【分析git 的数据结构】-Toy模板网

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Git 的数据结构主要包括以下四种对象：

Blob对象：每个 Blob 对象代表一个文件的数据，它只包含文件的数据，不包含文件的元数据（如文件名、路径、格式等）。
Tree对象：每个 Tree 对象代表一个目录的信息，它包含了此目录下的 Blob 对象和子 Tree 对象（对应于子目录），以及其他元数据，如文件名、路径等。对于有子目录的目录，Git 相当于存储了嵌套的 Tree 对象。
Commit对象：每个 Commit 对象记录了提交一个更新的所有元数据，如指向的 Tree 对象、父 Commit、作者、提交者、提交日期、提交日志等。每次提交都指向一个 Tree 对象，记录了当次提交时的目录信息。一个 Commit 可以有多个（至少一个）父 Commit。
Tag对象：Tag 用于给某个上述类型的对象指配一个便于开发者记忆的名字，通常用于某次 Commit。
此外，Git 的底层原理基于一个简单的键值对数据库，该数据库存储了所有的代码历史记录。每个提交都包含一个指向前一个提交的指针，因此 Git 的历史记录形成了一个有向无环图（DAG）。这使得 Git 能够轻松地跟踪代码更改，并在需要时轻松地切换到以前的版本。

Git的数据结构主要包括以下三个方面：

Blob对象：Blob（Binary Large Object）对象存储的是文件内容的快照，每个Blob对象对应一个文件。在代码中可以用以下代码实现Blob对象的创建：

import zlib

def create_blob(content):
    # 将内容进行压缩
    compressed_content = zlib.compress(content.encode('utf-8'))
    # 计算内容的哈希值，作为Blob对象的ID
    blob_id = hashlib.sha1(compressed_content).hexdigest()
    # 创建Blob对象并保存到.git/objects目录中
    with open(f'.git/objects/{blob_id[:2]}/{blob_id[2:]}', 'wb') as f:
        f.write(compressed_content)
    
    return blob_id

Tree对象：Tree对象存储的是目录的快照，包括文件名、文件类型（Blob或Tree对象）、文件权限等信息。在代码中可以用以下代码实现Tree对象的创建：

import hashlib

def create_tree(entries):
    tree_entries = []
    for name, obj_id, obj_type in entries:
        # 将文件名、对象ID、对象类型按照git的格式进行拼接
        entry = f'{obj_type} {name}\x00{bytes.fromhex(obj_id)}'
        tree_entries.append(entry.encode('utf-8'))
    
    # 将所有的tree entry按照字典序排序
    tree_entries.sort()
    # 将所有的tree entry拼接成一个字符串
    tree_content = b''.join(tree_entries)
    # 计算tree内容的哈希值，作为Tree对象的ID
    tree_id = hashlib.sha1(tree_content).hexdigest()
    
    # 创建Tree对象并保存到.git/objects目录中
    with open(f'.git/objects/{tree_id[:2]}/{tree_id[2:]}', 'wb') as f:
        f.write(tree_content)
    
    return tree_id

Commit对象：Commit对象存储的是提交信息，包括作者、提交时间、父提交等信息。其中最重要的是指向一个Tree对象的指针。在代码中可以用以下代码实现Commit对象的创建：

import time

def create_commit(author, timestamp, message, tree_id, parent_id=None):
    # 构建commit内容
    commit_content = f'tree {tree_id}\n'
    if parent_id is not None:
        commit_content += f'parent {parent_id}\n'
    commit_content += f'author {author} {timestamp} +0800\n'
    commit_content += f'committer {author} {timestamp} +0800\n\n'
    commit_content += message
    
    # 计算commit内容的哈希值，作为Commit对象的ID
    commit_id = hashlib.sha1(commit_content.encode('utf-8')).hexdigest()
    
    # 创建Commit对象并保存到.git/objects目录中
    with open(f'.git/objects/{commit_id[:2]}/{commit_id[2:]}', 'w') as f:
        f.write(commit_content)
    
    return commit_id