Ran Wei/Git 系列
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Git 与版本控制 — Ran Wei

为什么需要版本控制？

了解版本控制的用途，安装 Git，并完成设置，让你的每一次提交都写明作者是谁。

2 小时2 个时段3 个动手环节Git 2.50.1 (Apple Git-155)

完成后你能够

  • 解释版本控制所解决的问题。
  • 区分集中式与分布式版本控制，以及 Git 与 GitHub。
  • 安装 Git，并查看你所安装的版本。
  • 在终端中用 pwd、ls、cd 和 mkdir 在文件夹之间移动。
  • 配置你的姓名、电子邮件地址、默认分支和编辑器。

开始之前

一台可以安装软件的 Windows、macOS 或 Linux 电脑。无需编程或终端经验。

目录

学习计划

2 小时

时间为估计值，包含输入命令的时间。进度保存在当前浏览器，中英文版本共享。

时段 160 分钟
版本控制的用途
时段 260 分钟
做好准备
1

为什么需要版本控制？

几乎每个人都见过这样的文件夹：report.docx、report_v2.docx、report_final.docx，迟早还会出现 report_final_really.docx。每一份副本都有其道理，通常是为了在尝试冒险的改动之前，保留一个能用的版本。可是一周之后，谁也记不清哪个文件是最新的、两个版本之间改了什么，以及为什么要改。

副本只是麻烦的开始。有人覆盖了文件或删错了文件，工作就丢了。出了错也很难追查，因为没有任何记录说明是谁、在什么时候改了某一行。两个人同时修改同一批文件时，只能通过电子邮件来回传送副本，再手工合并，迟早会出错。

版本控制（version control）解决的正是这些问题。版本控制系统会记录一组文件的历史，让你能够：

  • 看到曾经做过的每一项改动，以及是谁、在何时、为何做出的；
  • 回到某个文件或整个项目的任意一个早期版本；
  • 尝试新的想法，而不影响可用的版本；
  • 安全地合并多个人的工作。

版本控制最常用于软件开发，但它适用于任何会随时间变化的文件：网站、书籍、研究论文、数据分析脚本和配置文件。例如，本网站就保存在 GitHub 上的一个 Git 仓库中，你正在阅读的每一页都有自己的历史。

核心思想

版本控制保存项目的每一个已保存版本，并记录是谁、在何时、为何做出的改动。你随时都可以回到过去。

2

版本控制如何工作

其中的核心概念是提交（commit）：整个项目在某一时刻的已保存快照，附带一段描述改动的简短说明、作者姓名和时间。何时提交由你决定，通常是在完成一小项工作之后。项目的历史就是一条提交链，每一次提交都指向它的前一次提交。

类比

提交就像电子游戏中的存档点：你可以回到其中任何一个。与游戏存档不同的是，每次提交还附有一段说明，记录你刚刚做了什么，因此日后阅读历史会很容易。

Subversion 等较早的系统是集中式的：历史保存在一台服务器上，每个人的电脑上只有一份工作副本。查看历史或保存改动都需要连接服务器。Git 是分布式的：项目的每一份副本都包含完整的历史。你可以在没有网络的火车上提交，瞬间浏览多年的历史，而且每一份副本都是完整的备份。需要共享工作时，你与其他副本交换提交即可。

Git 由 Linux 的创建者 Linus Torvalds 于 2005 年创建，用来管理 Linux 内核的源代码。如今它是使用最广泛的版本控制系统，遥遥领先。

初学者常常把 Git 和 GitHub 混为一谈。Git 是运行在你电脑上、负责保存历史的程序。GitHub 是一个网站，它在网上保存 Git 仓库，并增加了拉取请求、代码评审和议题跟踪等协作工具；第 6 和第 7 模块会用到它。GitLab 和 Bitbucket 提供类似的服务。你可以只用 Git 而不用 GitHub，但不能离开 Git 使用 GitHub。

3

安装 Git

在你学习本系列所用的电脑上安装 Git。它是免费的，几分钟就能装好。

Windows。 从 https://git-scm.com/downloads/win 下载 Git for Windows 并运行安装程序。大多数选项保持默认即可，但有两处你可能想改：当安装程序询问 Git 使用哪个编辑器时，选择一个你熟悉的，例如 Visual Studio Code；当它询问新仓库初始分支的名称时，可以选择将其改为 main（第 5 节无论如何都会设置）。安装程序会附带 Git Bash，这是一个终端，本系列的所有命令在其中的效果与页面所示完全相同。PowerShell 也可以使用，二者的细微差别会在相关之处指出。

macOS。 打开“终端”应用（位于“应用程序 › 实用工具”中），输入 git --version。如果尚未安装 Git，macOS 会提示安装包含 Git 的“命令行开发者工具”（command line developer tools）：选择安装，并等待安装完成。你也可以运行 xcode-select --install 开始安装；如果你已在使用 Homebrew，也可以运行 brew install git。

Linux。 使用发行版的包管理器：在 Debian 和 Ubuntu 上运行 sudo apt install git，在 Fedora 上运行 sudo dnf install git。其他发行版的命令见 https://git-scm.com/downloads/linux。

陷阱

在 Windows 上，安装 Git 之前就已打开的终端还不知道 Git 的存在。请关闭它，再打开一个新的终端。

要检查 Git 是否可用，打开终端并运行：

动手试试检查 Git 是否已安装
git --version
输出
git version 2.50.1 (Apple Git-155)
上面的输出来自 git version 2.50.1 (Apple Git-155)，在构建本页时实际运行得到。其他版本的 Git 提示措辞可能略有不同。

Git 会回答它的版本号。本系列需要 Git 2.28 或更高版本，2020 年以来发布的安装程序都满足这一要求；如果你的 Linux 发行版提供的版本较旧，其下载页面列出了更新的软件包。页面上的输出来自上面显示的版本；在 Mac 上，括号中的部分表示这份 Git 由 Apple 构建。你的版本号很可能不同，这并不要紧。

4

终端生存工具包

Git 主要在终端中使用：终端是一个窗口，你在其中输入命令、按回车，然后阅读回复。在 Windows 上使用 Git Bash（或 PowerShell）；在 macOS 上使用“终端”应用；在 Linux 上任何终端都可以。终端准备好接收命令时会显示一个提示符。在本系列的页面上，命令写在 $ 之后，这个 $ 不需要输入。

每条命令都在某个当前文件夹中运行，使用终端的很大一部分工作就是在文件夹之间移动。本系列只需要五条命令：

命令 作用
pwd 打印当前文件夹（“print working directory”的缩写）
ls 列出文件夹中的内容
cd 切换当前文件夹；cd .. 回到上一级
mkdir 新建一个文件夹
cat 显示文件的内容

在下面的动手环节中试一试这些命令。本系列页面上的示例都在名为 /home/alex 的主文件夹中运行；你的主文件夹是你自己的，例如 Windows 上的 C:\Users\you 或 Mac 上的 /Users/you。动手环节要求创建或编辑文件时，请用你的编辑器，并把文件保存在动手环节当前所在的文件夹中。

动手试试终端生存工具包
pwd
输出
/home/alex

mkdir projects
ls
输出
projects

cd projects
pwd
输出
/home/alex/projects

mkdir notes
创建或编辑 notes/hello.txt，使其内容为：
Hello from the terminal.

ls notes
输出
hello.txt

cat notes/hello.txt
输出
Hello from the terminal.

cd ..
pwd
输出
/home/alex
上面的输出来自 git version 2.50.1 (Apple Git-155)，在构建本页时实际运行得到。其他版本的 Git 提示措辞可能略有不同。

逐步对照输出。pwd 显示你从哪里开始；执行 cd projects 之后，它显示新的文件夹。第一次 ls 列出了你刚建的 projects 文件夹。mkdir 和 cd 这类命令成功时不打印任何内容，这很正常：在终端中，没有输出通常意味着成功。最后，cat 打印出你用编辑器保存的文件。

提示

按 Tab 键可以补全文件名或文件夹名，按上方向键可以调出之前的命令。在 PowerShell 中，ls 打印的是一张表格而不是简单的名称列表，但显示的文件相同。

5

向 Git 介绍你自己

每一次提交都会记录作者的姓名和电子邮件地址，所以在第一次提交之前，要先告诉 Git 你是谁。--global 选项会把设置保存在你主文件夹中名为 .gitconfig 的文件里，对你以这个用户身份使用的所有仓库都有效，因此每台电脑只需设置一次。

请使用你将在 GitHub 上使用的电子邮件地址；第 6 模块会介绍如何对它保密。另外两项设置可以省去日后的麻烦：

  • init.defaultBranch main 让新仓库从名为 main 的分支开始，与 GitHub 的仓库一致。如果不设置，Git 会把第一个分支命名为 master，并打印一段较长的提示，建议你另选名称。
  • core.editor 指定 Git 需要你写较长说明时打开的编辑器。"code --wait" 会打开 Visual Studio Code，前提是已安装它的 code 命令：在 Mac 上，从 VS Code 的命令面板运行 Shell Command: Install ‘code’ command in PATH；Windows 安装程序会自动添加。nano 在任何终端中都可以使用，Windows 上也可以用 notepad。

如果你的电脑语言设置为中文，Git 可能会用中文打印部分提示，其含义与此处所示的英文输出相同。

运行下面的命令，换成你自己的姓名和电子邮件地址：

动手试试向 Git 介绍你自己
git config --global user.name "Alex Smith"
git config --global user.email alex@example.com
git config --global init.defaultBranch main
git config --global core.editor "code --wait"
git config --global --list
输出
user.name=Alex Smith
user.email=alex@example.com
init.defaultbranch=main
core.editor=code --wait

git config user.name
输出
Alex Smith
上面的输出来自 git version 2.50.1 (Apple Git-155)，在构建本页时实际运行得到。其他版本的 Git 提示措辞可能略有不同。

四条 git config --global 命令成功时都不打印任何内容。随后，git config --global --list 显示你所做的设置。设置名称以小写形式出现，例如 init.defaultbranch，这是因为 Git 不区分设置名称的大小写，并没有出错。最后，不带值的 git config user.name 会读出这一项设置。

6

编辑器和应用中的 Git

使用 Git 不一定非要用终端。Visual Studio Code 有“源代码管理”视图，GitHub Desktop 是适用于 Windows 和 macOS 的免费应用，IntelliJ IDEA 和 PyCharm 等 JetBrains IDE 也内置了 Git。它们在底层运行的都是同样的 Git 命令。

本系列使用命令行，原因有三：它能准确展示 Git 每一步做了什么；它在每台电脑上的效果都相同；大多数帮助页面和同事也会告诉你输入命令。一旦掌握了命令，这些工具中的按钮也就容易理解了，包括那些组合了多条命令的按钮。例如，Sync（同步）按钮通常会先拉取其他人的提交，再推送你的提交。你可以使用自己喜欢的方式，但请先学会命令。

7

练习

练习 1★★★概念3 分钟

找出问题。 一个团队把报告存放在共享盘上：report.docx、report_v2.docx、report_v2_Sam.docx 和 report_final.docx。请说出这个团队难以回答的三个问题。

查看解答

以下任意三个：

  • 哪个文件是当前版本？
  • report_v2.docx 和 report_final.docx 之间改了什么，为什么改？
  • 某一段是谁写的，又是谁删掉的？
  • Sam 的修改如何与其他人的修改合并？
  • 上周被删掉的一段如何找回来？

版本控制能回答每一个问题：一个文件夹保存当前版本，历史记录则保存每一次改动及其作者、时间和原因。

练习 2★★★概念3 分钟

Git 还是 GitHub？ 判断下列说法说的是 Git 还是 GitHub。

  1. “我在火车上没有网络的情况下做了一次提交。”
  2. “我创建了一个拉取请求，请团队评审我的改动。”
  3. “我的笔记本电脑上有项目的全部历史。”
  4. “我们的仓库有一个网页，大家可以在上面报告缺陷。”
查看解答
  1. Git。提交在你自己的电脑上完成，不需要网络。
  2. GitHub。拉取请求是 GitHub 网站的功能（第 7 模块）。
  3. Git。Git 是分布式的：每一份仓库副本都包含完整的历史。
  4. GitHub。议题（issue）是 GitHub 网站的功能。
练习 3★★★编程4 分钟

安装并检查。 在你的电脑上安装 Git，并运行 git --version。如果终端提示找不到该命令，应该怎么办？

查看解答

安装成功时会输出一行，例如 git version 2.50.1；2.28 及以上的版本都可以。如果找不到命令：

  • 在 Windows 上，关闭终端并重新打开一个，新终端才能找到刚安装的 Git；如果仍然不行，重新运行安装程序；
  • 在 macOS 上，接受系统安装“命令行开发者工具”的提示，或运行 xcode-select --install；
  • 在 Linux 上，用发行版的包管理器安装名为 git 的软件包。
练习 4★★★编程4 分钟

更换编辑器。 把 Git 使用的编辑器改为 nano，然后检查设置是否生效。如何改回 Visual Studio Code？

查看解答

先设置编辑器，再读出该设置：

参考解答把编辑器改为 nano
git config --global core.editor nano
git config --global core.editor
输出
nano
上面的输出来自 git version 2.50.1 (Apple Git-155)，在构建本页时实际运行得到。其他版本的 Git 提示措辞可能略有不同。

要改回来，运行 git config --global core.editor "code --wait"。再次设置同一个键会替换它原来的值。

练习 5★★★编程3 分钟

认路。 在终端中，在你的主文件夹里新建一个名为 git-practice 的文件夹，进入该文件夹并打印当前位置，然后回到主文件夹。

查看解答

依次运行 mkdir git-practice、cd git-practice 和 pwd，pwd 会打印你的主文件夹路径加上 /git-practice（在 Windows 上是 \git-practice）。最后运行 cd .. 回到上一级。这些步骤与终端生存工具包动手环节相同，只是文件夹名称换成了你自己的。

练习 6★★★概念3 分钟

全局还是局部？ 你用 --global 设置了 user.email。这个设置对你明年创建的仓库也有效吗？如何只在工作项目中使用另一个电子邮件地址？

查看解答

有效。--global 设置保存在你主文件夹中的 .gitconfig 文件里，对你以这个用户身份使用的所有仓库都有效，包括以后创建的仓库。

要在某个项目中使用另一个地址，在该项目的仓库中运行 git config user.email you@work.example，不加 --global。在仓库内做的设置只对该仓库有效，并且优先于全局设置。

8

自测

1
一次提交记录了什么？
2
关于分布式版本控制，下列哪种说法正确？
3
Git 和 GitHub 是什么关系？
4
cd .. 的作用是什么？
5
为什么应在第一次提交之前设置 user.name 和 user.email？
6
git config --global --list 显示 init.defaultbranch=main，全是小写。这说明什么？
9

延伸阅读