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git merge —— 为什么比diff & patch好

git merge —— 为什么比diff & patch好
基于开源软件做二次开发是很常见的。这类开发常常遇到的问题是,当我们已经针对开源软件做了很多修改,与上游主干版本之间已经渐行渐远;此时上游主干有了更新,此时如何把上游的更新与我们自己的修改合并起来?假定上游主干版本为A,我们在A的基础上开发了A';此时上游主干更新到B,现在我们要做的事情就是相应更新到B'。


一个做法是用diff工具生成A'与A的差异(patch),然后在B上面应用这个patch,期望得到B'。用数学的公式表示就是:

  B' = B + (A' - A)      ···· (i, using diff & patch)

如果使用git做版本控制,以上的做法是可行的,但不是最优的。更好的做法是以A为基础,生成A'和B两条分支,然后执行 git checkout B; git merge A'。有一种误解认为这个merge操作执行的就是上面的公式(i),其实不然,git merge的算法叫做3-way merge(准确的说叫recusive 3-way merge,当两个分支有多个共同父亲时它比普通3-way merge表现得更好),用公式表示如下:

  B' = merge(A, A', B)   ···· (ii, using 3-way merge)

(ii) 比 (i) 好在哪里?

用diff工具生成patch时,我们所做的每一处修改,会连同它的“定位信息”(行号,以及修改处前三行与后三行的原始文本)一并保存到patch中。patch被应用时,会在原文件中寻找“定位信息”,然后将修改应用。那么,当我们把 patch(A' - A) 在 B 上应用的时候,很有可能定位信息本身被修改了,这样patch会失败,此时需要手工修改patch文件。

3-way-merge能在很大程度上解决这个问题。对于diff & patch会失败的情况,很多时候merge能够成功;其余则会产生冲突,但修改冲突也比手工改patch更为人性化。

算法本身就不描述了,单举一个例子来说明吧:

======

(1) 版本A

mkdir test
cd test
git init 
vi test.txt

1111
2222
3333
4444
5555
6666

git add test.txt
git commit -m "init"

(2) 版本A',位于分支b1

git checkout -b b1
vi test.txt  # 插入一行abcdefg,尾部增加一行bottom

1111
2222
3333
abcdefg
4444
5555
6666
bottom

git add test.txt
git commit -m "modified on b1"

(3) 版本B,位于分支b2

git checkout master -b b2
vi test.txt  # 顶部增加一行add top line,“2222”做了修改,尾部增加一行bottom

add top line
1111
22222222
3333
4444
5555
6666
bottom

git add test.txt
git commit -m "modified on b2"

(4) 版本B',使用git merge成功合并

git checkout -b testmerge
git merge b1
cat test.txt # 两条分支的修改成功合并,注意尾部的bottom也只增加了一行
             # 如果用 patch & diff 方法,
             #   因为patch的两个定位信息(行号、上下文)都遭到了破坏
             #   是一定不会成功的

add top line
1111
22222222
3333
abcdefg
4444
5555
6666
bottom

从上面这个例子也可以基本看出3-way merge的算法:
(1) 两个分支中如果一个分支对某处做了修改,另一个分支未修改,则保留修改
(2) 两个分支如果都对某处做了修改,且修改内容相同,则保留修改(不是做两遍)

3-way merge在下面的情况下会产生冲突:
(3) 两个分支如果都对某处做了修改,且修改内容不同,则产生冲突

至于什么叫“某处”,是基于文件三个版本的LCS(最长公共子序列)确定的,就不赘述了。

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