一. 引子
在git操作中，我们可以使用checkout命令检出某个状态下文件，也可以使用reset命令重置到某个状态，这里所说的“某个状态”其实对应的就是一个提交(commit).
我们可以把一个git仓库想象成一棵树，每个commit就是树上的一个节点。家家都有一本自己的祖谱。祖谱记录了一个家族的生命史，它不仅记录着该家族的来源、迁徙的轨迹，还包罗了该家族生息、繁衍、婚姻、文化、族规、家约等历史文化的全过程。类似的，每个git仓库都有一本自己的祖谱，仓库中commit ID的繁衍，HEAD指针的迁徙，分支的增加、更新，同样的记录着一个仓库从无到有的点点滴滴。
在git中，我们其实可以通过^和~来定位某个具体的commit，而不用每次都去敲繁琐的hash值。为了便于大家理解，先把结论放在前面：
- “^”代表父提交,当一个提交有多个父提交时，可以通过在”^”后面跟上一个数字，表示第几个父提交，”^”相当于”^1”.
- ~<n>相当于连续的<n>个”^”.
- checkout只会移动HEAD指针，reset会改变HEAD的引用值。
使用git log –graph 命令，可以查看自己仓库的当前分支提交ID的树状图，如下图所示。
使用git log –pretty=raw命令，可以查看commit之间的父子关系，如下图所示，需要注意的是最开始的commit是没有父提交的。
二. 困惑
在使用git的过程中，你也许会有很多的困惑。
在使用reset或checkout命令的时候，需要一个<commit>参数，但是每次都输入commit hash值是一件比较麻烦的事情。首先你得去查询下日志，然后再用键盘将前面几位hash值输入。有时候你一次还搞不定，突然开个小差，暗恋下女神，想一想基友，都容易把hash值遗忘或弄错。肿么办？？？
又话说突然间，一堆带有hash值的符号出现在生活中，HEAD^1~4，<commit>~3^2，我擦！这是TMD玩意儿？不懂啊，使用过程中，HEAD和引用各种乱窜，根本不听从我的指挥，哎呀，妈呀！我成了git的奴隶，从此生活不再美好。肿么办？？？
不，生活还要继续，要和git做朋友。做朋友当然先要摸清楚朋友的性情和脾气咯，有了好友，生活才会充满希望。
三. 解惑
古有“射人先射马，擒贼先擒王”，今有“git仓库顺藤摸瓜”。既然commit形成的树状图，表明了各个commit之间的关系，那么我们也可以顺着这棵树去查询commit的值。一般情况下，一个commit都会有一个父提交，那么通过<commit>^这个表达式，就可以访问到其父提交的ID值；使用<commit>~也可以达到同样的功效哦。
我们知道每提交一次，HEAD就会自动移到版本库中最近的一次提交。那么HEAD^就代表了最近一次提交的父提交，HEAD~也是同样的道理；但是如果你想当然的认为^和~的用法相同，那就错了，其实它们的区别还是蛮大的。
四. 详解
我们来通过一个具体的例子，来讲解一下^和~的用法区别，同时在checkout或reset的过程中，看看HEAD和引用的变化。
查看HEAD和引用的值
我们可以通过命令来查看HEAD和引用的值，也可以通过当前仓库下的.git目录去访问。当前分支为master时，我们查看HEAD的值，命令如下：
$ cat .git/HEAD ref: refs/heads/master
然后，我们可以查看master引用的值
$ cat .git/refs/heads/master 3b0370b....... # hash code
master分支上初始化，并提交一次
在master分支上新建一个提交”c1”，生成commit ID 973c，这时候master引用指向973c，HEAD指向master引用。
$ git init Initialized empty Git repository $ echo c1 >> a $ git add a $ git commit [master (root-commit) 973c5dd] c1 1 files changed, 1 insertions(+), 0 deletions(-) create mode 100644 a $ git log --oneline 973c5dd c1
对应的图如下所示：
基于master新建br1分支，并提交两次
接下来在master分支基础上新建分支”br1”，并在”br1”上提交”c2”，commit ID为1c73，这时候HEAD指向br1，br1引用指向”c2”对应提交1c73.
$ git checkout -b br1 Switched to a new branch 'br1' $ echo c2 >> b $ git add b $ git commit [br1 1c7383c] c2 1 file changed, 1 insertion(+) create mode 100644 b $ git log --oneline 1c7383c c2 973c5dd c1
对应的图如下所示：
在分支”br1”上，提交”c3”,commit ID为4927，此时HEAD指向br1，br1引用指向”c3”对应提交4927.
$ echo c3 >> b $ git commit -a -m "c3" [br1 4927c6c] c3 1 file changed, 1 insertion(+) $ git log --oneline 4927c6c c3 1c7383c c2 973c5dd c1
对应的图如下所示：
切换到master分支，基于master分支新建br2分支，并提交两次
我们先切回到master分支，然后新建分支br2，先后提交”c4”和”c5”，对应的ID分别是”86ba”和”063f”，这时候HEAD指向br2，br2引用指向”c5”的对应提交063f.git 命令如下：
$ git chechout master Switched to branch 'master' $ git checkout -b br2 Switched to a new branch 'br2' $ echo c4 >> c $ git add c $ git commit -m "c4" [br2 86ba564] c4 1 file changed, 1 insertion(+) create mode 100644 c $ git log --oneline 86ba564 c4 973c5dd c1 $ echo c5 >> c $ git commit -a -m "c5" [br2 063f6e6] c5 1 file changed, 1 insertion(+) $ git log --oneline 063f6e6 c5 86ba564 c4 973c5dd c1
对应的图如下所示：
切换到master分支，基于master分支创建br3分支，并提交两次
这个操作同分支br2上类似，先从br2分支切换到master分支，然后新建分支br3，分别提交”c6”和”c7”，对应的ID分别是”50f1”和”4f9c”，这时候HEAD指向br3，br2引用指向”c7”的对应提交4f9c，git 命令如下：
$ git chechout master Switched to branch 'master' $ git checkout -b br3 Switched to a new branch 'br3' $ echo c6 >> d $ git add d $ git commit -m "c6" [br3 50f14f6] c6 1 file changed, 1 insertion(+) create mode 100644 d $ git log --oneline 50f14f6 c6 973c5dd c1 $ echo c7 >> c $ git commit -a -m "c7" [br2 4f9ca79] c7 1 file changed, 1 insertion(+) $ git log --oneline 4f9ca79 c7 50f14f6 c6 973c5dd c1
对应的图如下所示：
切换到master分支，合并br1，br2和br3分支
先切换到master分支，然后合并br1 br2 br3，会新生成一个提交3b03.
$ git checkout master $ git merge br1 br2 br3 3 files changed, 6 insertions(+) create mode 100644 b create mode 100644 c create mode 100644 d $ git log --oneline 3b0370b Merge braches 'br1', 'br2' and 'br3' 4f9ca79 c7 50f14f6 c6 063f6e6 c5 86ba564 c4 4927c6c c3 1c7383c c2 973c5dd c1
这时候，运用git log –oneline –graph查看生成的树状图，如下所示.
从上图分析，在第1条红线上的commit顺序是: 3b03→4927→1c73→973c
第2条红线上的commit顺序是:3b03→063f→86ba→973c
第3条黄线上的commit顺序是:3b03→4f9c→50f1→973c
这3条线的从左至右的顺序非常重要，因为HEAD^1对应的就是第1条红线的提交4927，HEAD^2对应的是第2条绿线的063f提交，HEAD^3对应的是第3条黄线的4f9c提交。3b03没有第4个父提交，因此也没有第4条线，这时候访问HEAD^n(n>3)都会报错。
因此从任何一条线上，我们都可以追溯到”c1”的commit，但是每条线上的中间节点，只能通过这条线上的节点去访问。
操作同上类似，最后的状态如下，这时候HEAD指向master，master引用指向”c8”的对应提交3b03.
对应的图如下所示：
我们再来看看3b03对应节点的父提交，如下图所示：
从图得知，3b03一共有三个父提交，分别是4927,063f,4f9c.
reset与checkou的区别
在master分支上，当前提交为3b03，使用git reset –hard HEAD^，将master重置到HEAD的父提交；该命令也可以写成git reset –hard HEAD^1
$ git reset --hard HEAD^ HEAD is now at 4927c6c c3
对应的图如下所示：
这时候，HEAD还是指向master分支，但是master引用的commit值已经变成了4927，即3b03的第一个父提交的ID.
然后，我们再重置到”c8”的commit”3b03”，git reset –hard 3b03，然后使用命令git checkout HEAD~ ，git 操作如下：
$ git reset --hard 3b03 HEAD is now at 3b0370b Merge branches 'br1', 'br2' and 'br3' $ git checkout HEAD~ HEAD is now at 4927c6c... c3
对应的图如下所示：
这时候，HEAD指向了commit 4927，即3b03的第一个父提交ID，但是master引用还是对应的3b03.
从上面的测试，我们可以得出以下结论：
- HEAD^,HEAD^1和HEAD~三个表达式都是代表了HEAD的父提交
- reset <commit>的时候，HEAD不变，但是HEAD指向的引用值会变成相应的<commit>值；checkout <commit>的时候，HEAD直接变成<commit>值，但原来引用中保存的值不变。
(<commit>|HEAD)^n，指的是HEAD的第n个父提交（HEAD有多个父提交的情况下），如果HEAD有N个父提交，那么n取值为n < = N.
(<commit>|HEAD)~n，指的是HEAD的第n个祖先提交，用一个等式来说明就是：(<commit>|HEAD)~n = (<commit>|HEAD)^^^….(^的个数为n).我们通过例子来验证一下吧。
我们沿用上面演示用的仓库，先检出到master分支，再使用git checkout HEAD^2，看看我们检出了哪个commit
$ git checkout master $ git checkout HEAD^2 HEAD is now at 063f6e6... c5
我们发现”c5”对应的commit值063f正是3b03第二个父提交的commit 对应的图如下所示：
现在再切回master分支，git checkout master
然后使用git checkout HEAD^3，那么按照规律，就应该检出3b03的第三个父提交的commit，即”c7”的commit值4f9c.
$ git checkout master Previous HEAD position was 063f6e6... c5 Switched to branch 'master' $ git checkout HEAD^3 HEAD is now at 4f9ca79... c7
对应的图如下所示：
果然没错，一切都在我们的预料之中！
现在验证下HEAD~的用法，切换到master分支，然后git checkout HEAD~2
$ git checkout master $ git checkout HEAD~2 HEAD is now at 1c7383c... c2
这时候HEAD悄然来到了”c2”的commit 1c73，因此，HEAD~2 相当于HEAD的第一个父提交的第一个父提交。即HEAD~2 = HEAD^^ = HEAD^1^1, 符合预期！好开心的哟！
五.总结
- “^”代表父提交,当一个提交有多个父提交时，可以通过在”^”后面跟上一个数字，表示第几个父提交，”^”相当于”^1”.
- ~<n>相当于连续的<n>个”^”.
- checkout只会移动HEAD指针，reset会改变HEAD的引用值。
现在看到^和~两个符号，再也不会彷徨和害怕了，因为我们知道了它们之间的关系及区别，从此我们过上了幸福的生活。