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在許多比較早期的 git 教材中，如果提到要切換分支，都是使用 git checkout 指令，但我的文章卻從來沒用過，而是用 git switch，為什麼？

其實 git switch 是 git 的第 2.23 版本才出現的指令，在該版本之前確實都是用 git checkout 切換分支，但 git checkout 的功能還很多，以下我們將檢視幾個較常用的，以及在 2.23 版以後，各自對應、且僅有單一功能的指令。

前置準備

我們先建立在一個資料夾中，建立第一個 commit：

echo "First version" > file.txt
git add file.txt
git commit -m "Initial commit"

再建立第二個 commit：

echo "Second version" > file.txt
git add file.txt
git commit -m "Second commit"

現在我們有兩個 commit 如下：

切換分支

回顧 Day 9 的文章，我們知道 HEAD 這項參考用來指出目前在哪個分支，而切換分支其實就是更改 HEAD 指向的參考。

例如現在我們製作 feature 分支：

git branch feature

剛建立時，main 跟 feature 兩項參考都指向同一個 commit，而 HEAD 指向 main：

透過 git switch 轉到 feature 分支：

git switch feature

切換後，HEAD 改指向 feature 這項參考：

改用 git checkout，也可以切換分支，例如現在切換回 main 分支：

git checkout main

則 HEAD 改指回 main 參考：

兩次切換分支的終端機畫面如下：

更改檔案內容

現在我們針對 file.txt 進行第三次更動，但本次更動只加到預存區，不形成 commit：

echo "Third version" > file.txt
git add file.txt

最後一次更動則只在工作目錄：

echo "Fourth version" > file.txt

現在我們沒有要切換分支，所以也把 feature 這項參考拿掉：

git branch -d feature

此時 git 物件結構長這樣：

目前工作目錄的版本內容為 "Fourth version"、預存區版本內容為 "Third version"，如下：

• 把工作目錄變成預存區版本

如果想要把工作目錄的檔案改成預存區版本，則可使用以下指令：

git restore file.txt

觀察整體結構，可發現變化如下：

要達到同樣功能，也可以用 git checkout 指令：

git checkout -- file.txt

結果相同如下：

• 把預存區跟工作目錄都改成當下最新 commit 版本

現在我們希望只保留最新 commit 版本，捨棄預存區跟工作目錄版本，可以使用以下指令：

git restore --source=HEAD --staged --worktree file.txt

發生的變化如下：

同樣的目標也可以用 git checkout 達成：

git checkout HEAD -- file.txt

示意圖如下：

• 改成特定 commit 內容
  在預存區內容為 "Third version"、工作目錄內容為 "Fourth version" 時，我們依序把兩者都變成一個 commit。

首先把本來就在預存區的版本變成commit：

git commit -m "Third commit"

再來把工作目錄的版本也變成 commit：

git add file.txt
git commit -m "Fourth commit"

現在共有四個 commit 如下：

目前 commit、預存區與工作目錄內容如下：

如果我們想退回第一個 commit 4e661dd，可以用以下指令：

git restore --source=4e661dd file.txt

發生的變化如下：

可發現預存區跟 commit 內容，還有 HEAD 與 main 兩參考指向的標的都不變，只有工作目錄內容變成跟指定 commit 相同。

如果要用 git checkout 達成同樣目標呢？

git checkout 4e661dd -- file.txt

但這道指令不只影響工作目錄，也影響預存區，如下：

• 斷頭問題
  那如果單純用 git checkout <commit> 切到指定 commit，會發生什麼事呢？

現在我們一樣在第四個 commit ed1ea06 想切回第一個 commit 4e661dd，因而輸入以下指令：

git checkout 4e661dd

這時候終端機出現看起來很可怕的訊息：

這是怎麼回事呢？

只要我們打開 .git/ 資料夾，便可以觀察到：

.git/
├── ...
├── refs/
│   ├── heads/
│   │    └── main       # ed1ea06e0f3db055d12ef2c0ea26348ebdab08d1
│   └── tags/
│
├── ...
└── HEAD                # 4e661dd7f311990102cb56ed907afcffa137f6f8

畫成圖示如下：

HEAD 自己跑到新 commit，沒有把 main 這個參考帶著走啊！這其實不是什麼可怕的事情，我們可以透過 git switch 或 git checkout 指令，讓 HEAD 再次指向分支。

比如說，如果我們下：

git checkout main

或者新版的：

git switch main

就會讓 HEAD 回去指向 main：

圖示如下：

或者可以用以下指令，原地生出一個新分支，假設命名為 feature：

git checkout -b feature

或者新版的：

git switch -c feature

這時終端機畫面如下：

.git/ 資料夾如下：

.git/
├── ...
├── refs/
│   ├── heads/
│   │    └── feature    # 4e661dd7f311990102cb56ed907afcffa137f6f8
│   │    └── main       # ed1ea06e0f3db055d12ef2c0ea26348ebdab08d1
│   └── tags/
│
├── ...
└── HEAD                # ref: refs/heads/feature

圖示如下：

小結

git checkout 其實包含了以下兩種功能：

1. 切換分支：即 2.23 版之後的 git 中的 git switch。
2. 改變檔案內容：即 2.23 版之後的 git 中的 git restore。

其中要改變檔案內容的作法包含：

• 把工作目錄變成預存區版本：git checkout -- <filename>，同 git restore <filename>。
• 把預存區跟工作目錄都改成當下最新 commit 版本：git checkout HEAD -- <filename>（連同預存區一起影響），同 git restore --source=HEAD --staged --worktree <filename>（不影響預存區）。
• 改成特定 commit 內容：git checkout <commit> -- <filename>，同 git restore --source=<commit> <filename>。

而如果直接用 git checkout <commit> 會形成斷頭問題，這時有至少以下兩種解方：

1. 用 git switch 或 git checkout 把 HEAD 切回去對應分支參考。
2. 用 git switch -c 或 git branch -b，直接在 HEAD 指向的 commit 上新建一個分支參考。

因為 git checkout 同時包含兩種功能，在我的習慣中，都會用 git switch 切換分支，避免混淆。

參考資料

1. git-restore
2. git-switch
3. git checkout
4. What's the difference between 'git switch' and 'git checkout' ?
5. 切換分支或某個commit id - git checkout介紹
6. 【冷知識】斷頭（detached HEAD）是怎麼一回事？