/js/main.js den Import-Befehl

import '/css/body.css';

durch

import '/css/body.scss';

Wenn Sie Ihren Code nun mittels npm run dev laufen lassen oder mittels npm run build übersetzen, sollte die Anwendung noch funktionieren, da der SASS-Loader die neue SCCS-Datei in geeigneten CSS-Code übersetzt.

Schwieriger ist der direkte Import von head.scss in der Datei index.html, da diese SCSS-Datei von Vite nicht in CSS transformiert wird. Ein Workaround für dieses Problem wird später vorgestellt.

SCSS-Konfiguration

In der Datei _config.scss werden alle von den anderen SCSS-Dateien benötigten Konstanten definiert. Das heißt, das DRY-Prinzip „Konstanten gehören nicht in den Code, sondern in Konfigurationsdateien“ wird ab sofort beachtet. Wenn man künftig am Layout einen Zeichensatz, eine Farbe, einen Hintergrund oder Ähnliches ändern will, reicht es, die entsprechenden Konstanten anzupassen und schon erzeugt Vite automatisch aktualisiere CSS-Dateien.

Der Underscore _ am Beginn des Dateinamens deutet an, dass diese SCSS-Datei nur von anderen SCSS-Dateien aber nicht von HTML- oder JavaScript-Dateien importiert werden. Durch SCSS-Import-Befehle ist es möglich, auch SCSS-Dateien zu modularisieren.

src/css/_config.scss

@use 'sass:math';

$background-color:  #C5EFFC;

$font-family-sans:  Verdana, Helvetica, sans-serif;
$font-family-serif: "Times New Roman", Times, serif;

$font-size-base:    3vw;
$font-size-factor:  1.25;  // cmp. https://type-scale.com/
 
$font-size-h5:      math.pow($font-size-factor,1)*$font-size-base;
$font-size-h4:      math.pow($font-size-factor,2)*$font-size-base;
$font-size-h3:      math.pow($font-size-factor,3)*$font-size-base;
$font-size-h2:      math.pow($font-size-factor,4)*$font-size-base;
$font-size-h1:      math.pow($font-size-factor,5)*$font-size-base;

$font-size-p:       math.pow($font-size-factor,0)*$font-size-base;
$font-size-p-large: math.pow($font-size-factor,2)*$font-size-base;

$font-size-small:   math.pow($font-size-factor,-1)*$font-size-base;

Konstanten starten in SCSS mit einem Dollarzeichen. Sobald eine Konstante definiert wurde, kann sie in allen weiteren SCSS-Konstrukten verwendet werden. In SCSS stehen einen Operatoren zur Verfügung wie +, -, * und /, um Maße zu berechnen. Es gibt weitere Operatoren zum Vergleichen von Zahlen und Maßen sowie zur Berechnung von Strings und booleschen Werten: https://sass-lang.com/documentation/operators.

Die Datei _config.scss kann nun mit Hilfe des SCSS-Befehls @import 'config'; (ohne Underscore und ohne Endung) in die anderen beiden SCSS-Dateien eingefügt werden. Das Sass-Package kennt diesen Befehl und führt ihn beim Erstellen der zugehörigen CSS-Dateien auch aus.

Der Import-Befehl hat erst dann einen Effekt, wenn in den anderen Dateien auf diese Konstanten zugegriffen wird. Aber er schadet auch nicht, wenn auf keine der dort definierten Konstanten zugegriffen wird. Der Import-Befehl selbst taucht ebenso wenig in den generierten CSS-Dateien auf, wie die Konstantendefinitionen. Der Transpiler ersetzt Konstanten in CSS-Definitionen durch ihren jeweiligen Wert.

Sie können nun beispielsweise in der Datei head.scss die Konstante $background-color verwenden. In der daraus erzeugten CSS-Datei steht weiterhin der Farbwert #C5EFFC;

src/css/head.scss

@import 'config';

body
{ background-color: $background-color; }

.hidden
{ display: none; }

Erstellen Sie diese Datei und führen Sie da folgenden Transpiler-Befehl aus:

node_modules/sass/sass.js src/css/head.scss

In der Konsole sehen Sie den daraus erzeugten zugehörigen CSS-Code.

Die Datei body.scss ist deutlich umfangreicher. Daher wird der zugehörige CSS-Code ja auch erst gemeinsam mit der Datei web/js/main.js geladen.

src/css/body.scss

@import 'config';

html
{ height:  100%;
  width:   100%;
  display: table;
}

body
{ display:          table-cell;
  text-align:       center;
  vertical-align:   middle;
  background-color: $background-color;
  font-size:        $font-size-base !important;
  font-family:      $font-family-sans;
}

h1
{ padding:   0;
  margin:    0;
  font-size: $font-size-h1;
}

p, label
{ font-family: $font-family-serif;
  font-size:   $font-size-p !important;
}

label, input, button
{ width:      10em;
  font-size:  100%;
  display:    inline-block;
  box-sizing: border-box;
  margin:     0.5ex;
}

label
{ text-align: right;
}

#section_form
{ text-align:   center;
  margin-left:  auto;
  margin-right: auto;

  h1
  { margin-bottom: 0.5ex; }
}

#section_hello
{ p
  { font-size: $font-size-p-large !important; }
}

In dieser SCSS-Datei werden folgende SCSS-Erweiterungen verwendet:

• Mathematische Berechnungen: @use 'sass:math';
• Import-Befehl: @import 'config';
• Konstanten: $font-family-sans, $font-size-base etc. (Es sind noch viele weitere konstante Werte in body.scss enthalten, für die in _config.scss Konstanten definiert werden sollten)
• Verschachtelte Anweisungen: z. B. h1 innerhalb von #section_form

Die verschachtelten Anweisungen strukturieren den CSS-Code deutlich besser. Es ist nicht mehr notwendig, einen Selektor wie #section_form mehrfach zu verwenden.

Sehen Sie sich den Unterschied an. In der Datei src/css/body.css der Musterlösungen vom dritten Teil des Tutoriums hatte ich Folgendes geschrieben:

#section_form
{ text-align:   center;
  margin-left:  auto;
  margin-right: auto;
}

#section_form > h1
{ margin-bottom: 0.5ex; }

Die SCSS-Variante ist deutlich strukturierter und prägnanter.

#section_form
{ text-align:   center;
  margin-left:  auto;
  margin-right: auto;

  h1
  { margin-bottom: 0.5ex; }
}

Insbesondere bei großen CSS-Dateien erweist sich diese kompaktere Schreibweise als vorteilhaft.

Weitere SCSS-Konstrukte

SCSS ist sehr nächtig. Es gibt neben der Import-Anweisung eine Use-Anweisung (@use), die, SCSS-Konstrukten im Gegensatz zur Import-Anweisung einen Namespace zuweist. Damit ist es möglich, mehrere SCSS-Module zu verwenden, auch wenn dieses gleichbenannte Elemente enthalten, ohne dass es zu Namenskollisionen kommt.

Darüber hinaus gibt es Mixins und Funktionen. Mit Mixins kann man ganze Styleblöcke definieren, um sie mehrfach zu verwenden. Mixins werden mit @include eingebunden. Dabei kann man Argumente an die Mixins übergeben, mit denen die entsprechenden Konstanten innerhalb des Mixins initialisiert werden. Funktionen funktionieren wie Funktionen in anderen Programmiersprachen auch. Es stehen einem If-Anweisungen und Schleifen-Befehle zur Verfügung.

SCSS ist im Prinzip eine vollwertige Programmiersprache, um CSS-Dateien modular zu erstellen.

Quellen

5. Kowarschick (MMProg): Wolfgang Kowarschick; Vorlesung „Multimedia-Programmierung“; Hochschule: Hochschule Augsburg; Adresse: Augsburg; Web-Link; 2018; Quellengüte: 3 (Vorlesung)