CSS 实现电子时钟

CSS
通常要做一个时钟，肯定离不开 JS 定时器。今天换一种思路，用 CSS 来实现一个时钟，如下：

也可以访问这个CSS time (codepen.io)查看实际效果
点击查看【codepen】
当然借用了一点点 JS 用于初始化时间，整个时钟的运行都是由 CSS 完成的，有很多可能不知道的小技巧，一起看看吧

一、数字的变换

先看看数字是如何变换的。
在以前，如果要实现数字的递增变化，可能需要提前准备好这些数字，例如像这样

<span>
 <i>1</i>
  <i>2</i>
  ...
  <i>59</i>
</span>

然后通过改变位移来实现。
但是，现在有更简洁的方式可以实现了，那就是 CSS @property。这是干什么的呢？简单来讲，可以自定义属性，在这个例子中，可以让数字像颜色一样进行过渡和动画，可能不太懂，直接看例子吧
假设 HTML 是这样的

<span style="--num: 0"></span>

让这个自定义变量在页面中展示出来，单纯的 content无法直接显示自定义变量，需要借助定时器。

span::after{
  counter-reset: num var(--num);
  content: counter(num);
}

然后，可以通过:hover改变这个数字

span:hover::after{
  --num: 59
}

很生硬的从 0 变成 59 了，非常符合常规。如果利用 CSS property，情况就不一样了，需要改造的地方很少，先定义一下--h，然后给这个变量一个过渡时间，如下

@property --h { 
  syntax: '<integer>';
  inherits: false;
  initial-value: 0;
}
span::after{
  transition: 1s --num;
}

神奇的一幕发生了

看着好像不可思议？可以这么理解，通过@property定义后，这个变量本身可以单独设置过渡了，而不再取决于一些仅支持过渡的属性（color、width等）。甚至还能加上动画，需要用到steps方法，设置动画周期为无限，如下

@keyframes num {
  to {
    --num: 10
  }
}
span{
  animation: num 1s infinite steps(10);
}

时钟的基本运行原理就是这样了，一个无限循环的 CSS 动画！

二、时、分、秒

下面来看具体时、分、秒的实现，HTML 如下

<div class="time">
  <span class="hour"></span>
  <a class="split">:</a>
  <span class="minitus"></span>
  <a class="split">:</a>
  <span class="seconds"></span>
</div>

给时、分、秒附上初始值

@property --h { 
  syntax: '<integer>';
  inherits: false;
  initial-value: 0;
}
@property --m { 
  syntax: '<integer>';
  inherits: false;
  initial-value: 0;
}
@property --s { 
  syntax: '<integer>';
  inherits: false;
  initial-value: 0;
}
.hour::after{
  counter-reset: hour var(--h);
  content: counter(hour);
}
.minitus::after{
  counter-reset: minitus var(--m);
  content: counter(minitus);
}
.seconds::after{
  counter-reset: seconds var(--s);
  content: counter(seconds);
}

这里的时、分、秒并没有联动关系，所以各自都需要单独的动画。下面就需要思考一下🤔，如果用 CSS 动画来实现，每个的动画起始点和时长是多少呢？
没错，就是你想的，时针是0-23，时长24h，分针是0-59，时长60min，秒针是0-59，时长60s，但是 CSS 中的时间单位只支持秒(s)或者毫秒(ms)，所以这里需要转换一下，时长分别是60s6024、60s*60、60s，具体实现如下：

@keyframes hour {
  to {
    --h: 24
  }
}
@keyframes minitus {
  to {
    --m: 60
  }
}
@keyframes seconds {
  to {
    --s: 60
  }
}
.hour::after{
  counter-reset: hour var(--h);
  content: counter(hour);
  animation: hour calc(60s * 60 * 24) infinite steps(24);
}
.minitus::after{
  counter-reset: minitus var(--m);
  content: counter(minitus);
  animation: minitus calc(60s * 60) infinite steps(60);
}
.seconds::after{
  counter-reset: seconds var(--s);
  content: counter(seconds);
  animation: seconds 60s infinite steps(60);
}

这里为了便于观察，将时间调快了10倍（60s => 6s），如下

三、时、分、秒自动补零

上面的布局有个问题，1 位数和 2 位数宽度变化导致时钟整体都在“晃动”，所以需要在1位数时补上一个“0”。由于这里用了计数器，所以直接选择更改计数器样式的方法，通过decimal-leading-zero来实现，具体做法如下

.hour::after{
  /**/
  content: counter(hour, decimal-leading-zero);/*添加计数器样式*/
}

这样就和谐多了

四、时间初始化

刚才都从00:00:00开始了，所以需要手动指定一下初始时间。假设现在是19:26:30，如何初始化呢？
这里需要用animation-delay来提前运动到未来指定位置，为了方便控制，使用三个变量--dh、--dm、--ds来表示初始时间，注意，由于animation-delay也只支持秒(s)或者毫秒(ms)，所以也同样需要转换，实现如下

:root{
  --dh: 19;
  --dm: 26;
  --ds: 30;
}
.hour::after{
  /**/
  animation: hour calc(60s * 60 * 24) infinite steps(24);
  animation-delay: calc( -60s * 60 * var(--dh) );
}
.minitus::after{
  /**/
  animation: minitus calc(60s * 60) infinite steps(60);
  animation-delay: calc( -60s * var(--dm) );
}
.seconds::after{
  /**/
  animation: seconds 60s infinite steps(60);
  animation-delay: calc( -1s * var(--ds) );
}

是不是有点奇怪？分钟在秒钟走到 30 的时候才变化，晚了半分钟。原因是这样的，虽然从数字上看，分钟是 26，但是还要考虑到秒钟的运动情况，比如像这种情况，分钟其实已经走了一半，应该是26.5（26 + 30 / 60），所以在计算时还需要加上偏移量。下面我们通过 JS 获取真实的时间，并修复偏移

const d = new Date()
const h = d.getHours();
const m = d.getMinutes();
const s = d.getSeconds();
document.body.style.setProperty('--ds', s)
document.body.style.setProperty('--dm', m + s/60)
document.body.style.setProperty('--dh', h + m/60 + s/3600)

这样就正常了

五、闪烁的分隔符

为了时钟看起来更加“动感”，可以给分隔符加上闪烁动画，代码如下

@keyframes shark {
  0%, 100%{
    opacity: 1;
  }
  50%{
    opacity: 0;
  }
}
.split{
  animation: shark 1s step-end infinite;
}

现在看下最终的效果

完整代码可以访问 CSS time (codepen.io)

六、总结一下

想不到实现一个时钟效果，用到了那么多 CSS 知识和技巧，简单总结一下吧

1. CSS 实现本质是无限循环的 CSS 动画
2. 灵活运用 CSS calc 计算
3. CSS 计数器可以将 CSS 变量通过 content 显示在页面
4. 数字的变化现在可以通过 CSS @property 配合动画实现
5. 时分秒的区别在于各自的动画时长、动画起始点不同
6. CSS 自动补零可以参考之前的文章，这里采用 decimal-leading-zero 实现
7. 时间初始化其实就是指定动画 delay 值
8. 指定初始值时还需要考虑到各自的偏移量，例如 19:30:30，此时的时针数字其实是 30.5
9. 分隔符的闪烁动画

其实整个实现过程就是一个不断思考、学习的过程，比如为了实现数字的变化，就必须去学习 @property 相关，为了实现补零，就需要去了解更深层次的计数器相关，还有用到的各种动画。