Git 版本控制基础

Git 是当今最流行的分布式版本控制系统，在 IoT 开发中用于管理固件代码、硬件设计文件和项目文档。本节将系统性地介绍 Git 的核心概念与基本操作，帮助读者快速上手版本控制。

Git 核心概念

Git 的三个工作区域：

工作目录（Working Directory） → 暂存区（Staging Area） → 本地仓库（Local Repository）
     git add                       git commit

工作目录：你正在编辑的文件
暂存区：准备提交的变更集合
本地仓库：Git 存储所有历史版本的地方

Git 基础工作流

初始化与克隆

# 在本地初始化一个新仓库
git init

# 克隆一个已有的远程仓库
git clone https://github.com/your-org/iot-project.git

日常开发三部曲：Add → Commit → Push

# 1. 查看当前状态
git status

# 2. 将修改添加到暂存区
git add main.c                    # 添加单个文件
git add src/                       # 添加整个目录
git add -p                         # 交互式分段添加（推荐）

# 3. 提交到本地仓库
git commit -m "feat: 添加 MQTT 连接重连机制"

# 4. 推送到远程仓库
git push origin main

提交信息规范：推荐使用 Conventional Commits 格式

feat: 新功能

fix: 修复

docs: 文档变更

refactor: 重构

test: 测试

chore: 构建/工具变更

查看历史与差异

# 查看提交历史
git log
git log --oneline                  # 简洁模式
git log --graph                    # 图形化查看分支

# 查看未暂存的变更
git diff

# 查看已暂存的变更
git diff --cached

拉取远程更新

# 拉取远程最新代码并合并到当前分支
git pull origin main

# 拉取但不合并（方便先查看差异）
git fetch origin
git log origin/main..HEAD          # 查看本地领先了哪些提交
git merge origin/main              # 确认后合并

分支管理

分支让团队可以并行开发互不干扰。

分支基础操作

# 查看所有分支（* 表示当前所在分支）
git branch

# 创建新分支
git branch feature/temperature-sensor

# 切换分支
git checkout feature/temperature-sensor

# 创建并切换（一步完成）
git checkout -b feature/humidity-sensor

# 删除分支（合并后清理）
git branch -d feature/temperature-sensor

常见分支策略

团队常用的 Git Flow 简化版结构：

main ────────●────────────●────────
              \          /
feature/xyz    ●──●──●──●
                  \
fix/abc           ●──●

main：稳定可发布的主分支
feature/*：功能开发分支，完成后合并回 main
fix/*：Bug 修复分支
开发完成后通过 Pull Request 合并

合并与冲突解决

# 将 feature 分支合并到当前分支
git merge feature/temperature-sensor

# 变基（保持线性历史，适合个人分支）
git checkout feature/temperature-sensor
git rebase main

当两个分支修改了同一文件的同一区域时，Git 会产生冲突：

# 冲突标记示例
<<<<<<< HEAD
Serial.println("Temperature: 25.5°C");
=======
Serial.println("Temperature: 26.3°C");
>>>>>>> feature/calibration

# 解决冲突：编辑文件，保留正确版本，删除标记
Serial.println("Temperature: 26.3°C");  # 采用校准后的值

# 标记冲突已解决并提交
git add sensor.cpp
git commit -m "fix: 解决温度校准值冲突"

远程仓库协作

添加远程仓库

# 添加远程仓库
git remote add origin https://github.com/your-org/iot-project.git

# 查看远程仓库
git remote -v

Pull Request 协作流程

# 推送本地分支到远程
git push origin feature/temperature-sensor

# 在 GitHub/GitLab 上创建 PR，描述中应包含：
# - 改动摘要
# - 关联的 Issue 编号
# - 测试方法
# - 影响范围

.gitignore 配置

在 IoT 项目中，以下文件不应纳入版本控制：

# 编译产物
build/
cmake-build-*/
*.o
*.elf
*.bin
*.hex

# IDE 配置
.vscode/
.idea/
*.swp
*.swo

# 环境配置（不提交密钥）
.env
*.env.local

# 系统文件
.DS_Store
Thumbs.db

# Python 缓存
__pycache__/
*.pyc

创建 .gitignore 后记得提交：

git add .gitignore
git commit -m "chore: 添加 .gitignore"

撤销与回退

# 撤销工作目录的修改（谨慎使用）
git checkout -- main.c

# 从暂存区撤回
git reset HEAD main.c

# 修改最近一次提交信息
git commit --amend -m "新提交信息"

# 回退到某个提交（不保留历史）
git reset --hard <commit-hash>

# 回退到某个提交（保留变更在工作目录）
git reset --soft <commit-hash>

常用命令速查表

命令	用途	常用参数
`git init`	初始化仓库	—
`git clone <url>`	克隆远程仓库	`--recursive`（含子仓库）
`git status`	查看工作区状态	`-s`（简洁模式）
`git add <file>`	暂存变更	`.`（所有）、`-p`（交互式）
`git commit`	提交暂存区	`-m`（信息）、`--amend`（修改上次提交）
`git push`	推送到远程	`origin main`、`--force`（慎用）
`git pull`	拉取并合并	`--rebase`（变基方式拉取）
`git branch`	管理分支	`-d`（删除）、`-a`（所有分支）
`git checkout`	切换分支/文件	`-b`（创建并切换）
`git merge <b>`	合并分支	—
`git log`	查看历史	`--oneline`、`--graph`
`git diff`	查看差异	`--cached`（暂存区差异）

下一步：掌握了 Git 基础操作后，下一节将介绍如何在 GitHub 上初始化项目仓库并配置团队协作环境。

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