前言

本文从工作区,暂存区和版本库的概念引入, 介绍了Git中的一些基础命令, 同时结合实例来学习如何将文件提交到git仓库,以及如何进行撤销修改等操作.

一、工作区、暂存区和版本库的概念

1.介绍

工作区： 我们在电脑上修改的代码文件所在的目录，简单来说就是你对代码进行修改的地方；
暂存区（stage|index)： 一般是位于.git目录下的index文件中，我们也称之为索引。需要先将待提交的文件添加到暂存区，然后再提交到版本库；
版本库（repository）： 又名仓库，位于工作区的隐藏目录.git中，它不属于工作区，而是独立出来的Git的版本库。版本库中将每一次git提交作为一个Git对象进行管理，每个文件的修改、删除都会被跟踪，以便在后续开发中对历史记录进行查看或者“还原”。

2.它们之间的关系

工作区、暂存区、版本库之间的关系可以参考下图

1. 当创建Git版本库时，Git会自动创建一个唯一的master分支，以及指向master分支的HEAD；
2. 当对工作区修改的内容（增/删/改文件）执行git add命令时，暂存区目录树的文件索引会被更新；
3. 当执行git commit提交命令时，master分支会进行对应的更新，即将暂存区的目录树真正写入到版本库中。

总结来说，我们在工作区进行增删改文件等操作不会同步更新到仓库中，只有使用git add和git commit命令后，才能将修改提交到仓库中进行管理。

二、命令介绍

1.git add

git add [file1] [file2] [file3] #添加一个或多个文件 到暂存区
git add [dir] 					#添加指定目录（及其子目录） 到暂存区
git add							#添加当前目录下所有文件改动 到暂存区

2.git commit

git commit -m "commit message" #提交修改内容到版本库，-m后跟上本次提交的具体描述，方便后续回顾历史记录

注意： message绝对不能省略，要描述你的提交细节，方便后续维护。
举例：
创建文件code1，在文件中写入内容为"git add"，通过git add命令将code1文件添加到暂存区，再使用git commit命令将暂存区的内容提交到版本库中。

可以看到git commit命令的提示信息中说明：一个文件被修改（新增的文件code1），插入了一行内容（在code1中写入的"git add"）。
也可以尝试add多个文件，然后一次commmit提交所有文件：

git commit是将暂存区中所有的修改提交到版本库中。
参考下面的例子，我们创建文件code5，然后使用命令git add code5将它添加进暂存区，接着创建code6，最后执行git commit -m "msg"将暂存区中的修改提交到版本库。可以看到，提交信息上显示的是1个文件被修改，即只提交了code5的修改，因为code6的修改没有被添加到暂存区中。

如果需要将code6的修改也提交到版本库，可以重复上面的过程，先执行git add，再执行git commit即可。

3.git log

git log #查看提交历史记录
git log --pretty=oneline #将日志信息精简为一行

可以看到我们先前进行的两次提交的日志信息，带上–pretty=oneline选项可以精简提交的日志信息为一行。

日志信息中commit后面跟着的一串乱码，实际上是每次提交的commit id（可以理解为版本号），是Git用于唯一标识某次提交的。commit id并非1，2，3，…依次递增的数字，而是通过计算得到的一个很大的数字，用十六进制表示。

commit id是由40位的SHA-1哈希值组成的，它是通过将提交内容和提交信息（比如作者、时间等）进行哈希函数处理后生成的。

4.git status

git status #查看最近一次提交后，当前对于文件的修改

提示信息告诉我们工作区的code2文件被修改过，但是还未完成添加到暂存区和提交到版本库等操作。
将修改添加到暂存区后，再执行git status可以看到：

最后执行git commit命令后，使用git status命令就显示没有修改了：

5.git diff

通过git status命令我们只能查看到修改了那些文件，但是无法获取到具体修改的内容。如果修改的代码量过大，不便于我们进行查看和修改，通过git diff命令可以查询到当前修改的内容。

git diff [文件名] #查看暂存区和工作区文件的差异
git diff HEAD -- [file] #查看版本库和工作区文件的差异

显示信息的格式是Unix通用的diff格式：

a/code2 是修改前对应文件；
b/code2 是修改后对应文件；
--- 是删除；
+++ 是添加；

将修改添加到暂存区后，执行git diff [code2]可以发现没有显示差异，再执行git diff -- [code2]后可以看到版本库和工作区之间的差异：

最后执行git commit命令后，使用git diff命令就不会显示差异了：

6.git reset

在我们实际开发过程中,会出现需要从历史的某个版本重新开发的情况,这时就需要用到git的版本回退功能了.
git reset命令可以指定回退到某次提交的版本.

git reset [--soft|--mixed|--hard] [HEAD] [file]#版本回退

举例：将代码回退到上一个版本

注意: 回退的本质是将版本库中的内容回退, 工作区或暂存区内容是否回退取决于配置的命令参数.

–soft 选项是将版本库回退到指定版本, 而暂存区和工作区内容保持不变.
–mixed 为默认选项, 即不带参数时相当于带这个选项. 该选项是将暂存区和版本库的内容回退到指定版本内容, 而工作区保持不变
–hard 选项是将工作区、暂存区和版本库都回退到指定版本. 注意： 当工作区有尚未提交的代码时谨慎使用这个命令, 因为一旦工作区回滚, 未提交的代码就再也找不回来了.
HEAD 选项用于指定回退的版本, 也可以写成指定版本的commit id.
HEAD表示当前版本（版本指的是版本库的版本）;
HEAD^表示上一个版本;
HEAD^^表示上上一个版本;
以此类推.
也可以使用~数字的形式指明版本:
HEAD~0表示当前版本;
HEAD~1表示上一个版本;
HEAD~2表示上上一个版本;
以此类推.
file 可以指定要回退的具体文件file，没有指定则默认回退所有修改的文件。

7.git reflog

当我们回退到历史版本version2后, 又想重新回到该历史版本之后的版本version3该怎么办? 同样是使用 git reset命令, 但是必须要获取到对应版本的commit id。然而, 如果并非即时的进行版本回退，从上方的命令行中获取commit id，则此时无法获取到该版本的commit id。
下图可以看到再使用git log是无法打印出version2之后的版本信息(commit id)。

可以看到日志中最新的是当前版本的信息，无法查询到change code2的版本信息了。

这时可以使用git reflog命令：

git reflog #查看本地执行的所有git命令

通过这条命令可以找到本地所有的操作记录。

在实际操作中，我们会发现Git的版本回退非常快, 这是因为Git的版本回退本质是在Git里面有一个指向当前分支的HEAD指针(前文说过, HEAD指针是指向master的,而master是存储了最近一次提交的commit id). 当我们进行版本回退时,本质是将master中存储的commit id改成了指定版本的commit id，因此速度会很快。

8.git checkout

上文中的git reset命令主要是对于版本库文件的回退版本来说的，如果我们在工作区进行了较长时间的修改, 但是目前不想要这些修改, 想恢复到上一个版本应该如何做?
当改动较小，则可以尝试用git diff命令来查看当前工作区的修改，然后将修改重置回去。但是，当改动较多，此时手动一个个改回去就不太现实，耗时量大并且容易将代码改出bug，因此可以使用git checkout --命令来将文件直接恢复到最近一次add/commit的状态。

git checkout -- [file] #将工作区指定文件恢复到最近一次add/commit的状态

注意：只有携带--时, 该命令才是这个功能, 该命令的其他选项及其对应功能会在后续文章中进行介绍。

如果在工作区修改的内容还未add到暂存区,则可以使用命令git checkout -- [file]将指定文件恢复到最近一次add/commit的状态.
如果工作区修改的内容已经add到暂存区了或者已经commit到版本库了, 我们想要丢弃工作区当前的修改, 则可以参考前文的命令来进行撤销修改.

1. add到暂存区的情况:
   使用git reset [--mixed] HEAD [file] 命令, 可以将暂存区的内容回退到当前版本（当前版本库的版本）。然后，再使用git checkout -- [file]将工作区的修改回退到当前版本
   或者直接使用git reset --hard HEAD [file]命令，将暂存区和工作区的修改都回退到当前版本。
2. commit到版本库的情况:
   使用git reset --hard HEAD^命令, 可以将工作区和暂存区的内容回退到上一个版本。
   注意, 这种操作的前提是你还没有将自己的本地仓库的修改push到远程仓库，也就是commit之后还没有push。
   我们进行撤销的目的，就是避免有问题的代码影响到远程仓库！！！只有被push到远程仓库之前的撤销才是有效的

9.git rm [file]

git rm [file] #将暂存区中的文件file删除

当我们需要从版本库中删除某个文件file时，可以执行以下步骤：

1. 执行rm file命令将工作区的file文件删除，此时使用git status可以看到有一个修改待add和commit。
   
2. 然后执行git add file命令，将工作区中删除file的这个修改添加到暂存区中，此时使用git status可以看到有一个修改待commit。
3. 最后执行git commit -m "rm file"将暂存区中的修改提交到版本库中，至此版本库中的file文件就被删除了。
   

当然，git为我们提供了一种更简化步骤的命令 git rm，步骤简化为：

1. 执行git rm [file]命令，可以将工作区中的file命令删除，同时将这个修改添加到暂存区中，此时使用git status可以看到有一个修改待commit。
2. 然后执行git commit -m "git rm file"将暂存区中的修改提交到版本库中，至此版本库中的file文件就被删除了。
   

三、.git目录

使用命令tree .git 查看.git目录的子目录


子目录的介绍：

1. .git 目录下的index就是暂存区，执行git add后会将对应的Git对象索引添加到index中。
2. HEAD 是默认指向master分支的指针：
   
   我们再查看master中的内容：
   
   可以看到master中保存的内容和最新一次的commit id是相同的，即master中保存的是当前最近一次的commit id。
3. objects 是Git的对象库，其中存储了所创建的各个版本库对象及其内容。当我们执行git add命令时，工作区中对文件内容进行的修改会被创建出的Git对象记录，并写入objects目录下，同时暂存区内对应的目录树会被更新。
   
   可以看到在我们进行了几次提交后，objects目录下多了几个子目录，子目录的名称实际上是我们每次commit得到的commit id的前两位数，而子目录下的文件的文件名则是commit id的后38位。
   
   由于版本库对象对应的文件是经过sha(安全哈希算法)加密过的，所以我们无法直接查看该文件的具体内容，但是可以使用命令git cat-file来查看版本库对象的内容：
   
   可以看到版本库对象中记录了提交人信息，提交描述以及两个特殊的commit id。
   其中，parent 对应的是当前版本库对象对应的提交的上一次提交的commit id：
   
   tree 对应的是当前所有提交的记录：
   

总结

以上就是今天要讲的内容，本文介绍了 的相关概念。本文作者目前也是正在学习C++相关的知识，如果文章中的内容有错误或者不严谨的部分，欢迎大家在评论区指出，也欢迎大家在评论区提问、交流。
最后，如果本篇文章对你有所启发的话，希望可以多多支持作者，谢谢大家！