Git和GitHub基础教学

1. 前言

当你写代码的时候一定遇到过自己需要对代码进行很多改动，结果改动完发现有很多报错，于是我们想回到之前的某个状态的代码的情况。如果是本地的一些项目我会对代码进行一个“存档”的操作（很多游戏会提供存档的选项从而保存玩家的进度，玩家可以“读档”从而恢复到该存档所保存的进度），我会将我的代码ctrl+a然后ctrl+c，打开我的记事本ctrl+v，完成了一遍存档，如果我需要保存新的我只需要再打开一个新的。如果我想要读取某个存档，我只需要将记事本的代码放到我的ide中。
这就是一个简单的代码存档管理，我们可以将我们的代码的一些“关键点”进行保存，然后当我们的代码出现一些问题的时候，我们可以读取这些“关键点”，返回到之前的进度重新进行改动。
但是这是我们一个人写我们自己的代码，万一是一群人在一起进行一个合作，我们该怎么做呢？我们使用u盘互相传一下我们的代码吗？这个方案当然是可以的，但很明显有问题，效率比较低，你的团队人越多，进行u盘同步进度的效率就会很慢。那我们就将各自的存档都上传到一个大家共享的网盘上吧。很快就会出现第一个问题：你们写的是一个python代码，这些网盘里的存档都叫import numpy…你自己只能在本地找到自己的代码，上面的很多存档你看着会一头雾水。还会有其他问题：这么多存档，到底哪个是正式的最后的代码？这里有的模块可能代码没有添加，或者有些需要添加进去的但是和其他代码有些冲突，一个代码和另一个代码到底有什么区别，这些都是可能出现的问题。
对于第一个问题，问题主要是没有统一的规则，万一代码出现问题我们可能都不知道这个代码是谁写的，谁上传的。所以最好这里存档能有时间和上传者的记录，甚至为了解决后面说的代码之间的改动，这个上传者最好自己稍微阐述一下我做了什么。
第二个问题，这里有很多代码，一般来说每个人会做一个模块，然后我们最后讲这些模块放到一起形成最后的代码，因此最后应该有一个人将这些模块的代码进行一个检查。检查没有问题就放进最后的代码之中，如果放进去后有问题也没有关系，因为之前的代码有存档。所有的代码都加进来之后，那我们的最后这个版本就确定了。
第三个问题，如果合作之中的代码之间有一些冲突，最好这些冲突能被标记出来。就像游戏里两个存档可能有不同的道具，有一种同步方案那便是两边的东西都保存，也可能是最后是保存某一种存档。
那这些功能都是可以被Git实现的，这篇文章就将以游戏存档的例子给大家介绍Git的使用。

2. 历史

Git的历史要从Linux之父Linus Torvalds说起。
Linus Torvalds作为Linux之父，当然生完孩子Linux后就不能放任不管了，所以在 2002 年之前，Linux内核的维护工作主要依靠Linus Torvald等人手工检查全球各地热心开发者们提交的补丁，审核通过后就会将其手动加到Linux代码之中，这种方式效率低下且容易出错。因此Linus Torvalds等人需要找到一个解决方案。
下图是Linux之父Linus Torvalds。

这个解决方案便是版本控制系统软件，也就是前文中我们说的那种解决方案。当时Linus Torvalds选择了BitKeeper来解决问题，但是这款软件是一个商业收费软件，2005年后该公司BitMover决定收回Linux内核社区的免费使用权。
数次磋商无果后，Linus Torvalds作为暴躁老哥就表示，不能办就别办了。二话不说撸起袖子就干，花了10天时间，开发了一个开源免费的版本控制系统软件——Git，意思为“不愉快的人”，直接取代了BitKeeper，成为了当今世界上最为流行的版本控制工具。

3. 下载安装Git

3.1 下载Git

首先打开Git官网：Git官网
点击这里的Download for Windows，这里的教学以默认的命令行界面git为例，下面的GUI版本提供了一个图形用户界面，使得用户可以通过点击和选择来管理Git仓库，而不需要手动输入命令行指令，该教程不会聚焦于GUI版本。

点击后，会有多个版本进行安装，上面的Standalone Installer是独立安装程序，通过运行安装程序来安装Git，它会在系统中创建相应的程序和环境变量，因此适合我们现在的需求。
而下面的Portable是便携版，一般是如果我们需要放在一些移动介质所需要的版本，它的安装过程不会将Git添加到系统目录中，而是将所有文件都放在安装目录中。便携版可以在没有安装过程的情况下直接运行，因此适合携带在便携式存储设备（如USB闪存驱动器）中使用，方便在不同计算机之间使用Git。
所以这里我们点击64-bit Git for Windows Setup就好了。

但是这里的下载速度会比较慢，可以科学上网解决。

3.2 安装Git

下载完后，我们点开对应的安装包，点击Next。

然后是选择安装目录，这里需要注意安装目录里不能有中文。
然后点击Next进入下一步。

这一步可以不修改上面的选项，直接点击Next下一步。
1.Additional icons（附加图标）：是否在桌面上创建 Git 的快捷方式图标。
2.Windows Explorer integration（Windows 资源管理器集成）:
Open Git Bash here（在此处打开 Git Bash）: 是否在右键菜单中添加“在此处打开 Git Bash”选项。
Open Git GUI here（在此处打开 Git GUI）: 是否在右键菜单中添加“在此处打开 Git GUI”选项。
3.Git LFS (Large File Support)（Git 大文件支持）:
是否安装 Git LFS 插件，用于支持大文件的版本控制。
4.Associate .git configuration files with the default text editor（将 .git 配置文件与默认文本编辑器关联）**:
是否将 .git 配置文件与系统的默认文本编辑器关联。
5.Associate .sh files to be run with Bash（将 .sh 文件与 Bash 关联）:
是否将 .sh 脚本文件与 Git Bash 关联，以便可以直接运行。
6.Check daily for Git for Windows updates（每天检查 Git for Windows 更新）:
是否每天检查 Git for Windows 的更新。
7.(NEW!) Add a Git Bash Profile to Windows Terminal（将 Git Bash 配置文件添加到 Windows 终端）:
是否在 Windows 终端中添加 Git Bash 配置文件。

这一步是创建开始菜单文件夹，也是直接点击Next就好。

这一步是选择Git的默认编辑器，这里建议修改成Visual Studio Code，后文也将会以Visual Studio Code为例，选择自己常用的ide即可，然后点击Next。

这一步是设置新仓库中初始分支的名称，上面是Git默认的master分支，下面可以是你自己选择的分支名，一般是main，这里现在推荐你直接选择下面的这一个就好，后面环节会对这里再进行详细解释。

后面的设置几乎不变，一直点击Next就好。
这一步是对PATH环境的调整。







这里点击Install即可。

点击完后等待其安装完毕。
这里点击Finish后因为这里默认勾选了发行文档，所以我们可以取消勾选后，点击Finish。上面的一个选项是启动Git Bash，这是Git的命令行工具，我们暂时不需要从这个地方打开。

3.3 验证安装是否成功

验证的方式有两种，一种是我们直接打开我们的Visual Studio Code，点击左边第三个后，如果出现的是不是让你安装Git便是成功，比如我这里已经打开了项目，所以这里提示我让我Initialize Repository（初始化仓库）。

当然如果你的Visual Studio Code是启动的过程中安装的Git，你可能需要关闭Visual Studio Code再打开一遍才可能会识别到安装的Git。

第二种方法是我们在桌面上右击，然后如果点击后没出现以下的界面，则还需要点击显示更多选项，然后就应该会出现下面的界面，然后这里便有Open Git GUI here和Open Git Bash here这两个选项，就说明我们的安装成功了。

4. 配置Git

配置Git的方法有很多，这里主要是为了后续上传我们前面说的代码存档，需要进行一个小小的设置。官方教程中也推荐你进行这一步的设置，也就是设置Git用户名和电子邮件地址。
Git官方文档/书籍
这里的电子邮箱地址建议先去GitHub官网上注册一个账号，然后这里的电子邮箱就是GitHub上注册账号的邮箱，这样的话会方便我们前面说的团队合作场景中，大家互相方便沟通。
GitHub官网
注：GitHub也需要科学上网才能流程使用。
我们在桌面上右击后，点击显示更多选项，再点击Open Git Bash here，就会出现Git的命令行工具。
如下图所示。

我们需要输入的命令格式如下。

git config --global user.name "John Doe"
git config --global user.email johndoe@example.com

其中的John Doe可以改为自己的用户名，邮箱也可以改为自己的邮箱。

提示：在这里想粘贴需要右击后点击Paste,或者我们右击后看到这里的Paste快捷键，并不是传统的ctrl+v
至此我们就完成了Git的配置。

5. Git基础使用

Git使用的方式主要是两种，一种是通过Git Bash输入命令进行使用，一种是我们使用Visual Studio Code自动使用Git。

5.1 通过Git Bash使用

5.1.1 创建一个新的仓库。

第一步我们需要创建一个新的仓库（Repository），为什么需要一个仓库呢？我们玩游戏的时候开始新的游戏就会创建一个新的存档，就像我们玩游戏新游戏也是会让你选择一个存档位置一样，我们的一个项目开始也就会有一个存放存档的仓库，一个游戏我们可以有多个存档，可能是多个人游玩导致的，因此这些存档有不同的存档位置，因此就是不同的仓库。
一般来说一个项目是最大的，其下面可能会有多个仓库，每个仓库之中会有多个存档。

5.1.1.1 克隆别人的仓库

当然我们有的时候可以下载网上的存档直接进行游戏，我们也可以直接拿别人的仓库过来直接开始项目，这种操作叫做克隆（clone）。
我们在本地选择好要存储的地方，然后右击后选择显示更多选项，然后点击Open Git Bash here。

然后我们去GitHub上选择一个项目点击Code，然后选择下面的复制地址。

在Git Bash里输入命令。

git clone （加上刚刚的地址）

这里复制和前面说的一样建议直接右击Paste，因为默认快捷键不是ctrl+v。
再按下回车后，Git就会把对应的仓库直接全部下载下来。

5.1.1.2 自己创建一个本地仓库

我们还是要打开对应的我们想创建仓库的文件夹，然后右击后选择显示更多选项，然后点击Open Git Bash here。

然后输入命令。

git init

再按下回车。

我们的文件夹里便会有一个.git文件夹，这个便是我们的代码仓库了，这里面的东西千万不要动。

如果你无法看见这个文件夹，可能是你没有开启显示隐藏文件夹，点击上面的查看，然后点击显示，勾上隐藏的项目即可。

5.1.2 管理存档

我们现在有了存档之后，我们开始书写我们的代码，我今天写了个1.txt进去，现在我想保存以下我目前的进度。

这里虽然1.txt在这个文件夹，但其实还没有放进仓库之中，因此我们现在需要在Git中提交我们这个存档到仓库之中。

我们打开这里的Git Bash，输入以下命令。

git add 1.txt

但这一步只是暂时将这个文件放到暂存区，可以理解成存档放进仓库需要先拿一个盒子将存档装起来，再放到仓库里。
当然如果这里有很多个文件的话，你也可以输入以下命令，会将所有文件放入暂存区。

git add .

注意这里.和add之间有空格。

我们现在存档已经打包好，我们需要将这个存档上交到仓库去了，执行下面命令。

git commit -m "(备注内容)"

这样代码就被我们成功添加到了仓库之中。
我们现在就会有保存好的存档在仓库之中，我们可以输入以下代码去检查这些存档。

git log

这里就能发现上面不仅有提交的记录，记录上还会有时间提交人等信息，帮助我们溯源，如果这份代码有问题，我们就可以找到对应负责的人。

我们还可以输入以下命令，检查每次提交修改了哪些文件。

git log --stat

我们发现每次存档还会有一个存档ID，也就是黄色字的那一行，我们可以使用这个ID去查看每次存档提交与之前的存档有哪些地方不同。
输入以下命令。

git diff （commit ID）

这里可能的结果比较抽象，但是如果我们使用下一种方法使用Git就可以清楚的看到代码前后的差异。

那么如何读取之前的存档，让我们的代码回到之前的保存节点呢？我们可以输入以下的两行命令中的任意一个。

git reset --hard [commit ID]
git checkout [commit ID]

这两行代码的区别在于是否会影响暂存区或当前分支的HEAD，上面会将工作目录和暂存区（staged area）也更新到该提交的状态，而下面的不会影响。

我们前面提到了很多分支一词，我们在前面创建完仓库后，我们现在每一行命令都会有一个括号（main），其实表示的就是我们现在的所有操作都在main这一个分支下，分支是什么呢？
我们前面说过，我们可能有多个人开发的代码，这些代码之间互相可能会有冲突或者问题，所以这些当然不能是直接放到原来的代码之中的，我们之前安装的时候选择了默认的分支名，因为修改成了main所以现在创建完仓库后，Git会帮我们创建这个默认分支main，当我们如果发现某一分支没有问题的时候，我们可以再将这个分支合并到main中，我们以后会详细演示这个过程。
相关的命令如下。

git branch new-feature
git checkout branch-name
git checkout -b new-branch
git merge branch-name
git branch -d branch-name
git branch

1.创建分支：
你可以从当前分支（通常是 main 或 master）创建一个新的分支。例如，使用 git branch new-feature 命令创建一个名为 new-feature 的新分支。
2.切换分支：
使用 git checkout branch-name 命令可以切换到指定的分支。如果分支不存在，这个命令会失败。
3.创建并切换分支：
git checkout -b new-branch 命令会创建一个新的分支，并立即切换到这个新分支。
4.合并分支：
当你在分支上完成开发后，可以使用 git merge branch-name 命令将该分支的更改合并到当前分支。
5.删除分支：
使用 git branch -d branch-name 命令可以删除一个已经合并到其他分支的分支。如果分支还没有合并，可以使用 -D 选项强制删除：git branch -D branch-name。
6.分支管理：
git branch 命令可以列出所有的分支，其中当前分支会用星号 * 标记。

5.2 通过Visual Studio Code使用

我们在IDE中完成对应的代码操作后，我们点击左边的第三个Source controls，点击后由于我们这里没有创建对应的仓库，所以这里的第一步当然是创建仓库。

我们直接点击Initialize Repository创建仓库，点击后界面就会变成这样。

和前面一样我们现在需要将代码进行一个存档的保存并提交。与前面不同的是这里它直接出现的是Commit也就是提交到仓库之中，没有前一步添加到暂存区的操作。然后这里的commit上面我们也可以输入对应的备注信息在文本框中。
注意我们提交之前之前记得要保存一下文件，可以使用ctrl+s快速保存，在Visual Studio Code中，如果你的文件没有保存，其右边会出现一个小圆点，比如前两张图的1.txt右边有个小圆点，而下面的图没有，代表这个文件已经被我保存了。
那这个旁边的U是什么意思呢？这表示该文件是unstaged的，即它已经被修改但还没有被添加到暂存区。但没有关系我们这里直接点击commit。

这里也会出现一个弹窗提示我们没有将存档先添加到暂存区中。

我们这里直接点击Always就好，这样它就会默认直接将东西帮我们放进暂存区然后再提交了。

然后我们的左下的这个Graph就会显示我们有多少次提交，以及这些提交之间的关系。

比如我们现在再次修改这个代码，我们右边的这个图标又会出现一个1的下标，提示我们有一个未提交到仓库的文件。

我们这边再次提交后，Graph下面就会出现新的提交记录。

然后这个记录和原来的记录有一个线连起来，表示它是从原来的那个存档上演变过来的，我们点击后，右边会出现一个类似编辑器的界面，但是这里不能修改（只读），这里显示的绿色部分就是我们新添加的内容，也就是这两个存档之间的不同的地方，就这样被清晰的展示出来了。

这个地方展示了一个新的存档，这个存档对原来的存档进行了删除，红色部分展示了删除了哪些内容，然后绿色部分是其新添加的内容，也就是前面Git Bash里的diff命令的结果的一个可视化展现。
当我们点击左下角main的时候就可以对分支进行编辑了。

点击后上面的搜索框会出现对应的选项，然后我们点击Create new branch。

比如这里我创建了一个新的Test分支，然后我进行了代码修改，现在打算将这两个分支进行合并。
我们按住Ctrl+Shift+P打开命令面板，再输入Git: Merge Branch命令，然后选择要合并的分支如下。

点击后，分支就完成了合并。左下的Graph上面的图标显示出main和Test分支完成了合并。

6. Git完成远程提交

6.1 Git Bash版本

我们先打开GitHub官网，然后点击自己的头像然后点击Settings。

然后点击左边的SSH and GPG keys，这里我已经添加过一个。

我们这里点击右上角的New SSH key

接下来就会进入这个界面。

现在我们就要生成SSH key了。
我们打开命令行，输入以下命令。

ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "你的注册邮箱"

按下回车后再按下三次回车就好。然后我们就会出现下面的界面，代表SSH keys生成完毕。

命令行的这个地方提示了SSH keys生成的地方，打开对应文件夹可以找到SSH keys。

打开对应文件夹后，用记事本打开这个.pub结尾的文件。

打开后复制里面的内容，然后回到之前的添加SSH Key界面，上面的Title随便输入一个名字就好。
然后下面的Key栏粘贴我们刚刚复制的生成的SSH key。

完成后点击下面的Add SSH key，然后会让你再输入一遍账号的密码进行确认，之后就完成了添加。
现在我们可以检查以下是否能成功建立连接，这一步同样需要科学上网。
我们输入以下命令。

ssh -T git@github.com

回车后对于下一个询问输入yes再回车即可。

出现Hi的那一行就说明SSH连接建立完毕。

现在我们先创建一个远程仓库，这个远程仓库，就相当于我们前面说的大家一起使用的网盘，本地的仓库只是在自己电脑上，别人难以访问，现在放到GitHub上之后，它就是一个网上的资源，当然你也可以设置哪些人可以访问。
我们打开GitHub页面，然后选择这里的加号，然后点击New repository。当然也可以在别的界面创建仓库，比如左边的侧栏，或者是个人仓库界面都可以创建一个新的仓库。

点击后，我们输入这个仓库的名字，下面Description一栏中可以输入这个仓库的描述，下面的Add a README file，也建议勾选。

其余选项不动后，然后点击右下角的Create repository就完成了仓库的创建。
完成创建后就只会有一个孤零零的README文件展示了这个项目是做什么的。

我们其实可以直接点击Add file添加文件，但是只能上传单一的文件，无法直接上传文件夹，而且本教程就是想教大家如何使用Git进行上传。我们这里点击Code，然后选择SSH，然后复制对应的SSH地址。

我们回到要上传的文件夹下，我们向前面的步骤一样开始操作。

当我们完成本地仓库的提交后，我们下一步就是将这个存档提交到远程仓库之中去。
我们输入以下指令。

git remote add origin （远程仓库的SSH地址）

我们输入以下指令会发现报错。

git push -u origin main

该指令是说我们将本地的main分支推送到远程仓库origin中，但是现在远程仓库有README文件，我们本地没有，这就是我们前面说的发生了冲突，我们为了解决这个问题，我们需要先拉取远程仓库的更改，以确保我的本地仓库是最新的。
我们输入命令。

git pull origin main

我们发现这里继续报错，因为这里我们都是main分支，这里引起了冲突。
由于我们这里是不同的文件，我们现在要求它们强制合并其实也不会有什么问题，因此我们可以使用下面的命令。

git pull origin main --allow-unrelated-histories

这里我们可以发现文件夹下多了原来的README文件，因为这里我们进行了强制合并。

我们再输入远程提交命令。

git push -u origin main

这里提示已经成功，我们再去GitHub上查看一下。
也成功完成上传。

这其实告诉我们正确的代码顺序，其实是先创建远程仓库，然后我们将仓库和我们的本地仓库进行同步（pull），然后我们进行代码书写，然后完成修改后，再提交到远程仓库，这才是正确的远程仓库使用顺序。

6.2 Visual Studio Code版本

Visual Studio Code版本的操作如下。
我们回到刚刚的Souce Control界面，然后点击这里的Publish Branch。

这里会弹出一个弹窗，这个弹窗会让你去登录GitHub。

这里确定是自己的账号后点击Continue即可。

然后后面会有一个正式的权限授权，继续点击Authorize Visual-Studio-Code即可。允许后面的弹窗。
回到Visual Studio Code后，这里会问你要上传到私人仓库，还是公开仓库，这就看你的具体项目情况了。

我这里选择上传到公共仓库，等待一会后，它就会上传完毕，当然这里需要科学上网。

成功后左边的Graph里的这个分支的右边会多一个云的标志，表示你的这个分支已经上传到GitHub上了。
我们打开GitHub上能看到成功上传。

当我们现在本地又有新的存档提交到仓库之中时，我们的这里云端就会落后与本地的仓库，这里的Graph也会出现左边的这种情况，我们这时候再点击左边的Sync Changes就能完成前面的Pull和Push的操作。

同样这里会提示你，这里可以选择OK，Don’t Show Again即可。

等待上传完毕，现在云端和本地又实现同步了。

这就是全部Git和GitHub的基础教学教程，一些其他复杂的实际使用这里没有详细说明，希望大家能学会Git的基础使用，能在GitHub上找到优秀的开源项目帮助到自己，在未来和别人的多人项目中做出自己的贡献。