git HEAD理解和使用

理解HEAD是迈入git高级的门槛，具有非常重要的意义。本文介绍了git中HEAD相关概念，然后从HEAD的角度出发，对一些常见的git指令进行了解读。

分支和HEAD和指针

HEAD的本质是指向某个commit对象的指针；
分支指针的本质是指向某个commit对象的指针；
补充分支指针和分支的概念。分支是git库中众多commit对象的组织方式 ，所以分支又可以看成是commit对象链表。而分支指针则指向这个链表的尾部。借用C语言中的知识，可以用分支指针完全表示这个commit链表，所以分支指针就是分支（正如int a[] = {1,2,3};中的a的含义一样）。
所以HEAD的本质和分支指针的本质是相同的。
那么它们之间有什么关系呢？分支指针指向的是所在分支最新提交 产生的commit对象；而HEAD指向的是某一个分支最新提交 产生的commit对象。也就是说HEAD肯定是分支指针，而只有被激活的分支（或者称为"当前分支"）的分支指针才可以被称为是HEAD。
用程序的方式来理解： // 创建三个分支a,b,c int a[] = {1,2,3}; int b[] = {4,5,6}; int c[] = {7,8,9}; // HEAD，也就是p，在a分支上，表示当前分支为a int *p = a; // 切换到了b分支上, HEAD指向b p = b; // HEAD切换到了c分支上, HEAD指向c p = c; // 分支指针是不可以移动的，但是HEAD可以 // c++ Error p++ // 表示HEAD指向了c分支上不同的commit对象

c++ 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int a[] = {1,2,3};
    int b[] = {4,5,6};
    int c[] = {7,8,9};

    int* p = a; // 指向a分支的起始位置

    printf("%d\n", *p); // 输出a分支的第一个元素

    p = b; // 切换到b分支，将指针p指向b分支的起始位置
    printf("%d\n", *p); // 输出b分支的第一个元素

    p = c; // 切换到c分支，将指针p指向c分支的起始位置
    printf("%d\n", *p); // 输出c分支的第一个元素

    // 分支指针是不可以移动的，但是HEAD可以，这里涉及到指针运算
    // c++;
    p++; // HEAD指向了c分支上其他commit对象
    printf("%d\n", *p);
    getchar();
    return 0;
}

HEAD表达式

HEAD 指向当前分支最新的提交。
HEAD~ 等同于 HEAD^，表示当前提交的父提交。
HEAD^ 表示当前提交的第一个父提交。
HEAD~n 表示当前提交的第 n 代祖先提交。

HEAD相关操作

下面举一些常见的git操作，也许你已经对这些操作了如指掌，但是这次我们从HEAD的角度来理解一下这些操作的含义：

查看当前 HEAD 的位置：使用 git rev-parse HEAD 命令可以查看 HEAD 所指向的提交的 SHA 值。
切换到另一个分支：使用 git checkout branch-name 命令可以切换到另一个分支，并将 HEAD 指针移动到该分支。
创建新分支并切换到该分支：通过 git checkout -b new-branch-name 命令可以在当前 HEAD 所在的提交上创建一个新分支，并立即切换到该分支，对应到上述代码，相当于是int* p = a;。
撤销最新的提交：使用 git reset --hard HEAD^ 命令可以撤销最新的提交，并回退到上一个提交状态，之所以有这种效果，在于HEAD~或者HEAD^是HEAD的上一次提交，也就是倒数第二次提交。
查看特定文件在 HEAD 版本的内容：使用 git show HEAD:path/to/file 命令可以查看 HEAD 版本中某个文件的具体内容，当然git show HEAD~n:path/to/file也是可以的。
检出特定提交：使用 git checkout commit-hash 命令可以将 HEAD 指针移动到特定的提交，以查看该提交的内容或创建一个分离的 HEAD 状态（说人话就是打上tag）,这种情况实际上就是上面代码中的p++，虽然分支指针不能移动（正如不能对数组变量进行运算），但是指向分支指针的HEAD可以移动。
创建临时分支：通过 git checkout -b temporary-branch-name 命令可以在当前 HEAD 所在的提交上创建一个临时分支，一般来说修改bug的时候会创建临时分支，这种一般称为hotfixes分支。
移动 HEAD 到指定分支的最新提交：使用 git checkout branch-name 和 git pull 命令可以将 HEAD 指针移动到某个特定分支的最新提交，就是上面代码中p从指向a数组变成了指向b或者c数组。
查看 HEAD 所在分支的状态：使用 git status 命令可以查看当前 HEAD 所在分支的状态，包括已修改、已暂存和未跟踪的文件。
执行交互式的 rebase 操作：使用 git rebase -i HEAD~n 命令可以执行交互式的变基操作，编辑、合并或重新排序提交；这个代码简单理解成对最近n次提交进行操作，不要和"变基"这么猥琐的词联系起来。
创建轻量级标签：通过 git tag tag-name 命令可以创建一个轻量级标签，它只是指向当前 HEAD 指针所在的提交；简单来说就是给当前HEAD指向的commit对象起个别名，并将别名记录下来以便日后使用，一般对于有参考意义的重大commit进行此操作。
查看 HEAD 所在分支的提交图形：使用 git log --graph 命令可以以图形化方式展示当前 HEAD 所在分支的提交历史。
检查 HEAD 是否指向某个分支：使用 git symbolic-ref --short HEAD 命令可以确定 HEAD 是否指向一个分支，即返回当前所在的分支的分支名。

总结一下：

上述的命令可以大致分成下面几类：

查看状态类：

git rev-parse HEAD
git show HEAD:path/to/file
git status
git log --graph
git symbolic-ref --short HEAD

切换分支类：

git checkout branch-name
git checkout -b new-branch-name
git checkout -b temporary-branch-name

同分支内移动类：

git reset --hard HEAD^
git pull
git rebase -i HEAD~n

直接操作commit类：

git checkout commit-hash
git tag tag-name