在使用git的過程中，難免會用到git diff命令，用於比較檔案差異。但初學者對這個命令的輸出格式幾乎都是一臉懵逼，需仔細研究一番。

我讀過阮一峰的《讀懂diff》，收穫頗大，但還是寫了本文。一來，阮一峰文章中的舉例過於簡單和特殊，有些問題沒有解釋清楚；二來，也是自己的一份總結。

背景

git的diff，源於Unix的diff命；因此，追本溯源我們要從Unix的diff命令說起。

Unix的diff命令由於歷史原因，又分為三種輸出格式：

• 常規格式（normal diff）
• 上下文格式（context diff）
• 合併格式（unified diff）

本文是系列的第一篇，介紹diff常規輸出格式。

diff命令的格式

diff用於比較兩個檔案的差異，如果f1檔案看做原檔案，f2檔案看做改動後的檔案

在開始之前，我們先要意識到：diff對文字，是按行進行比較的工具，所以你看到的輸出，永遠是針對行的描述。

準備初始檔案f0

為了研究diff命令的使用方法，我們準備了豐富的案例講解。每個案例對應與一個改動檔案，都與原始檔案f0進行diff，便於大家學習。

首先，我們的初始檔案f0的內容如下，一共14行：

11
22
33
44
55
66
77
88
99
00
aa
bb
cc
dd

為了便於識別，初始檔案每行統一為2個字元；同時，任何改動的行，都會超過兩個字元；因此，肉眼會很容易的辨別出改動點。

下面，就開始我們的案例之旅吧！

案例0：檔案相同

我們讓f0和f0自己比較，顯然不會有任何差異行。

• 命令：diff f0 f0
• 結果：不出所料，diff秉承了Unix的設計哲學：沒訊息就是好訊息。因此沒有給出任何輸出。

案例c1：修改一行內容

將第5行修改為hello，形成檔案c1：

11
22
33
44
hello
66
77
88
99
00
aa
bb
cc
dd

執行命令：diff f0 c1，輸出如下：

5c5
< 55
---
> hello

上述輸出內容分內4行：

1. 第1行是一個變動提示，5c5共3個字元，第一個5表示變動的行號；第二個c表示變動方式是修改(change)，其他的變動方式還有增加a（add）、刪除d（delete）；第三個5表示變動後在新檔案的行號，由於是修改因此，修改前後行號一樣。
2. 第2行代表“刪除操作”，<代表刪除，後面緊跟著刪除的內容55；也就是說刪除了55。
3. 第3行是三個橫線，用於分隔刪除和增加的內容。
4. 第4行是增加的內容，用>表示，>後就是具體增加的內容。

初步總結一下diff輸出：

1. diff先用一個字串表示變動提示，包含：操作的行在舊檔案的行號，操作的方式，以新檔案的行號。
2. 操作被分解為“刪除”和“新增”兩步，分別用<和>表示，其後跟上的是具體內容。
3. 刪除和新增兩步之間，用---分隔。

案例c2：修改兩行內容（相鄰）

案例c1只修改了一行，如果我們再多修改一行，會怎樣？我們繼續把第6行修改為world，形成檔案c2：

11
22
33
44
hello
world
77
88
99
00
aa
bb
cc
dd

執行diff f0 c2：

5,6c5,6
< 55
< 66
---
> hello
> world

相比案例c1的輸出，稍顯複雜了：

1. 變動提示裡，c的兩邊的行號變成了5,6，代表是5到6行。
2. ---的上下兩部分也變成了兩行內容。這容易理解，因為刪除了兩行內容，並新增了兩行內容。

總結一下，在連續行修改的情況下：

1. 第一行操作提示，使用起始行號進行表示範圍。
2. ---上下，用多個<和>，標記連續刪除和新增的內容。

案例c3：修改兩行內容（不相鄰）

若干修改的行不相鄰，diff會怎麼表示？我們把f0的第5行改為hello，第10行為world，修改後形成檔案c3：

11
22
33
44
hello
66
77
88
99
world
aa
bb
cc
dd

執行diff f0 c3：

5c5
< 55
---
> hello
10c10
< 00
---
> world

結果好像更復雜了，但在案例c1和案例c2的基礎，仔細看：拆分看來，其實就是兩個案例c1的操作而已，分別以5c5和10c10開頭。

總結：

1. 當修改內容不連續的時候，diff將修改拆分為多個片段表示，每個片段都是一個完整的連續修改片段。
2. 片段的開始符號是“修改提示”，即“原檔案行號（或範圍）” + 變動方式 + “新檔案行號（或範圍）”

案例c4：綜合情況

將案例c1-c3的情況綜合考慮，形成如下的檔案c4：

11
22
33
hello
world
!!!!
77
88
99
00
how are you
bb
cc
fine

檔案修改了3處（連續的算作一處）：4-6行被修改了；11行變成了how are you；14行變成了fine；初步預測一下，diff應該會給出3個修改片段，其中第1個片段是一個連續的範圍。

執行命令diff f0 c4，結果不出所料：

4,6c4,6
< 44
< 55
< 66
---
> hello
> world
> !!!!
11c11
< aa
---
> how are you
14c14
< dd
---
> fine

以上都是原行修改的案例，下面我們看一下增加行的案例。

案例a1：增加一行內容

與修改同理，我們從增加一行開始（在第5行下增加一行hello，變成了新檔案的第6行），形成檔案a1：

11
22
33
44
55
hello
66
77
88
99
00
aa
bb
cc
dd

執行diff f0 a1：

5a6
> hello

嚯，內容要比修改的情況簡潔多了，但注意兩點：

1. “變動提示”裡，除操作方式用a表示增加（add）外；特別注意第3個6表示新檔案的行號。由於是新增行，那麼在新行自然是偏移到第6行了
2. 原來出現的<和---都不見了，只剩下表示新增內容的>。由於只存在增加內容，無需分隔，---被去除了，可以理解。

總結：

1. 變動提示5a6，表示在第5行後面新增，並形成新檔案的第6行。
2. 新增操作不用分解，只保留了>行的內容

案例a2：增加兩行內容（連續）：

檔案在第5行後，增加了兩行內容，如下：

11
22
33
44
55
hello
world
66
77
88
99
00
aa
bb
cc
dd

執行diff f0 a2，參考案例c2的經驗，不出所料，結果如下，就不多解釋了：

5a6,7
> hello
> world

案例a3：增加兩行內容（不相鄰）

新增後的檔案a3如下：

11
22
33
44
55
hello
66
77
88
99
00
world
aa
bb
cc
dd

執行diff f0 a3，結果如下：

5a6
> hello
10a12
> world

不連續的時候，diff給出了兩個新增片段，符合預期。

但注意第二個片段a後是12，而不是11，因為第一個新增也影響了新檔案，所以到第二個新增操作的時候，其實已經偏移了2行。也就是說，變動提示中，新檔案的行號受前面所有修改的影響的。

案例a4：綜合情況

多修改幾處，形成a4：

nihao
11
22
33
44
55
hello
world
66
77
88
99
00
how are you
aa
i am fine
bb
cc
dd

可以看出，首先在開頭插入一行nihao，然後再55後連續增加了兩行，接著分別不連續的新增了1行，執行diff f0 a4，分為4個片段，結果如下：

0a1
> nihao
5a7,8
> hello
> world
10a14
> how are you
11a16
> i am fine

值得關注的是，在檔案頭增加的時候，操作提示中用0表示原檔案的位置。

案例d1：刪除一行

我們把f0檔案的第5行刪除，形成檔案d1：

11
22
33
44
66
77
88
99
00
aa
bb
cc
dd

執行diff f0 d1，結果如下：

5d4
< 55

1. 和新增類似，這裡只有<行，沒有---和>行。
2. 變動提示中，新檔案的4表示刪除內容近鄰的上一行在新檔案的位置。

案例d2：刪除兩行（連續）

f0刪除5,6兩行後，形成檔案d2：

11
22
33
44
77
88
99
00
aa
bb
cc
dd

執行diff f0 d2，結果如下：

5,6d4
< 55
< 66

同理，不難理解。

案例d3：刪除兩行（不連續）

f0刪除5和10兩行後，形成d3：

11
22
33
44
66
77
88
99
aa
bb
cc
dd

執行diff f0 d2，結果如下：

5d4
< 55
10d8
< 00

形成了兩個刪除片段。

案例d4：綜合

刪除第1行，刪除第5,6行，刪除第12行，形成檔案d4：

22
33
44
77
88
99
00
aa
cc
dd

執行diff f0 d4：

1d0
< 11
5,6d3
< 55
< 66
12d8
< bb

有三個刪除片段，結合前邊的例子，不難理解。

綜合案例acd：增刪改

有了上面的基礎，我們模擬一下複雜的情況，包含了增刪改的混合。與之前不同，我先給出diff的操作結果，看看你能不能反向推測出修改後的檔案acd呢？

執行diff f0 acd結果如下：

0a1,2
> today is sunday
> i went to china
2d3
< 22
3a5
> yes it is
6,8c8
< 66
< 77
< 88
---
> hello
11c11,13
< aa
---
> first
> secend
> third

看起來是有點暈，最好準備一個編輯器，自己模擬一下。先將f0的內容拷貝到編輯器內，跟著操作：

• 0a1,2，說明在檔案頭增加兩行，修改後如下（為了方便，我在每行前顯示了行號）：

  1 today is sunday
  2 i went to china
  3 11
  4 22
  5 33
  6 44
  7 55
  8 66
  9 77
 10 88
 11 99
 12 00
 13 aa
 14 bb
 15 cc
 16 dd

• 2d3，即將第2行刪掉，注意是原檔案的第2行（根據<後看，也可以確認就是內容22的行）：

  1 today is sunday
  2 i went to china
  3 11
  4 33
  5 44
  6 55
  7 66
  8 77
  9 88
 10 99
 11 00
 12 aa
 13 bb
 14 cc
 15 dd

• 3a5，第3行增加一行，形成新檔案的第5行，內容是yes it is：

  1 today is sunday
  2 i went to china
  3 11
  4 33
  5 yes it is
  6 44
  7 55
  8 66
  9 77
 10 88
 11 99
 12 00
 13 aa
 14 bb
 15 cc
 16 dd

• 6,8c8，這個和之前的有些區別，修改操作，但修改了原檔案三行，新檔案只有一行。不過只要理解修改就是刪除+新增，變不難了。其實，就是將原檔案的第6-8行刪除，在替換為hello即可，於是形成：

  1 today is sunday
  2 i went to china
  3 11
  4 33
  5 yes it is
  6 44
  7 55
  8 hello
  9 99
 10 00
 11 aa
 12 bb
 13 cc
 14 dd

• 最後一個操作：11c11,13，和上一個操作類似，修改後的行比修改前多。分析一下不過是刪除了原檔案11行，並在原位置插入了3行內容。最終修改成的檔案就是：

  1 today is sunday
  2 i went to china
  3 11
  4 33
  5 yes it is
  6 44
  7 55
  8 hello
  9 99
 10 00
 11 first
 12 secend
 13 third
 14 bb
 15 cc
 16 dd

到此，diff的常規模式（normal）的輸出情況，通過幾個栗子幾乎覆蓋了。尤其是最後一個例子，反推回去如果能搞懂，就沒什麼問題了。

總結

最後，對diff命令的常規模式總結如下：

1. diff可分辨變動的粒度是一行。

2. 任何變動，在diff看來，都可以分解為刪除行和增加行。
3. 對與連續的變動，diff會用一個變動片段表示。其中變動片段分為4個部分：
   a. 第一部分，即第一行，是變動提示，用“原檔案行號（或範圍）” + 變動模式 + “新檔案行號（或範圍）”表示，比如3c3。其中變動模式，分為a（增加）、c（修改）和d（刪除）。
   b. 第二部分和第四部分用---（即第三部分）分隔。
   c. 第二部分表示刪除的內容，每一行用<開頭，緊隨的是具體刪除的內容。
   d. 第四部分表示增加的內容，每一行用>開頭，緊隨的是具體增加的內容。
   e. 當變動模式是a和d的時候，第二和第部分，只存在一個，同時---也會被省略。
4. 如果一個變動不連續，則會被拆解為多個變動片段表示。每個片段，都遵循第3條同樣的規則。