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参考文献：

1. Git 教程 | 菜鸟教程
2. Git 使用教程：最详细、最正宗手把手教学（万字长文）
3. git忽略某个目录或文件不上传

工作原理

Git 是由 Linus Torvalds 开发的分布式版本控制系统，能够追踪各类文件的修改历史，方便备份、分支、恢复到旧版本，还可以实现协同开发、统计工作量，等等。

首先，有三个基本概念，

• 工作区（Working Directory）：即我们的工作目录及其子目录，这是项目的当前状态；
• 暂存区（Staging Area）：这是临时存储区，记录了工作区中尚未提交到版本库的文件快照（在 .git/index 文件中记录）；
• 版本库（Repository）：记录每次提交的文件快照（只读），可进一步分为本地仓库（即 .git 目录）和远程仓库（比如 github.com）。

它们之间的关系如图所示：

本地仓库（.git 目录）包含如下的内容，

• config 文件：存储该仓库特有的配置信息，可以覆盖全局配置。
• description 文件：记录了该仓库的描述信息，通常没什么用。
• HEAD 文件：指向当前分支，内容形如 ref: refs/heads/master（表示处于 master 分支）
• index 文件：这是暂存区，记录了待提交文件的元数据（文件名、权限）及其内容的哈希值（使用 SHA-1）。
• COMMIT_EDITMSG 文件：记录每次提交时，所附带的描述信息。
• branches 目录：在早期 Git 版本中，用于用于存储本地分支的引用，当前已很少使用。
• refs 目录：存储了各种引用，主要包括：本地分支（heads 子目录）、标签（tags 子目录）、远程分支（remotes 子目录）。
• objects 目录：此为核心存储目录，所有的提交（commit）、树（tree）、文件内容（Binary Large Object, blob）和标签（tag）等对象都以文件形式存储在这里；每个对象都有一个哈希值，取前两位作为子目录的名称。具体而言，
  • tree：记录了目录结构，包含了对相应 blob 的引用；
  • blob：记录了文件内容，但是不包含文件名、文件路径等信息；如果文件内容发生变化（匹配 Hash 值），执行 git add filename 命令会创建新的 blob 对象；
  • commit：记录了一个版本的快照，包含一个 tree 的引用，以及提交信息（提交者、提交时间、提交说明，等等）；
  • tag：对于某些重要的版本，可以打上有意义的标签（比如 v1.0.0），以方便后续管理和引用。
• info 目录：主要包含 exclude 文件，作用与 .gitignore 类似，用于排除一些文件或目录。
• hooks 目录：包含了一些 “钩子” 脚本，会在某些 Git 操作发生之前/之后自动执行。
• logs 目录：存储了每个引用的日志信息，其中 logs/HEAD 文件记录了当前分支的更新和切换（旧提交哈希值，新提交哈希值，操作人信息，时间戳，操作描述），logs/refs 目录存储了各个引用的变更历史（包括 heads, remotes 和 tags 子目录）

基本命令

使用 --help 可以查看帮助文档。

配置

查看 Git 配置，

git config --list

编辑 Git 配置文件，

git config -e				# 打开当前仓库的 config 文件
git config -e --global		# 打开全局的 config 文件git config --global user.name "my name"			# 配置全局的用户名
git config --global user.email [e-mail]		# 配置全局的邮箱

使用

在当前目录上创建 Git 仓库，

git init		# 工作目录中出现 .git 子目录

将工作区的修改添加到暂存区，

git add a.txt	# 追踪 a.txt 文件
git add .		# 追踪整个工作目录

将暂存区提交到 Git 仓库，

git commit -m "该提交的说明" 	# 会显示在 git log 日志里
git commit						# 自动打开注解文件，可写入一些注解

查看当前分支的状态（工作区的文件是否被追踪、文件内容是否有修改、暂存区是否尚未提交），

git status

拷贝现有的 Git 仓库，

git clone https://github.com/malb/lattice-estimator.git ./myrepo

递归更新 Git 仓库的子模块，

git submodule update --init --recursive

其他命令

日志

查看日志信息（哈希值、提交者、提交时间、提交信息），

git log
git log --oneline	# 简洁版本
git log --graph		# 分支、合并的拓扑图

该指令还包含多种参数，比如 --auther=<作者>, --since=<起始时间>, --until=<结束时间>，等等。

查看某个文件的修改历史（逐行显示：哈希值、作者、时间、内容），

git blame a.txt
git blame -L 1,3 a.txt			# 只显示第 1-3 行的内容
git blame --show-stats a.txt	# 额外显示该文件 blob, commits 对象的数量

分支

查看所有的分支，

git branch

创建新的分支，同时切换到该分支上，

git checkout -b kem		# 此时 master 和 kem 依然重合，执行 add 和 commit 之后将分离

如果想要切换回 master 分支，可以执行：

git checkout master

此时，工作区会被修改为 master 分支的最新快照。

合并分支（假设有 kem 和 pqc 两个分支，当前指向 kem），

git merge pqc		# 将 pqc 分支合并到 kem 分支上，其中 pqc 不变，而 kem 变化

如果出现冲突，这些文件中的冲突内容会被标记，需要手动解决，然后再 add 和 commit。冲突标记的含义是：

• <<<<<<<<：冲突区域的起始标记，接下来的内容是当前分支（比如 kem）的文件内容；
• ========：冲突区域的分隔标记，接下来的内容是合并分支（比如 pqc）的文件内容；
• >>>>>>>>：冲突区域的结束标记，接下来是两个分支的非冲突部分。

删除本地的分支（要求不是当前分支），

git branch -d pqc	# 删除 pqc 分支

回退

查看 HEAD 的变更日志（显示前 $7$ 位哈希值），可以找回丢失的提交，

git reflog
git reflog show master

将分支回退到特定的提交，

git reset --soft b36f484		# 仅将 HEAD 回退到 b36f484 版本
git reset --mixed b36f484		# 也把 index 回退到 b36f484 版本（默认）
git reset --hard b36f484		# 把工作区也回退到 b36f484 版本（危险动作，未提交的修改内容将丢失）

将工作区回退到特定的提交，

git checkout b36f484			# 将整个工作区回退到 b36f484 版本
git checkout d748164 -- a.txt 	# 仅把 a.txt 回退到 d748164 版本
git checkout master				# 切换回 master 版本

如果切换的提交不是该分支的最新版本（真的回退，而非切换），将会进入 detached HEAD 状态（即 HEAD 指向了具体的提交，而非某个分支）。此时查看 git branch，会发现多了一个临时的分支。如果工作区做了修改，在该状态下的所有提交，将不被任何一个分支引用；因此，需要创建新的分支，以保存这些修改。

标签

为当前分支的最新版本打标签，

git tag v1.0.0						# 不带附注
git tag -a v1.0.1 -m "注解信息"		# 携带附注，包括：作者、时间

查看标签，

git tag				# 显示所有标签
git show v1.0.0		# 查看该标签的信息

忽略指定文件

在工作目录中，新建文件 .gitignore（就叫这个名字），内容设置为：

bin			# 排除 bin 目录
build		# 排除 build 目录
doc/*.png	# 排除 doc 目录下的所有 png 文件
log.txt		# 排除 log.txt 文件

此时执行 git status，打印内容中不再包含上述被排除的路径。执行 git add . 命令时，就忽略了这些文件的修改。

远程仓库

为了协作，可以使用 github.com 作为远程仓库的服务器，需要配置账户和 SSH 密钥。比较繁琐，这部分内容以后有时间再补充。