创建与切换分支(git branch, git checkout)

在Git中，分支是开发流程的核心工具之一。通过创建和切换分支，可以高效管理并行开发任务，隔离不同功能或修复的代码变更。理解git branch和git checkout命令的用法，能显著提升团队协作和版本控制能力。

分支的基本概念

Git分支本质上是指向提交对象的可变指针。默认情况下，Git会创建一个名为main或master的主分支。每个分支代表一条独立的开发线，允许在不影响主分支的情况下进行实验或功能开发。

查看当前仓库的所有分支：

git branch

输出示例：

* main
  feature-login
  bugfix-header

带*的分支表示当前所在分支。

创建新分支

使用git branch命令创建新分支，以下命令创建一个名为feature-search的分支：

git branch feature-search

此时分支指针指向当前所在提交，但不会自动切换到新分支。创建分支后，本地仓库会新增一个指向相同提交的可移动指针。

结合创建并切换分支的快捷方式：

git checkout -b feature-search

这等价于：

git branch feature-search
git checkout feature-search

切换分支

切换分支使用git checkout命令。假设要从main分支切换到已存在的feature-login分支：

git checkout feature-login

切换分支时，Git会做三件事：

1. 将HEAD指针指向目标分支
2. 用目标分支的快照替换工作目录
3. 更新暂存区以匹配目标分支

如果尝试切换到一个不存在的分支（未先创建），Git会报错：

git checkout non-existent-branch
# 错误：pathspec 'non-existent-branch' did not match any file(s) known to git

分支与工作状态

切换分支时，如果当前工作目录或暂存区有未提交的修改，可能会遇到以下情况：

1. 修改不影响分支差异：如果修改的文件在不同分支间没有差异，Git允许直接切换
2. 修改影响分支差异：Git会阻止切换，要求先提交或贮藏更改

例如，修改了index.html但未提交，尝试切换分支时：

git checkout other-branch
# 错误：对以下文件的本地修改将被检出操作覆盖：
#    index.html
# 请在切换分支前提交或贮藏您的修改

解决方法：

git stash           # 贮藏修改
git checkout other-branch
git stash pop       # 恢复贮藏

分支命名规范

良好的分支命名能提高项目管理效率。常见命名约定：

• 功能分支：feature/[描述]，如feature/user-auth
• 修复分支：bugfix/[问题描述]，如bugfix/login-error
• 发布分支：release/[版本号]，如release/v1.2.0
• 热修复分支：hotfix/[问题描述]，如hotfix/security-patch

创建带前缀的分支：

git checkout -b feature/search-autocomplete

远程分支操作

本地分支可以与远程分支关联。查看远程分支：

git branch -r

输出示例：

origin/main
origin/develop
origin/feature/login

创建跟踪远程分支的本地分支：

git checkout --track origin/feature/login

这相当于：

git checkout -b feature/login origin/feature/login

分支切换的底层原理

当执行git checkout时，Git实际执行以下操作：

1. 检查目标分支是否存在
2. 验证工作目录和暂存区的状态
3. 更新HEAD文件内容，使其指向目标分支引用
4. 用目标分支指向的树对象更新工作目录
5. 更新暂存区索引

可以通过底层命令模拟切换分支的过程：

# 查看当前HEAD内容
cat .git/HEAD
# 输出：ref: refs/heads/main

# 手动修改HEAD
echo "ref: refs/heads/develop" > .git/HEAD

# 更新工作目录
git reset --hard

分支切换的实用技巧

1. 快速切换回上一个分支：

git checkout -

这个短横线参数表示上一个所在分支。

2. 分离HEAD状态： 直接检出某个提交而非分支：

git checkout e3f1e3f

这会进入"分离HEAD"状态，此时的新提交不会属于任何分支。

3. 创建分支并切换到特定提交：

git checkout -b new-branch a1b2c3d

这会在提交a1b2c3d处创建新分支并立即切换过去。

分支管理示例

假设正在开发一个电商网站，典型的分支操作流程：

1. 从主分支创建功能分支：

git checkout -b feature/product-filter

2. 开发过程中进行多次提交：

// 修改了product.js
function applyFilters(products, filters) {
  return products.filter(p => {
    return filters.every(f => f(p))
  })
}

git add product.js
git commit -m "实现基础过滤功能"

3. 需要紧急修复主分支的bug：

git stash
git checkout main
git checkout -b hotfix/checkout-error
# 进行修复并提交
git checkout main
git merge hotfix/checkout-error
git branch -d hotfix/checkout-error

4. 回到功能分支继续开发：

git checkout feature/product-filter
git stash pop

分支切换的注意事项

1. 未跟踪文件：Git不会管理未跟踪文件（未git add的文件），切换分支时这些文件会保留

2. 合并冲突风险：如果切换分支可能导致合并冲突（如两个分支都修改了同一文件），Git会中止切换操作

3. 大型仓库性能：在包含大量文件或大文件的仓库中，切换分支可能会有明显延迟

4. 子模块处理：如果项目包含Git子模块，切换分支可能会触发子模块更新

图形化工具中的分支操作

大多数Git图形界面工具都提供分支管理功能。例如在VS Code中：

1. 点击左下角分支图标
2. 从列表中选择现有分支
3. 或点击"+"图标创建新分支
4. 输入新分支名称并确认

图形化工具通常还会直观显示分支之间的关系和提交历史。

分支策略的最佳实践

1. 短期分支：功能分支应该生命周期短，完成即合并删除
2. 明确命名：分支名称应清晰表达其目的
3. 定期同步：长期存在的分支应定期从主分支合并/变基
4. 权限控制：保护主分支，只允许通过Pull Request合并

删除已合并的分支保持仓库整洁：

git branch --merged | grep -v "\*" | xargs -n 1 git branch -d