Git基础教程

为什么要学习Git

在软件工程中，需要对整个团队的代码和文档（项目成果）进行统一的管理，这就需要软件配置管理了。软件配置管理（SCM）是指通过执行版本控制、变更控制的规程，以及使用合适的配置管理软件，来保证所有配置项的完整性和可跟踪性。配置管理是对工作成果的一种有效保护。而Git就是一种软件配置管理软件。

相比于别的软件配置管理软件（如VSS、CVS、Subversion等），Git作为开源的分布式版本控制系统，可以更加有效、高速地处理从很小到很大的项目版本控制。所以，我们需要学习Git。

一些基础概念

版本控制

版本：说到版本，大家都不太陌生。我们常说的有软件版本和文件版本。对于软件版本，我们常用的软件都有其版本，比如JDK有1.8、11、17等版本，Mysql有5.7、8.0等版本；而文件版本则是用于保存重要的历史记录，且可以用来恢复数据而产生的，比如你对某个文件建立了一个副本，然后去修改原文件，这种情况下，两个文件的文件版本就是不同的。

由此可见，对文件版本的控制是重要的，而手动进行每一个文件的版本控制是费时费力的，所以我们需要版本控制软件来帮助我们自动对版本进行控制。

版本控制软件的基础功能有：

1. 保存和管理软件
2. 提供客户端工具进行访问
3. 提供不同版本文件的比对功能

集中式版本控制

要对版本进行控制，最容易想到的办法就是有一个集中管理软件版本的中央服务器，然后每个开发者都从这个服务器获取最新代码并对其进行更新。

这么做虽然可以实现多人协作开发中对版本的控制，但是存在着一些问题：

1. 文件冲突问题：如果几个开发者都先下载了同一版本的文件，并分别对其进行修改，那么最终，服务器最新版本的文件只能是最后一名上传者所修改的文件，而之前的上传者上传的文件都会被覆盖掉。对于不同的集中式版本控制软件，解决方法不完全相同，比如对文件进行加锁等，但这样显然会降低开发效率。不过可以使用版本控制软件的不同版本文件比对功能，来比对修改的内容，并对每个开发者的修改进行合并，但这难免遇到冲突问题。
2. 单点故障问题：如果中央服务器寄了，或者网络不通了，这样对文件的下载和上传就无法进行！开发流程就会被卡住，这很影响开发效率，并且此时还有文件丢失无法找回的风险！

为了解决单点冲突问题，可以使用分布式版本控制。

分布式版本控制

如果每个开发者在本地都将中央服务器的资源下载了一份，这样，当中央服务器寄了，或者网络不通了，开发者照样可以通过本地的资源进行文件的下载和上传。当中央服务器和网络恢复后，再将对本地资源库的修改上传到中央服务器即可。

安装Git

想要安装Git，可以访问Git官方网站：Git - 安装 Git (git-scm.com)

这个网站中也对Git有充分的介绍，可以作为本教程的进阶使用。

同时，我们也可以安装Github Desktop：GitHub Desktop | Simple collaboration from your desktop

关于Github Desktop的使用，在这里不多赘述，作为一个Git的图形化界面，Github Desktop的使用是较为简单的，很快就能上手。

Git基础操作

我们可以用Git来创建仓库。当我们创建好一个仓库，会发现指定的文件夹（工作区）中有一个.git文件夹（可能会被隐藏），这里的.git文件夹就相当于当前的本地仓库，而我们在工作区中进行文件操作，会通过与.git文件夹进行比对，从而实现不同版本文件的比对功能。

假如我们在工作区文件夹中创建一个a.txt文件，我们的本地仓库其实是没有这个文件的，想要让本地仓库有这个文件，就需要提交（commit）来把文件上传到本地仓库。

本地仓库中会记录不同版本的文件，每个版本的文件都会有对应的版本号，当我们commit之后，我们看到的文件就是本地仓库中最新版本的文件。要区分不同文件版本，就需要版本号，版本号是由40个16进制的数字（0到f）组成的，因为产生于提交时，所以又叫提交码。版本号不仅可以指明文件的版本，还可以用来查询提交信息、定位文件在仓库中的位置。

假设现在有多个开发者来共同开发一个软件，但是他们开发的是不同的模块。由于开发过程中需要多次提交，而每个人的提交顺序又是不固定的，所以这时我们的提交就没有什么规律可言，当我们想要定位到某一次提交的具体内容，就很难找到了，另外，多个开发者可能会修改同一份文件，这就会导致文件的冲突，从而带来风险。同时，频繁的提交还会导致仓库越来越大，这样就会降低不同版本文件比对的效率。

要解决以上的三个问题，我们可以借助Git的分支（branch）功能。每个分支都是当前版本库的副本，每个开发者都在这个副本上进行操作，最后再把不同的副本进行合并（merge）即可。当我们在user分支创建、修改、删除文件并commit后，order分支的仓库是看不到的，想要让order的库中也有操作过的文件，就需要进行合并。

当我们对同一份文件进行合并，其内容可能是有冲突的，这种时候，Git会给出区别，并让你自己选择最终内容从而解决冲突，然后就可以继续合并了。

可以通过.git文件夹中的HEAD，查看保存当前最新版本号的文件的位置，同时该文件名即当前的分支名。

在提交时，需要开发者给出提交的描述信息，而在合并时，会Git自动给出描述信息，如果我们想自己添加描述信息，则可以使用标签（tag）。

上边的操作是针对本地仓库的，而在实际开发中，我们会使用远程仓库，毕竟Git是一个分布式版本控制软件，是需要有一个中央服务器来保存资源的。可是我们自己搭建远程仓库，成本还是较大的，所以我们可以选择第三方的代码托管平台，比如Github、Gitee等，它们可以为我们提供远程仓库服务。当我们创建好远程仓库之后，我们可以使用clone操作来获取远程仓库的内容。当我们commit后，我们修改后的文件就会到达本地仓库，但还没有到达远程仓库，想要上传到远程仓库需要进行push操作，来把本地库的内容推到远程库。

README文件可以作为仓库资源信息的介绍，因此在我们对项目进行修改的过程中，README文件也要进行对应的修改。

可以使用**.gitignore文件**来让Git忽略掉指定文件的修改。

Git常用指令

Git有很多常用的指令，下图是一张对Git常用指令的概括图。

Git配置

查看Git版本

git -v

配置Git的用户名称和邮箱

git config user.name <用户名称>
git config user.email <用户邮箱>

我们还可以通过修改.git文件夹里的config文件来完成修改配置。并且可以在命令中添加 --global来进行全局操作，然后会发现我们的用户目录下会有一个.gitconfig文件，可以通过修改这个文件来完成全局配置。在Github Desktop中，也可以在图形化界面设置当前操作的用户名称和用户邮箱。

仓库指令

初始化本地仓库

git init

执行完这个指令后，文件夹中就会有.git文件夹。

用Github Desktop和用命令直接创建的仓库有一些区别，比如用Github Desktop创建的仓库中，初始会有.gitattributes文件。并且用命令行创建仓库在初始化完成而没有其他操作的时候，HEAD文件会表明当前在master分支，且我们去HEAD文件中给出的路径去寻找版本号，会发现没有此文件，这是因为我们还没有进行过提交。而用Github Desktop创建的仓库中，一开始便会有一次提交（提交了.gitattributes文件），所以一开始就有版本号，并且我们可以自己在客户端中选择分支名（master、main或者其他）。

克隆远程仓库

git clone <远程仓库路径> <本地名称>

当我们克隆远程仓库之后，我们本地会有远程仓库的所有信息，包括之前的提交记录等。

文件操作

添加文件到暂存区

git add <file>        # 添加指定文件，可以使用通配符，比如git add *.txt就是添加所有以.txt结尾的文件
git add .             # 添加所有修改
git add <directory>/  # 添加某个目录下的所有修改
git add -p 			  # 交互模式（逐个选择修改片段）

• -u 或 --update：仅添加已跟踪（已纳入版本控制）的文件的修改（不包含新增文件）
• -A 或 --all：添加所有修改（包括未跟踪的新文件）
• -i 或 --interactive：进入交互式暂存模式（细分修改块）

从版本控制中移除文件

git rm <file>  			# 删除文件（同时从工作区和暂存区移除）
git rm --cached <file>  # 仅从暂存区删除，保留工作区文件（文件变为未跟踪状态）

如果文件已被修改但未提交，直接使用 git rm 会失败（需先提交或强制删除）。若文件已手动删除，直接运行 git add <file> 或 git rm <file> 效果相同。

提交到本地仓库

git commit -m "提交说明"
git commit  # 自动打开编辑器编写提交信息（支持多行说明）

• -a 或 --all：自动暂存所有已跟踪文件的修改（跳过 git add）。
• --amend：修正上一次提交（修改提交信息或追加文件）。
• --no-edit：与 --amend 配合使用，保留原提交信息。

恢复误删除的文件

git restore <file>

当我们不小心删除了某个文件，我们可以从最新提交中恢复它。但如果最新提交中没有这个文件，我们就无法恢复它。但是我们过去提交过这个文件，所以我们可以通过reset来把版本库重置到有这个文件的那一次提交。

git reset <目标提交版本号前七位>

• --soft ：HEAD指针回退到目标提交，并且暂存区和工作区保留修改，修改处于已暂存状态。
• --mixed：HEAD指针回退到目标提交，暂存区被重置，工作区保留修改，也就是说需要重新add，这也是默认的reset模式。
• --hard ：HEAD指针回退到目标提交，但是暂存区和工作区完全重置，会丢弃所有修改，需要慎用！

如果我们不想失去之前的提交记录，那么就不应该用reset，而是用revert。

git revert <目标提交版本号前七位> 

这么做会回退到目标版本号之前的一个版本，并且往提交历史中新增一条revert的记录，而不是直接丢掉之前的记录。

查看状态

git status

• Changes to be committed：已暂存但未提交的文件（绿色）。
• Changes not staged for commit：已修改但未暂存的文件（红色）。
• Untracked files：未被 Git 跟踪的新文件（红色）。

查看文件差异

场景	命令	说明
工作区 vs 暂存区	git diff	默认行为，查看未暂存的修改（工作区与暂存区的差异）
暂存区 vs 最新提交	git diff --staged（或 --cached）	查看已暂存但未提交的修改
比较两次提交之间的差异	git diff <commit1> <commit2>	对比两个提交的差异
比较不同分支的差异	git diff <branch1>..<branch2>	显示两个分支最新提交的差异
查看某次提交的修改内容	git diff <commit>^!	^! 表示对比该提交与其父提交的差异

选项	说明
--color-words	高亮显示单词级差异（而非行级）
--stat	仅显示修改统计（文件列表和增删行数）
-w	忽略空格变化（适合格式化调整的场景）
-- <file>	仅比较指定文件（如 git diff HEAD -- README.md）

分支操作

创建分支

git branch <分支名>

你可以通过这个命令来创建一个分支，但是在创建分支前，需要提交一次，也就是说，你不可以刚init完，什么都没提交，就创建分支（分支是基于提交的）。

查看分支

git branch 	# 查看本地分支，当前分支会以 * 标记

• -a：查看包括远程分支在内的所有分支
• -v：查看各个分支的最后一次提交信息

切换分支

git checkout <分支名>		# 切换到指定分支
git checkout -b <分支名> 	# 创建并切换到指定分支

也可以使用switch，Git 2.23+的版本可用：

git switch <分支名>	# 切换到指定分支
git switch -c <分支名> # 创建并切换到指定分支

删除分支

git branch -d <分支名>	# 删除本地分支
git branch -D <分支名> # 若分支未合并，则需要用-D进行强制删除
git push origin --delete <分支名>	# 删除远程分支

重命名分支

git branch -m <新分支名>	# 重命名当前分支
git branch -m <旧分支名> <新分支名>	# 重命名指定分支

合并分支

git merge <分支名>	# 把指定分支合并到当前分支

当合并分支发生冲突时，分支会进入MERGING，我们需要手动解决冲突，然后进行提交，这样就可以完成merge。

标签操作

直接操作版本号会有一些不方便，为了解决这个问题，我们可以使用标签tag

查看标签

git tag	# 查看所有标签

设置标签

git tag	<标签内容> <版本号>	# 为指定版本号设置标签

用Github Desktop也可以设置标签

日志操作

场景	命令	说明
查看完整提交日志	git log	默认按时间倒序显示所有提交
简洁单行显示	git log --oneline	每个提交显示为一行
图形化分支日志	git log --graph --oneline	用 ASCII 图形展示分支合并日志
按时间过滤提交	git log --since="yyyy-mm-dd" --until="yyyy-mm-dd"	显示指定时间范围内的提交
按作者过滤提交	git log --author="作者名"	显示特定作者的提交
按关键词搜索提交信息	git log --grep="关键词"	查找提交信息中包含关键词的提交
查看某文件的修改日志	git log -- <file>	显示影响指定文件的所有提交
用自定义输出格式查看	git log --pretty=format:"格式"	按照输入的格式查看提交日志
查看某一版本的提交历史	git log <版本号>	查看指定版本号及其之前的提交

远程仓库指令

当我们查看config文件，可以看到remote的信息，remote右边的就是远程仓库的名称，它可以在操作中代替下方的url。

添加远程仓库

git remote add <远程仓库名> <远程仓库路径（url）>

删除远程仓库

git remote remove <远程仓库名>

重命名远程仓库

git remote rename <旧名> <新名>

把本地仓库的内容推送到远程仓库

git push <远程仓库名>

从远程仓库拉取最新版本

git pull <远程仓库名>

查看Git对象信息

git cat-file <类型或选项> <版本号>

选项	说明
-t	查看对象的类型（如 blob、tree、commit、tag）
-s	查看对象的大小（字节数）
-p	以友好格式打印对象内容（最常用）
-e	仅检查对象是否存在（静默模式，无输出）

可以通过此命令来查看Git对象信息，比如提交、树、标签、文件内容等。