Git 是分散式版本控制系統的代表，理解其核心概念是高效使用的基礎。本章涵蓋 Git 的三區模型、物件儲存機制、分支管理以及常見操作。

一、Git 三區模型#

Git 的工作流程圍繞三個核心區域運作：

工作區 (Working Directory)
    ↓ git add
暫存區 (Staging Area / Index)
    ↓ git commit
版本庫 (Repository / .git)

工作區（Working Directory）#

你實際編輯檔案的地方，所有的修改都從這裡開始。

暫存區（Staging Area）#

暫存區是 Git 最具特色的設計。它提供了「緩衝」與「組織」變更的空間：

1. 方案試錯：嘗試某種修改但未確定時，可先暫存。若後續方案不如預期，可用暫存區內容覆蓋回來。
2. 原子化提交：若同時修改五個檔案但屬於兩個功能，可分批暫存並分開提交，保持版本歷史清晰。

版本庫（Repository）#

位於 .git 目錄中，儲存所有版本歷史與元資料。

二、基本操作#

建立倉庫#

# 在既有專案中初始化
cd my-project
git init

# 建立新專案
git init my-new-project

組態使用者資訊#

# 全域設定
git config --global user.name "Your Name"
git config --global user.email "your@email.com"

# 倉庫級設定（優先於全域）
git config user.name "Work Name"
git config user.email "work@company.com"

當同時存在 global 與 local 設定時，Git 優先採用當前倉庫（local）的設定。這對於區分公司與個人專案的身份非常實用。

標準工作流程#

# 1. 查看狀態
git status

# 2. 將檔案加入暫存區
git add <file>        # 單一檔案
git add .             # 所有變更
git add -u            # 僅已追蹤的檔案

# 3. 提交變更
git commit -m "描述這次變更"

# 4. 查看歷史
git log
git log --oneline --graph

直接在工作目錄新增檔案後立刻 git commit 不會成功，因為檔案未加入暫存區。請先 git add 再提交。

三、Git 物件模型#

Git 使用三種核心物件來管理版本：

Commit（提交物件）#

• 每次 git commit 產生一個 commit 物件
• 包含作者資訊、提交訊息、時間戳
• 每個 commit 必定對應一棵 tree

Tree（樹物件）#

• 代表該次提交的檔案系統快照
• 記錄目錄結構、檔名與權限
• 可巢狀包含子樹（子目錄）或 blob（檔案）

Blob（檔案內容物件）#

• 儲存檔案的純內容（不含檔名）
• Git 以內容雜湊識別，相同內容只存一份

commit
  └── tree (根目錄)
        ├── tree (子目錄)
        │     └── blob (檔案內容)
        └── blob (檔案內容)

Git 的「內容可尋址」設計帶來高效儲存：相同內容的檔案無論檔名如何，只儲存一份 blob。

檢視物件內容#

# 查看物件類型
git cat-file -t <hash>

# 查看物件內容
git cat-file -p <hash>

四、分支管理#

分支基本操作#

# 查看分支
git branch

# 建立分支
git branch <branch-name>

# 切換分支
git checkout <branch-name>
git switch <branch-name>      # Git 2.23+ 推薦

# 建立並切換
git checkout -b <branch-name>
git switch -c <branch-name>

# 刪除分支
git branch -d <branch-name>   # 安全刪除（已合併）
git branch -D <branch-name>   # 強制刪除

HEAD 指標#

HEAD 是指向當前工作位置的指標：

• 正常狀態：HEAD → 分支 → Commit
• 分離頭指標（Detached HEAD）：HEAD 直接指向 Commit

在分離頭指標狀態下產生的 Commit，若沒有建立分支保存，切換離開後可能會遺失。

相對引用#

HEAD^     # 父節點（上一版）
HEAD^^    # 祖父節點（上上一版）
HEAD~n    # 前 n 代祖先

# 範例：比較當前與前兩個版本的差異
git diff HEAD HEAD~2

五、合併策略#

Merge（合併）#

# 將 feature 分支合併到當前分支
git merge feature

產生一個合併節點，保留完整的分支歷史。

Rebase（變基）#

# 將當前分支變基到 main
git rebase main

將提交「重新播放」到目標分支上，產生線性歷史。

選擇建議：

• 公共分支使用 Merge，保留歷史脈絡
• 個人分支使用 Rebase，保持歷史整潔
• 已推送到遠端的提交，避免 Rebase

六、衝突解決#

當兩個分支修改同一檔案的同一區域時，Git 無法自動合併：

# 嘗試合併
git merge feature-branch

# 發生衝突
CONFLICT (content): Merge conflict in file.txt

衝突標記#

<<<<<<< HEAD
你的修改
=======
對方的修改
>>>>>>> feature-branch

解決步驟#

1. 開啟衝突檔案，決定保留哪些內容
2. 刪除衝突標記（<<<<<<<、=======、>>>>>>>）
3. 儲存檔案
4. 標記為已解決並提交

git add <resolved-file>
git commit -m "resolved conflict"

如果解決過程中發現搞砸了，可以放棄這次合併：

git merge --abort

七、版本回退#

git reset#

將分支指標移動到指定 commit，可選擇保留或捨棄變更：

# 軟重置：保留工作區與暫存區
git reset --soft <commit>

# 混合重置（預設）：保留工作區，清空暫存區
git reset <commit>
git reset HEAD        # 取消所有暫存

# 硬重置：捨棄所有變更
git reset --hard <commit>

git reset --hard 是破壞性指令，會徹底丟失目標 commit 之後的所有變更。請確認不需要這些變更才使用。

git revert#

建立一個新的 commit 來「反轉」指定 commit 的變更：

git revert <commit>

reset vs revert：

• reset：修改歷史，適用於本地未推送的 commit
• revert：新增歷史，適用於已推送的 commit

八、暫存工作（Stash）#

當需要臨時切換分支但當前工作未完成時：

# 暫存當前工作
git stash

# 查看暫存列表
git stash list

# 恢復工作（並刪除暫存）
git stash pop

# 恢復工作（保留暫存）
git stash apply

Pop vs Apply：

• 確定恢復後不再需要備份，使用 pop
• 不確定是否會有衝突，或想應用到多個分支，使用 apply

九、.gitignore 組態#

定義哪些檔案應該被 Git 忽略：

# 忽略編譯產物
*.class
*.o
target/

# 忽略日誌
*.log
logs/

# 忽略環境組態
.env
.env.local

# 忽略 IDE 設定
.idea/
.vscode/

# 忽略系統檔案
.DS_Store
Thumbs.db

路徑結尾斜槓的影響：

• doc/（加斜槓）：僅匹配目錄
• doc（不加斜槓）：同時匹配檔案與目錄

取得範本#

GitHub 維護了各種語言的標準 .gitignore 範本：

• 在 GitHub 搜尋 gitignore 專案
• 找到對應語言（如 Java、Node）
• 複製到專案中並依需求調整

十、修改歷史#

修改最近一次 Commit#

# 修改訊息
git commit --amend -m "新的訊息"

# 修改內容（先 add 新變更）
git add <file>
git commit --amend

修改歷史中的 Commit#

使用互動式 rebase：

# 選擇要修改的 commit 的父節點
git rebase -i <parent-commit>

在編輯器中，將 pick 改為：

• reword（r）：修改訊息
• squash（s）：合併到前一個 commit
• edit（e）：修改內容

已推送到遠端的 commit，請勿使用 --amend 或 rebase 修改歷史。這會改變 commit hash，造成團隊協作問題。

# 找到第 5 個 commit 作為 base
git rebase -i HEAD~4

pick abc1234 第一個 commit
squash def5678 第二個 commit
squash ghi9012 第三個 commit
squash jkl3456 第四個 commit

常用指令速查#