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[#]: subject: "How git cherry-pick and revert use 3-way merge"
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[#]: via: "https://jvns.ca/blog/2023/11/10/how-cherry-pick-and-revert-work/"
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[#]: author: "Julia Evans https://jvns.ca/"
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[#]: collector: "lujun9972/lctt-scripts-1693450080"
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[#]: translator: "ChatGPT"
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[#]: reviewer: "wxy"
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[#]: publisher: "wxy"
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[#]: url: "https://linux.cn/article-16378-1.html"
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Git 的遴选和撤销操作是如何利用三路合并的
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======
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![][0]
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大家好!几天前,我尝试向其他人解释 Git 遴选(`git cherry-pick`)的工作原理,结果发现自己反而更混淆了。
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我原先以为 Git 遴选是简单地应用一个补丁,但当我真正这样尝试时,却未能成功!
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因此,接下来我们将谈论我原来以为的遴选操作(即应用一个补丁),这个理解为何不准确,以及实际上它是如何执行的(进行“三路合并”)。
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尽管本文的内容有些深入,但你并不需要全部理解才能有效地使用 Git。不过,如果你(和我一样)对 Git 的内部运作感到好奇,那就跟我一起深入探讨一下吧!
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### 遴选操作并不只是应用一个补丁
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我先前理解的 `git cherry-pick COMMIT_ID` 的步骤如下:
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* 首先是计算 `COMMIT_ID` 的差异,就如同执行 `git show COMMIT_ID --patch > out.patch` 这个命令
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* 然后是将补丁应用到当前分支,就如同执行 `git apply out.patch` 这个命令
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在我们详细讨论之前,我想指出的是,虽然大部分情况下这个模型是正确的,如果这是你的认知模型,那就没有问题。但是在一些细微的地方,它可能会错,我觉得这个疑惑挺有意思的,所以我们来看看它究竟是如何运作的。
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如果我在存在合并冲突的情况下尝试进行“计算差异并应用补丁”的操作,下面我们就看看具体会发生什么情况:
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```
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$ git show 10e96e46 --patch > out.patch
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$ git apply out.patch
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error: patch failed: content/post/2023-07-28-why-is-dns-still-hard-to-learn-.markdown:17
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error: content/post/2023-07-28-why-is-dns-still-hard-to-learn-.markdown: patch does not apply
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```
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这一过程无法成功完成,它并未提供任何解决冲突或处理问题的方案。
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而真正运行 `git cherry-pick` 时的实际情况却大为不同,我遭遇到了一处合并冲突:
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```
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$ git cherry-pick 10e96e46
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error: could not apply 10e96e46... wip
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hint: After resolving the conflicts, mark them with
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hint: "git add/rm <pathspec>", then run
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hint: "git cherry-pick --continue".
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```
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因此,看起来 “Git 正在应用一个补丁”这样的理解方式并不十分准确。但这里的错误信息确实标明了 “无法**应用** 10e96e46”,这么看来,这种理解又不完全是错的。这到底是怎么回事呢?
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### 那么,遴选到底是怎么执行的呢?
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我深入研究了 Git 的源代码,主要是想了解 `cherry-pick` 是如何工作的,最终我找到了 [这一行代码][1]:
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```
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res = do_recursive_merge(r, base, next, base_label, next_label, &head, &msgbuf, opts);
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```
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所以,遴选实际上就是一种……合并操作?这有些出乎意料。那具体都合并了什么内容?如何执行这个合并操作的呢?
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我意识到我对 Git 的合并操作并不是特别理解,于是我上网搜索了一下。结果发现 Git 实际上采用了一种被称为 “三路合并” 的合并方式。那这到底是什么含义呢?
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### Git 的合并策略:三路合并
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假设我要合并下面两个文件,我们将其分别命名为 `v1.py` 和 `v2.py`。
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```
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def greet():
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greeting = "hello"
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name = "julia"
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return greeting + " " + name
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```
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```
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def say_hello():
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greeting = "hello"
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name = "aanya"
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return greeting + " " + name
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```
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在这两个文件间,存在两处不同:
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* `def greet()` 和 `def say_hello`
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* `name = "julia"` 和 `name = "aanya"`
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我们应该选择哪个呢?看起来好像不可能有答案!
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不过,如果我告诉你,原始的函数(我们称之为 `base.py`)是这样的:
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```
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def say_hello():
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greeting = "hello"
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name = "julia"
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return greeting + " " + name
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```
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一切似乎变得清晰许多!在这个基础上,`v1` 将函数的名字更改为 `greet`,`v2` 将 `name = "aanya"`。因此,合并时,我们应该同时做出这两处改变:
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```
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def greet():
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greeting = "hello"
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name = "aanya"
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return greeting + " " + name
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```
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我们可以命令 Git 使用 `git merge-file` 来完成这次合并,结果正是我们预期的:它选择了 `def greet()` 和 `name = "aanya"`。
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```
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$ git merge-file v1.py base.py v2.py -p
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def greet():
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greeting = "hello"
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name = "aanya"
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return greeting + " " + name⏎
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```
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这种将两个文件与其原始版本进行合并的方式,被称为 **三路合并**。
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如果你想在线上试一试,我在 [jvns.ca/3-way-merge/][2] 创建了一个小实验场。不过我只是草草制作,所以可能对移动端并不友好。
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### Git 合并的是更改,而非文件
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我对三路合并的理解是 —— Git 合并的是**更改**,而不是文件。我们对同一个文件做出两种不同的更改,Git 试图以合理的方式将这两种更改结合到一起。当两个更改都对同一行进行操作时,Git 可能会遇到困难,此时就会产生合并冲突。
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Git 也可以合并超过两处的更改:你可以对同一文件有多达 8 处不同的更改,Git 会尝试将所有更改协调一致。这被称为八爪鱼合并,但除此之外我对其并不了解,因为我从未执行过这样的操作。
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### Git 如何使用三路合并来应用补丁
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接下来,让我们进入到一个有些出乎意料的情境!当我们讨论 Git “应用补丁”(如在变基 —— `rebase`、撤销 —— `revert` 或遴选 —— `cherry-pick` 中所做的)时,其实并非是生成一个补丁文件并应用它。相反,实际执行的是一次三路合并。
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下面是如何将提交 `X` 作为补丁应用到你当前的提交,并与之前的 `v1`、`v2` 和 `base` 设置相对应:
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1. **在你当前提交中**,文件的版本是 `v1`。
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2. **在提交 X 之前**,文件的版本是 `base`。
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3. **在提交 X 中**,文件的版本是 `v2`。
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4. 执行 `git merge-file v1 base v2` 以合并它们(实际上,Git 并不直接执行 `git merge-file`,而是运行一个实现这个功能的 C 函数)。
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总的来说,你可以将 `base` 和 `v2` 视为“补丁”,它们之间的差异就是你想要应用到 `v1` 上的更改。
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### 遴选如何运作
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假设我们有如下提交图,并且我们打算在 `main` 分支上遴选提交 `Y`:
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```
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A - B (main)
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\
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\
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X - Y - Z
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那么,如何将此情景转化为我们前面提过的 `v1`、`v2` 和 `base` 组成的三路合并呢?
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* `B` 是 `v1`
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* `X` 是 `base`,而 `Y` 是 `v2`
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所以,`X` 和 `Y` 共同构成了这个“补丁”。
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其实,`git rebase` 无非就是重复多次执行 `git cherry-pick` 的过程。
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### 撤销如何运作
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现在,假如我们希望在如下的提交图上执行 `git revert Y`:
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```
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X - Y - Z - A - B
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```
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* `B` 是 `v1`
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* `Y` 是 `base`,而 `X` 是 `v2`
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这个过程反映的实际上就是遴选的情况,不过 `X` 和 `Y` 的位置颠倒了。我们需要这样做因为我们期望生成一个“反向补丁”。在 Git 中,撤销和遴选关系如此的紧密,它们甚至在同一个文件中实现:[revert.c][3]。
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### “三路补丁”是一个非常棒的技巧
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使用三路合并将提交作为补丁应用的这个技巧非常巧妙且酷炫,我很惊讶之前从未听说过!我并未听过一个特定的名字来描述这种方法,但我更倾向于称之为“三路补丁”。
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“三路补丁”的理念在于,你可以通过两个文件来定义补丁:在应用补丁前后的文件(在我们这篇文章中称之为 `base` 和 `v2`)。
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因此,总体来看有三个文件被涉及到:一个是原文件,另外两个构成了补丁。
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最重要的是,与普通补丁相比,三路补丁是一个更加高效的补丁方案,因为在有两个完整文件的情况下,你拥有更丰富的上下文信息来进行合并。
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以下是我们例子中的常规补丁的大致情况:
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```
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@@ -1,1 +1,1 @@:
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- def greet():
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+ def say_hello():
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greeting = "hello"
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```
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而下面这就是一个三路补丁。不过,需要提醒的是这个“三路补丁”并不是一个真正的文件格式,这只是我自己提出的一种概念。
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```
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BEFORE: (the full file)
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def greet():
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greeting = "hello"
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name = "julia"
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return greeting + " " + name
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AFTER: (the full file)
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def say_hello():
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greeting = "hello"
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||
name = "julia"
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return greeting + " " + name
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```
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### 《Building Git》 中提到了这点
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James Coglan 的书籍 [《Building Git》][4] 是我在 Git 源码之外唯一找到的地方,他解释了 `git cherry-pick` 是如何在底层运用三路合并的(我原以为《Pro Git》可能会提及这个,但我并没能找到此话题的内容)。
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我购买完这本书后发现,我早在 2019 年时就已经买过了,这对我来说真的是个很好的参考。
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### Git 中的合并实际上比这更复杂
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在 Git 中,合并不限于三路合并 —— 还有一种我不太理解的叫做“递归合并”,还有许多具体处理文件删除和移动的细节,同时也有多种合并算法。
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如果想要了解更多相关知识,我最好的建议是阅读《Building Git》,尽管我还未完全阅读这本书。
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### Git 应用到底做了什么?
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我也参阅了 Git 的源代码,试图理解 `git apply` 的功能。它似乎(不出意外地)在 `apply.c` 中实现。这段代码解析了一个补丁文件,并通入目标文件来寻找应该在何处应用补丁。核心逻辑似乎在 [这里][5]:思路好像是从补丁建议的行数开始,然后向前向后找寻。
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```
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/*
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* There's probably some smart way to do this, but I'll leave
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* that to the smart and beautiful people. I'm simple and stupid.
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*/
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backwards = current;
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backwards_lno = line;
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forwards = current;
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forwards_lno = line;
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current_lno = line;
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for (i = 0; ; i++) {
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...
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```
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这个处理过程不禁让人觉得非常直白、与之前的期望相符。
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### Git 三路应用的工作方式
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`git apply` 命令中也有一个 `--3way` 参数,可以实现三路合并。因此,我们实际上可以通过如下方式,使用 `git apply` 来大体实现 `git cherry-pick` 的功能:
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```
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$ git show 10e96e46 --patch > out.patch
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$ git apply out.patch --3way
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Applied patch to 'content/post/2023-07-28-why-is-dns-still-hard-to-learn-.markdown' with conflicts.
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U content/post/2023-07-28-why-is-dns-still-hard-to-learn-.markdown
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```
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但要注意,参数 `--3way` 并不只用到了补丁文件的内容!补丁文件开始的部分是:
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```
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index d63ade04..65778fc0 100644
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```
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`d63ade04` 和 `65778fc0` 是旧/新文件版本在 Git 对象数据库中的 ID,因此 Git 可以用这些 ID 来执行三路补丁操作。但如果有人将补丁文件通过邮件发送给你,而你并没有新/旧版本的文件,就无法执行这个操作:如果你缺少 blob,将会出现如下错误:
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```
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$ git apply out.patch
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error: repository lacks the necessary blob to perform 3-way merge.
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```
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### 三路合并有点历史了
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有一部分人指出,三路合并比 Git 的历史还要久远,它起源于 70 年代末期左右。有一篇 2007 年的 [论文][5A] 对此进行了讨论。
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### 就说这么多!
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我真的对于我对于 Git 内部应用补丁的核心方法其实理解得并不深入这一点感到非常吃惊——学习这一点真的很酷!
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虽然我对 Git 用户界面存在 [诸多不满][6],但是这个特定问题并不包含在内。三路合并似乎是统一解决一系列不同问题的优雅方式,它对于人们来说也很直观(“应用一个补丁”这个想法是许多编程者都习以为常的思考模式,而它底层实现为三路合并的细节,实际上没有人真正需要去思考)。
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*我顺便快速推荐一下:我正在写一部有关 Git 的 [zine][7],如果你对它的发布感兴趣,你可以注册我非常不频繁的 [公告邮件列表][8]。*
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*(题图:MJ/321bc2c9-4363-4661-802a-c74fb6a721b2)*
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via: https://jvns.ca/blog/2023/11/10/how-cherry-pick-and-revert-work/
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作者:[Julia Evans][a]
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选题:[lujun9972][b]
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译者:[ChatGPT](https://linux.cn/lctt/ChatGPT)
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校对:[wxy](https://github.com/wxy)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译,[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]: https://jvns.ca/
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[b]: https://github.com/lujun9972
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[1]: https://github.com/git/git/blob/dadef801b365989099a9929e995589e455c51fed/sequencer.c#L2353-L2358
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||
[2]: https://jvns.ca/3-way-merge/
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||
[3]: https://github.com/git/git/blob/dadef801b365989099a9929e995589e455c51fed/builtin/revert.c
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||
[4]: https://shop.jcoglan.com/building-git/
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||
[5]: https://github.com/git/git/blob/dadef801b365989099a9929e995589e455c51fed/apply.c#L2684
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||
[5A]: https://www.cis.upenn.edu/~bcpierce/papers/diff3-short.pdf
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||
[6]: https://jvns.ca/blog/2023/11/01/confusing-git-terminology/
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||
[7]: https://wizardzines.com
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||
[8]: https://wizardzines.com/zine-announcements/
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[0]: https://img.linux.net.cn/data/attachment/album/202311/14/103134uddjt7ljl8dbbdj2.png |