GitPython08-源碼解讀

1-核心知識

• 1）gitPython核心代碼很多都是對git命令返回的結果進行解析，在此補充git命令的返回內容
• 2）git ls-tree -> 查看某個提交或分支所對應的目錄樹
• 3）源碼中Tree對應的業務邏輯 -> 獲取git ls-tree返回到contents中返回（比較繞的一點就是懶加載，借助烘焙標簽）
• 4）git rev-list ->按拓撲順序（或時間順序）列出提交對象的 SHA-1 哈希值，用來展示用戶的commit信息
• 5）源碼中Commit對應的業務邏輯 -> 從git rev-list中獲取提交的信息【提交人等信息】+【Diff文件變動】
• 6）git diff -> 獲取git文件變動內容
• 7）源碼中Diff對應的業務邏輯 -> Commit使用git diff命令結果轉化為Diff對象
• 8） LazyMixin是為了屬性的懶讀取，只要同一個對象已經讀取過了就直接返回，沒有才讀取
• 9）LazyMixin有兩個實現類：Tree和Commit，Diff不是LazyMixin的實現類

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2-參考網址

• Git的使用教程

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3-上手實操

1-git ls-tree命令

git ls-tree 是一個底層（plumbing）命令，用來查看某個 Git 對象（通常是樹對象 tree object）的內容。它最常見的用途是查看某個提交或分支所對應的目錄樹（即文件和子目錄的列表及其對應的 blob/tree 對象哈希）。

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📌 基本語法

git ls-tree [-d] [-r] [-t] [-l] [--name-only] <tree-ish> [path...]

• <tree-ish>：可以是分支名、tag、commit SHA、HEAD 等。
• [path...]：可選，限制輸出的路徑。

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🔍 常用選項

選項	說明
-r	遞歸列出所有子目錄的內容
-d	只顯示目錄（tree 對象）
-l	顯示對象大小
--name-only	只顯示文件名（不顯示模式、類型、哈希）

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? 實際案例

假設你有一個 Git 倉庫，結構如下：

my-project/
├── README.md
├── src/
│   └── main.py
└── docs/└── guide.txt

1. 查看當前分支根目錄的內容（非遞歸）

git ls-tree HEAD

輸出示例：

100644 blob 3b18e51...    README.md
040000 tree 9f3e2a1...    docs
040000 tree 1a2b3c4...    src

說明：

• 100644 是普通文件模式；
• 040000 是目錄；
• blob 是文件對象，tree 是目錄對象；
• 后面是對象哈希和文件名。

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2. 遞歸查看整個目錄樹（包括子目錄）

git ls-tree -r HEAD

輸出示例：

100644 blob 3b18e51...    README.md
100644 blob 5f6a7b8...    docs/guide.txt
100644 blob 2c3d4e5...    src/main.py

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3. 只查看目錄（不顯示文件）

git ls-tree -d HEAD

輸出示例：

040000 tree 9f3e2a1...    docs
040000 tree 1a2b3c4...    src

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4. 查看某個子目錄的內容

git ls-tree HEAD src

輸出示例：

100644 blob 2c3d4e5...    src/main.py

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5. 只顯示文件名（常用于腳本處理）

git ls-tree --name-only HEAD

輸出示例：

README.md
docs
src

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6. 查看某個特定提交（非 HEAD）的目錄結構

git ls-tree -r a1b2c3d

其中 a1b2c3d 是某個 commit 的哈希。

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🧠 補充說明

• git ls-tree 不會顯示 .gitignore 中忽略的文件，因為它只顯示已提交的對象。
• 如果你想查看某個路徑的歷史變化，應該使用 git log -- path 而不是 ls-tree。

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📌 小結速查表

命令	說明
git ls-tree HEAD	查看當前分支根目錄的內容（非遞歸）
git ls-tree -r HEAD	遞歸查看整個目錄樹（包括子目錄）
git ls-tree -d HEAD	只查看目錄（不顯示文件）
git ls-tree HEAD src	查看某個子目錄的內容
git ls-tree --name-only HEAD	只顯示文件名（常用于腳本處理）
git ls-tree -r a1b2c3d	g查看某個特定提交（非 HEAD）的目錄結構

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如需進一步處理這些文件（比如導出或打包），可以結合 git archive 或 git cat-file 使用。

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2-源碼中Tree對應的業務邏輯

100644 blob 6a9d72ad2b4e8b7288973a8bb1ead8a529f84190    .gitignore
040000 tree 27f560f217fe016818401537ed55a5c7430e9588    test
100644 blob acf4a637c96293ceea1f7e78fd1dafbfb517cc2c    tree.py
100644 blob a10a7b41e4314ea4d87557af65aa303337c225d3    utils.py
160000 commit d35b34c6e931b9da8f6941007a92c9c9a9b0141a  bar

目的是：直接new Tree(repo)先不烘焙，調用構造方法才烘焙（烘焙就是把屬性set進去）

    def construct_initialize(self, repo, id, text):self.repo = repo  # 保存倉庫self.id = id  # 保存 SHA-1self.contents = []  # 子對象列表self.__baked__ = False  # 標記還未烘焙（延遲加載用）# 逐行解析（烘焙：就是遍歷text把文件的名稱全部設置到self.contents中）for line in text.splitlines():self.contents.append(self.content_from_string(self.repo, line))# 過濾掉解析失敗的 Noneself.contents = [c for c in self.contents if c is not None]# 標記為已烘焙（防止重復解析）self.__bake_it__()return self

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3-git rev-list命令

git rev-list 是一個非常底層且強大的 Git 命令，用于按拓撲順序（或時間順序）列出提交對象的 SHA-1 哈希值。它是許多高級命令（如 git log, git bisect, git rebase）的底層實現基礎。

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📌 基本語法

git rev-list [options] <commit-ish>... [--] [<path>...]

• <commit-ish>：可以是分支名、tag、commit SHA、HEAD 等。
• [-- <path>...]：可選，限制只列出影響指定路徑的提交。

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? 常見用途與案例

1?? 查看某個分支的所有提交（按時間倒序）

git rev-list main

輸出示例：

a1b2c3d4e5f6...
7a8b9c0d1e2f...
...

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2?? 查看某個分支的提交數量

git rev-list --count main

輸出示例：

42

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3?? 查看兩個分支之間的差異提交（main 有但 dev 沒有的）

git rev-list main ^dev

或等價：

git rev-list dev..main

輸出示例：

a1b2c3d4...
7a8b9c0d...

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4?? 查看從某個時間點以來的提交（比如某個 tag 之后）

git rev-list v1.0..HEAD

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5?? 查看某個文件的所有歷史提交（影響該文件的）

git rev-list HEAD -- src/main.py

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6?? 查看某個作者的提交

git rev-list --author="Alice" main

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7?? 查看某段時間內的提交

git rev-list --since="2024-01-01" --until="2024-06-01" main

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8?? 查看合并提交（merge commits）

git rev-list --merges main

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9?? 查看非合并提交（普通提交）

git rev-list --no-merges main

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🔟 限制輸出數量（比如只看最近的 5 個）

git rev-list -n 5 main

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🧠 進階案例：找出某個 bug 的引入提交（結合 bisect）

git rev-list --bisect main

這會輸出一個中間提交，用于二分查找 bug。

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? 實際應用：配合 xargs 批量處理提交

git rev-list main | head -5 | xargs -I {} git show --oneline {}

輸出示例：

a1b2c3d Fix typo in README
7a8b9c0 Add new feature
...

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📌 小結速查表

命令	說明
git rev-list main	列出 main 分支的所有提交
git rev-list --count main	統計提交數量
git rev-list dev..main	main 有但 dev 沒有的提交
git rev-list --author="Alice"	某作者的所有提交
git rev-list --since="2024-01-01"	某時間之后的提交
git rev-list --merges	只列出合并提交
git rev-list HEAD -- file.txt	列出影響 file.txt 的提交

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如需進一步分析這些提交（如查看 diff、統計變更行數），可以結合 git log, git show, git diff 使用。

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4-源碼中Commit用法

Commit的作用就是從git rev-list中獲取提交的信息【提交人等信息】+【Diff文件變動】

commit 4c8124ffcf4039d292442eeccabdeca5af5c5017
tree 672eca9b7f9e09c22dcb128c283e8c3c8d7697a4
parent 634396b2f541a9f2d58b00be1a07f0c358b999b3
author Tom Preston-Werner <tom@mojombo.com> 1191999972 -0700
committer Tom Preston-Werner <tom@mojombo.com> 1191999972 -0700implement Grit#headscommit 634396b2f541a9f2d58b00be1a07f0c358b999b3
tree b35b4bf642d667fdd613eebcfe4e17efd420fb8a
author Tom Preston-Werner <tom@mojombo.com> 1191997100 -0700
committer Tom Preston-Werner <tom@mojombo.com> 1191997100 -0700initial grit setupcommit ab25fd8483882c3bda8a458ad2965d2248654335
tree c20b5ec543bde1e43a931449b196052c06ed8acc
parent 6e64c55896aabb9a7d8e9f8f296f426d21a78c2c
parent 7f874954efb9ba35210445be456c74e037ba6af2
author Tom Preston-Werner <tom@mojombo.com> 1182645538 -0700
committer Tom Preston-Werner <tom@mojombo.com> 1182645538 -0700Merge branch 'site'Some other stuff

• Commiti對象屬性

id: 提交的 SHA1 ID
parents: 父提交的 ID 列表（將轉換為 Commit 實例）
tree: 對應的樹對象 ID（將轉換為 Tree 實例）
author: 作者信息字符串
authored_date: 作者提交時間
committer: 提交者信息字符串
committed_date: 提交時間
message: 提交消息的第一行

    def __init__(self, repo, **kwargs):LazyMixin.__init__(self)self.repo = repo  # 所屬的 Git 倉庫對象self.id = None  # 提交 IDself.tree = None  # 樹對象self.author = None  # 作者self.authored_date = None  # 作者提交時間self.committer = None  # 提交者self.committed_date = None  # 提交時間self.message = None  # 提交消息self.parents = None  # 父提交列表# 動態設置傳入的參數for k, v in kwargs.items():setattr(self, k, v)# 如果提供了 ID，則進一步解析 parents 和 treeif self.id:if 'parents' in kwargs:self.parents = map(lambda p: Commit(repo, **{'id': p}), kwargs['parents'])if 'tree' in kwargs:self.tree = tree.Tree(repo, **{'id': kwargs['tree']})

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5-git diff命令

git diff 是日常使用頻率最高的 Git 命令之一，用來查看工作區、暫存區、分支之間的差異。它本質上是調用 git diff-files、git diff-index、git diff-tree 等底層命令的封裝。

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📌 基本語法

git diff [<options>] [<commit>] [--] [<path>...]

• <commit>：可以是 commit SHA、分支名、tag 等。
• [-- <path>...]：可選，限制只查看某些文件或目錄的差異。

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? 常見場景與案例

1?? 查看工作區與暫存區的差異（默認行為）

git diff

輸出示例（簡寫）：

diff --git a/README.md b/README.md
index 3b18e51..7a8b9c0 100644
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -1,3 +1,4 @@# My Project
+This line is added in working directory

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2?? 查看暫存區與最新提交的差異（即準備提交的改動）

git diff --cached        # 或 --staged

輸出示例：

diff --git a/src/main.py b/src/main.py
index 2c3d4e5..5f6a7b8 100644
--- a/src/main.py
+++ b/src/main.py
@@ -10,6 +10,7 @@ def main():print("Hello")
+    print("World")

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3?? 查看兩個分支之間的差異

git diff main..dev

或等價：

git diff main dev

輸出示例：

diff --git a/src/utils.py b/src/utils.py
new file mode 100644
index 0000000..9f3e2a1
--- /dev/null
+++ b/src/utils.py
@@ -0,0 +1,3 @@
+def helper():
+    pass

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4?? 查看某個文件在兩個提交之間的差異

git diff HEAD~2 HEAD -- src/main.py

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5?? 查看某個文件在工作區與最新提交之間的差異

git diff HEAD -- src/main.py

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6?? 查看兩個提交之間的所有差異（壓縮為一個 diff）

git diff a1b2c3d..7a8b9c0

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7?? 查看某次提交引入了哪些改動（與父提交對比）

git diff 7a8b9c0^ 7a8b9c0

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8?? 查看合并提交的差異（與兩個父提交對比）

git diff -m -c MERGE_COMMIT_SHA

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9?? 只看文件名（不顯示具體內容）

git diff --name-only

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🔟 統計變更行數（增刪行數）

git diff --stat

輸出示例：

 README.md    | 3 ++-src/main.py  | 1 +2 files changed, 3 insertions(+), 1 deletion(-)

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🎯 進階技巧

? 高亮單詞級差異（更細粒度）

git diff --word-diff

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? 生成補丁文件（用于郵件發送或 review）

git diff main..dev > changes.patch

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? 查看已暫存但未提交的差異（GUI 風格）

git diff --cached --name-only | xargs git diff --cached

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📌 小結速查表

命令	作用
git diff	工作區 vs 暫存區
git diff --cached	暫存區 vs HEAD
git diff HEAD	工作區 vs HEAD
git diff main..dev	分支 dev vs 分支 main
git diff HEAD~2 HEAD	最近兩次提交的差異
git diff --name-only	只列出變更文件名
git diff --stat	統計變更行數
git diff --word-diff	單詞級差異高亮

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如需將差異導出為補丁、用于代碼審查或 CI 檢查，git diff 是最直接可靠的工具。

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6-源碼中Diff用法

獲取git diff命令的返回結果進行打印，README.md文件在return self代碼之后，添加了兩行文本

git diffdiff --git a/README.md b/README.md
index 43c9850..4bcfc73 100644
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -140,3 +140,6 @@ git ls-tree HEADself.__bake_it__()return self
+----
+## 5-Diff
+> 獲取git diff命令的返回結果進行打印

• 返回Diff對象的屬性說明如下

Diff對象屬性說明
--------
repo        : 倉庫對象，用于后續在 Commit 構造時傳入
a_path      : 舊版本文件路徑（a/ 前綴）
b_path      : 新版本文件路徑（b/ 前綴）
a_commit    : 舊版本對應的 Commit 對象；若為新增文件則為 None
b_commit    : 新版本對應的 Commit 對象；若為刪除文件則為 None
a_mode      : 舊版本文件模式（八進制字符串，如 100644）
b_mode      : 新版本文件模式（八進制字符串，如 100755）
new_file    : True 表示該文件在本次 diff 中被新增
deleted_file: True 表示該文件在本次 diff 中被刪除
diff        : 該行以下的所有 diff 文本（包括 ---、+++、@@ 等）

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4-特殊情況補充

1-git rev-list main執行報錯

這個報錯的意思是：Git 無法識別你提供的參數 master，因為它在當前倉庫里既找不到叫 master 的分支，也找不到叫 master 的文件或路徑。

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原因

1. 你的倉庫默認分支可能不叫 master
   現在很多倉庫默認分支是 main，而不是 master。
2. 你當前目錄下可能根本沒有 master 分支
   你可以用 git branch -a 或 git branch -r 看看有哪些分支。

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解決方法

? 1. 查看實際存在的分支

git branch -a

輸出示例：

* mainremotes/origin/HEAD -> origin/mainremotes/origin/main

如果你看到的是 main 而不是 master，那就用 main 代替 master。

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? 2. 替換命令

把原來的命令：

git rev-list --branches master

改成：

git rev-list --branches main

或者如果你想列出所有分支的 commit，也可以直接：

git rev-list --branches

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? 3. 如果你確實需要 master 分支

你可以從遠程拉取或創建它：

git checkout -b master origin/master

前提是遠程倉庫確實有一個叫 master 的分支。

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總結

你看到的報錯是因為 master 這個分支在當前倉庫中不存在。先確認分支名，再替換即可。

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2-區分兩種git diff兩種方式

1-git diff --numstat

# 1-統計文件的改動數量-方式1
git diff --numstat
1       0       README.md
1       0       repo.py

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2-git diff --stat

# 2-統計文件的改動數量-方式2
git diff --statREADME.md | 1 +repo.py   | 1 +2 files changed, 2 insertions(+)

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5-知識總結

1-LazyMixin的實現類

1-LazyMixin類

這個類就提供了一個能力：延遲初始化的屬性的加載

• 1）屬性寫入是【bake】方法，需要每個具體的子類去實現
• 2）屬性讀取是【getattribute】方法，這里會判斷有沒有加載過，加載過直接返回，沒有重新加載

class LazyMixin(object):lazy_properties = []def __init__(self):self.__baked__ = Falsedef __getattribute__(self, attr):val = object.__getattribute__(self, attr)if val is not None:return valelse:self.__prebake__()return object.__getattribute__(self, attr)def __bake__(self):raise NotImplementedError(" '__bake__' method has not been implemented.")def __prebake__(self):if self.__baked__:returnself.__bake__()self.__baked__ = Truedef __bake_it__(self):self.__baked__ = True

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2-Tree實現類

    def __bake__(self):# 調用類方法 construct 重新構造 Tree 對象temp = Tree.construct(self.repo, self.id)# 把解析出來的內容列表賦給自身self.contents = temp.contents

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3-Commit實現類

    def __bake__(self):"""延遲加載：從 Git 倉庫中加載完整的提交信息。"""temp = Commit.find_all(self.repo, self.id, **{'max_count': 1})[0]self.parents = temp.parentsself.tree = temp.treeself.author = temp.authorself.authored_date = temp.authored_dateself.committer = temp.committerself.committed_date = temp.committed_dateself.message = temp.message

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2-Diff類

Diff類的目標是：把Commit獲取的信息轉化為Diff對象，并沒有直接使用git diff命令來獲取倉庫的變動內容

• 1）作者認為：展示的diff信息其實是commit的對象信息
• 2）所以git diff原生的命令調用是在Commit中進行實現的

class Diff(object):def __init__(self, repo, a_path, b_path, a_commit, b_commit,a_mode, b_mode, new_file, deleted_file, diff):self.repo = repoself.a_path = a_pathself.b_path = b_path# 如果舊版本為空（全 0 SHA）或傳入空值，則置為 Noneif not a_commit or re.search(r'^0{40}$', a_commit):self.a_commit = Noneelse:# 通過 commit.Commit 構造舊版本 Commit 對象self.a_commit = commit.Commit(repo, **{'id': a_commit})# 同理處理新版本if not b_commit or re.search(r'^0{40}$', b_commit):self.b_commit = Noneelse:self.b_commit = commit.Commit(repo, **{'id': b_commit})self.a_mode = a_modeself.b_mode = b_modeself.new_file = new_fileself.deleted_file = deleted_fileself.diff = diff@classmethoddef list_from_string(cls, repo, text):"""將 Git 輸出的 diff 字符串解析為 Diff 對象列表。參數----repo : 倉庫對象text : Git diff 原始文本（包含一個或多個文件的 diff）返回----diffs : list[Diff]按文件順序解析得到的 Diff 對象列表"""lines = text.splitlines()  # 將 diff 文本按行切分a_mode = Noneb_mode = Nonea_path = Noneb_path = Nonea_commit = Noneb_commit = Nonediffs = []  # 結果列表while lines:# 匹配 diff --git a/xxx b/xxx 行，提取舊/新文件路徑m = re.search(r'^diff --git a/(\S+) b/(\S+)$', lines.pop(0))if m:a_path, b_path = m.groups()# 處理純 mode 變更（無內容變更）if lines and re.search(r'^old mode', lines[0]):m = re.search(r'^old mode (\d+)', lines.pop(0))if m:a_mode, = m.groups()m = re.search(r'^new mode (\d+)', lines.pop(0))if m:b_mode, = m.groups()# 如果下一行還是 diff --git，說明只有 mode 改變if lines and re.search(r'^diff --git', lines[0]):diffs.append(Diff(repo, a_path, b_path,None, None,a_mode, b_mode,False, False, None))continue# 初始化文件狀態標志new_file = Falsedeleted_file = False# 處理新增文件if lines and re.search(r'^new file', lines[0]):m = re.search(r'^new file mode (.+)', lines.pop(0))if m:b_mode, = m.groups()a_mode = Nonenew_file = True# 處理刪除文件elif lines and re.search(r'^deleted file', lines[0]):m = re.search(r'^deleted file mode (.+)$', lines.pop(0))if m:a_mode, = m.groups()b_mode = Nonedeleted_file = True# 解析 index 行，提取舊/新 blob SHA 與可選的新模式if lines:m = re.search(r'^index ([0-9A-Fa-f]+)\.\.([0-9A-Fa-f]+) ?(.+)?$',lines.pop(0))if m:a_commit, b_commit, b_mode = m.groups()# 去掉可能存在的多余空格if b_mode:b_mode = b_mode.strip()# 收集該文件剩余所有 diff 行，直到遇到下一個 diff --git 或文件結束diff_lines = []while lines and not re.search(r'^diff', lines[0]):diff_lines.append(lines.pop(0))diff = "\n".join(diff_lines)# 將解析結果封裝為 Diff 對象并加入列表diffs.append(Diff(repo, a_path, b_path,a_commit, b_commit,a_mode, b_mode,new_file, deleted_file, diff))return diffs

• Commit類中關于git diff的命令調用

    @classmethoddef diff(cls, repo, a, b = None, paths = []):if isinstance(b, list):paths = bb = Noneif paths:paths.insert(0, "--")if b:paths.insert(0, b)paths.insert(0, a)text = repo.git.diff(*paths, **{'full_index': True})return diff.Diff.list_from_string(repo, text)

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3-Tree類

先思考一個事情，這個Tree返回的數據結構是一個層級很深的樹還是一個列表？

根據代碼分析，當前的 [Tree](file:///Applications/0ENZO/WorkSpace/Python/20250731_2_GitPython_manual/tree.py#L8-L112) 類實現是一個層級很深的樹狀結構，而不僅僅是一個列表。讓我詳細解釋：

樹狀結構分析

1. 樹的層次結構

# Tree 類包含一個 contents 屬性，這是一個列表
self.contents = []  # 子對象列表# 但這個列表中的每個元素又可能是另一個 Tree 對象
def content_from_string(self, repo, text):# ...if typ == "tree":# 遞歸創建新的 Tree 對象return Tree(repo, **{'id': id, 'mode': mode, 'name': name})elif typ == "blob":# 或者是文件對象（葉節點）return None  # 當前實現返回 None，但正常應該返回 Blob 對象

2. 樹的遞歸特性

• 每個 [Tree](file:///Applications/0ENZO/WorkSpace/Python/20250731_2_GitPython_manual/tree.py#L8-L112) 對象包含一個 [contents](file:///Applications/0ENZO/WorkSpace/Python/20250731_2_GitPython_manual/tree.py#L0-L0) 列表
• [contents](file:///Applications/0ENZO/WorkSpace/Python/20250731_2_GitPython_manual/tree.py#L0-L0) 中的元素可以是：
  • 其他 [Tree](file:///Applications/0ENZO/WorkSpace/Python/20250731_2_GitPython_manual/tree.py#L8-L112) 對象（子目錄）
  • [Blob](file:///Applications/0ENZO/WorkSpace/Python/20250731_2_GitPython_manual/blob.py#L1-L58) 對象（文件）
• 這樣就形成了一個遞歸的樹狀結構

3. 延遲加載機制

class Tree(LazyMixin):def __bake__(self):# 延遲加載：只有在真正訪問時才解析內容temp = Tree.construct(self.repo, self.id)self.contents = temp.contents

這意味著樹的結構是按需構建的，只有訪問到某個節點時才會加載其子節點。

4. 訪問方式

# 可以通過 / 操作符逐層訪問
root_tree = Tree.construct(repo, 'master')
sub_tree = root_tree / 'src'  # 訪問 src 目錄
file_obj = sub_tree / 'main.py'  # 訪問 src/main.py 文件

當前實現的問題

從代碼中可以看到一些問題：

1. Blob 對象未實現：

   elif typ == "blob":# return blob.Blob(repo, **{'id': id, 'mode': mode, 'name': name})return None  # 當前返回 None
   

2. basename 屬性問題：

   @property
   def basename(self):return self.repo.path  # 這里返回的是倉庫路徑，不是當前目錄名
   

結論

當前 Tree 類返回的是一個真正的樹狀數據結構，具有以下特點：

1. 層次性：每個節點可以包含子節點，形成層級結構
2. 遞歸性：目錄節點可以包含其他目錄節點
3. 延遲加載：按需加載節點內容
4. 導航性：支持通過 / 操作符進行路徑式訪問

雖然表面上 contents 是一個列表，但整個數據結構是一個完整的樹，因為列表中的元素本身又可以是 Tree 對象。

這與文件系統中的目錄結構非常相似：一個目錄包含文件和子目錄，子目錄又可以包含更多文件和子目錄，形成一個深層的樹狀結構。

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