Tools-Tutorial
Tools Tutorial for Computer Science
Abstract
In this article, you will learn a set of methodologies for using tools in computer science. It will teach you how to quickly get started and master the use of tools through practical approaches, while continuously improving your skills through ongoing practice.
Table of contents
Introduction
程序员之间很流行一句话，不要重复造轮子。
造轮子其实是个很值得探讨的话题，有机会日后开一篇聊一聊~
的确，作为轮子的使用者，我们不需要过分关注开发者所封装好的具体的实现细节，只需要掌握工具最基本的使用手段，就可以最大化地提升自己的效率。
然而，在实际的学习过程中时，笔者经常会为工具的学习而感到苦恼，比如：
- 在
Github上淘到一个很有意思的project，想开箱玩一玩，但是止步于读懂用户手册。 - Be trapped in 各种讨人厌的配置环境和报错信息中。
- 尝试学习一项新技能，但发现这项技能需要许多的前置技能，导致迟迟无法获得学习的正向反馈，最后学习的热情被浇灭不了了之。
- 学习曲线过于陡峭，导致在使用初期开发效率不升反降。
- 学会了但总是没有养成经常使用的习惯，导致学了忘忘了学，每次需要一些命令还得很麻烦的问
GPT。
日后，在与其他同学的交流中，发现这样的问题并非个例，而是普遍存在的问题！在下文中，笔者将以git的学习历程为例，手把手搭建工具学习的高效方法论。在博客的最后，笔者将会对方法论作系统性的总结，并对上文提到的5个问题做针对性的解答。
Basic Principles
用12字概括这一套方法论，就是：
- 提高效率：这是工具使用的目的。
- 二八法则：这其实还是提高效率的另一种表达：花较短的时间学习工具20%的功能，便可以解决80%的问题。
- 实践为王：工具使用的落脚点不是纸上谈兵而是具体落地到项目中去使用。
Showcasing Usage with Git
Overall Perception of Basic information
感知新内容的基本信息&初步构建较为完整的知识网络
学习新技能的第一步，就是很好的认识他！
这一点其实非常重要，而恰恰被网上天花乱坠的保姆级无脑手把手教程所忽略了，就是这个工具是怎么来的？为什么我们需要这一个工具？ 这涉及到工具的根本属性：改善工作流，提高生产力。一切工具的使用都是基于这一点而出发的，换句话说，工具的使用都是为了解决现实生活中的实际问题。
因此，认识工具的第一步就是回答下面三个问题：
- 这个工具是什么？用一句话概括展现其本质的属性。
- 这个工具是为了解决什么实际问题而存在的？
- 这个工具有什么用处？
新的问题来了，我们该如何高效地获取上面这三个问题的答案？下文笔者将以Git做示范。
What is Git?
如何迈出我们学习的第一步？那当然是从网上获取答案。在这一步，我们需要重点关注信息渠道来源的权威性和可解释性。下面分别阐述这两点。
The authority of information
我们上网搜索Git，以下三张图展示了不同搜索引擎的搜索结果：
我们发现很多全新的名词，现在看不懂没有关系，但至少我们发现了一个网站，https://git-scm.com ，这个网站在三个搜索引擎的页面都出现了，足以证明其重要性。
搜索引擎的选择其实也有很多学问，笔者的默认搜索引擎和浏览器是Bing浏览器，有时也会用Google浏览器（这个有时候需要一些魔法，个人感觉在日常使用上Bing已经完全足够了）。非常不建议各位使用百度或者360等软件作为主力搜索引擎去使用，广告弹窗太多并且推荐系统很垃圾。就像在上面展示的，百度的首个推送竟然是广告，并且也没有像Bing或Google这样的首页摘要供用户快速查询。
打开这个网站，我们发现了新世界。
这就是Git的官方网站，在这里的信息代表着最新颖最权威的信息！没有经过任何转述的过程。这也是我们后续学习的主战场之一。
细看这个网站，貌似我们能够回答第一个问题了，这个工具是什么？Git的官网给出了最权威并且也是最准确的解答：
Git is a free and open source distributed version control system designed to handle everything from small to very large projects with speed and efficiency.
Git is easy to learn and has a tiny footprint with lightning fast performance. It outclasses SCM tools like Subversion, CVS, Perforce, and ClearCase with features like cheap local branching, convenient staging areas, and multiple workflows.
贴心的附上中文翻译，不过学好英语还是很重要的哇！
Git 是一个免费且开源的分布式版本控制系统，旨在以速度和效率处理从小型到超大型的各种项目。
Git 易于学习，并且具有极小的资源占用和闪电般的性能。它通过诸如廉价的本地分支、便捷的暂存区域和多种工作流程等特性，超越了 Subversion、CVS、Perforce 和 ClearCase 等 SCM 工具。
锦囊妙计①：重视官方网站（权威性）
The interpretability of information
这看着很酷，不是吗？毕竟我们找到了一个“宝藏网站”，也知道了后续我们要在哪里学习。但是，Git的官方网站算是世界上写的最好的官方文档之一了，实际上很多项目的官方文档并不具备很高的可读性。
比如，下面是C++的官方文档，当时真的是对我幼小的心灵造成了降维打击。像这样的官方文档就会更加注重全面性和严谨性，受众群体是准专业开发者而非入门的新手菜鸟。而对于菜鸟来说，这个网站更多应该起到一种References的作用。
程序员最讨厌的四件事：写注释、写文档、别人不写注释、别人不写文档。
又比如，其实你并不了解上文的distributed version control system到底是啥意思？这其实是因为我们缺乏一种可读性且直观性的解释。而生成式AI模型可以给我们带来生动形象的解释（信息的可解释性）。顺带的，我们也可以解决我们在最开始问的第二个问题，这个工具是为了解决什么实际问题而存在的？
在这里各位不需要为AI工具的使用而发愁，我推荐使用GPT，Claude（这俩需要魔法），国内推荐DeepSeek，豆包，文心一言，天工AI等。笔者目前使用GPT+Cursor+DeepSeek的组合。下文的实例都将使用DeepSeek作为示范AI：
ChatBox with DeepSeek
Me: 请用通俗的语言解释一下Git是什么
DeepSeek: Git 是一个版本控制系统，简单来说，它就像是一个“时光机”，帮你记录和管理文件的变化。
举个例子：假设你在写一篇文章，每次修改后，Git 都会帮你保存一个“快照”。这样，如果你改错了内容，或者想看看之前的样子，Git 可以轻松帮你找回之前的版本。
Git 还特别适合多人协作。比如你和朋友一起写代码，Git 可以让你们同时工作，最后再把各自的修改合并到一起，避免混乱。
总结一下，Git 的主要功能就是：
- 记录文件的变化历史。
- 方便多人协作。
- 随时回退到之前的版本。
它广泛用于软件开发，但也可以用来管理任何类型的文件。
Me: Git在实际应用中会解决什么样的问题？
DeepSeek: Git 在实际应用中主要解决以下几类问题：
版本管理
- 问题：在开发过程中，文件会不断修改，可能会遇到改错代码、误删文件，或者想找回之前某个版本的情况。
- Git 的解决方案：Git 会记录每次文件的变化，你可以随时查看历史版本，甚至回退到之前的某个状态。
例子：你写了一段代码，后来改坏了，可以用 Git 轻松找回之前的正确版本。
多人协作
- 问题：多人同时修改同一个文件时，容易产生冲突，或者不知道谁改了哪里。
- Git 的解决方案：Git 允许每个人在自己的分支上工作，最后将修改合并到一起。如果有冲突，Git 会提示你解决。
例子：你和同事同时开发一个功能，Git 可以帮助你们合并代码，避免覆盖对方的工作。
代码备份
- 问题：代码只存在本地电脑上，如果电脑坏了或文件丢失，工作成果就没了。
- Git 的解决方案：Git 可以将代码上传到远程仓库（如 GitHub、GitLab），实现备份和共享。
例子：你可以把代码推送到 GitHub，这样即使电脑出问题，代码也不会丢失。
分支管理
- 问题：在开发新功能或修复 bug 时，直接修改主代码可能会影响正在运行的程序。
- Git 的解决方案：Git 支持创建分支，你可以在新分支上开发，完成后再合并到主分支。
例子：你想开发一个新功能，可以创建一个新分支，完成后测试无误再合并到主分支。
追踪改动
- 问题：修改代码后，很难记住具体改了哪些地方，为什么要改。
- Git 的解决方案：Git 会记录每次改动的具体内容，并且你可以为每次改动添加注释（commit message），方便以后查看。
例子：你可以通过 Git 查看某次改动的具体内容，了解为什么修改了某段代码。
代码审查
- 问题：多人协作时，如何确保代码质量？
- Git 的解决方案：通过 Git 的 Pull Request（PR）功能，其他人可以查看你的代码改动并提出建议。
例子：你完成一个功能后，发起 PR，同事可以检查代码并提出改进意见。
总结
Git 主要解决了以下问题：
- 版本丢失或混乱。
- 多人协作时的冲突。
- 代码备份和共享。
- 开发新功能时的风险隔离。
- 追踪改动和代码审查。
无论是个人项目还是团队协作，Git 都是提高效率、降低风险的重要工具。
Me: Git的官网上解释的是distributed version control system，你能用通俗的语言解释一下吗
DeepSeek: 当然可以！Git 官网说它是一个 “分布式版本控制系统”，听起来有点复杂，但其实很简单。我们可以拆开来看：
- 版本控制系统
Git 是一个用来管理文件变化的工具。比如你写代码或文档，每次修改后，Git 都会帮你保存一个“快照”。这样，你可以随时查看之前的内容，或者回退到某个历史版本。
- 分布式
这是 Git 最特别的地方。传统的版本控制系统（比如 SVN）是 集中式 的，所有文件的历史版本都存放在一个中央服务器上。如果服务器坏了，大家就没法工作了。
而 Git 是 分布式 的，意思是：
- 每个人电脑上都有一个完整的仓库（包括所有文件的历史记录）。
- 你不需要依赖中央服务器，可以在本地完成大部分操作（比如查看历史、创建分支、提交改动等）。
- 你可以随时和其他人的仓库同步，交换改动。
举个例子：
假设你和朋友一起写代码：
- 你用 Git 把整个项目（包括所有历史记录）复制到自己的电脑上。
- 你在本地修改代码，Git 帮你记录每次改动。
- 你朋友也在他的电脑上修改代码，Git 也帮他记录。
- 你们各自完成后，可以把改动同步到一起。
即使没有网络，你也可以在本地工作，等有网了再同步。如果中央服务器坏了，你们每个人的电脑上都有完整的备份，不会丢失数据。
总结
“分布式版本控制系统” 就是：
- 版本控制：帮你记录文件的变化历史。
- 分布式：每个人电脑上都有完整的仓库，不依赖中央服务器，更灵活、更安全。
Git 的这种设计让它特别适合个人开发、团队协作，甚至是开源项目的全球协作（比如 Linux 内核开发）。
我在这里问了AI三个问题，他直接解决了我的所有问题！！！可谓是强大至极。我不仅知道了Git官网中的“分布式版本控制系统”是什么意思，还知道了Git在日常用途中经常使用在哪些场景中，Git能够解决哪些生活中的实际问题。
锦囊妙计②：善用AI工具（可解释性）
当你束手无策的时候，不妨和AI聊聊天，对于入门级别的工具教程而言，AI已经能够做的比大部分人类教程要好了。
注意，不要产生对AI的过度依赖心理！AI的输出并不保证绝对的正确性，尤其是在涉及更深层次问题的时候。因此，极度不推荐完全借助AI的力量来学习工具！这往往会带来很严重的隐患，作为一个学习者的身份，你根本无法判断AI生成的内容到底是正确的还是胡说八道。相反，将AI作为工具辅助学习才是最为高效且安全的选择。
至此，以下三个问题的答案，已经如何找到以下三个问题答案的答案，已经被我们找到了：
- 这个工具是什么？用一句话概括展现其本质的属性。
- 分布式版本控制系统，记录文件变化历史。
- 这个工具是为了解决什么实际问题而存在的？
- 管理文件版本，避免丢失，支持多人协作。
- 这个工具有什么用处？
- 备份代码、回退版本、分支管理、团队协作。
Period 1: 学习最基本的框架知识，经典三连问。
学习时间：<1h（熟练起来20分钟足矣）
关键：
- 把握官方网站和一些权威途径（权威性）
- 善于使用AI工具（可解释性）
施工区勿看！
Quick Start for a project
借助他人使用的轮子的力量
借助典型示例快速上手一个project
最重要的部分
以实战项目为最好的教材，在实践中学习代码（知识）是怎么实现的
From imitating to modifying and enhancing
- 在精读完示例project后，可以尝试开始 模仿
- 模仿————修改————优化
- 不断地发现问题，解决问题！
Diving into principles
- 在这个阶段，已经初步具备构建工程的基本能力，但仍需要进一步掌握底层原理和一些更高级更进阶的用法（自主性和创新性）
- 可以在开源网站上学习他人的成果
- 尝试阅读官方文件或者一些底层文件
- 对底层原理的学习往往是枯燥的，对于工程实践来说初期永远是实践最重要，对于原理层面起到锦上添花的作用，目的在于为我们后续的个性化创新奠定基础。
Occasional Backtracking
- 经典回读！！！
- 1-2-3-4往往是循环的过程，在哪一步都会受挫，理性分析，适当求助，疯狂拷打ChatGPT
Conclusion and Notice
- 该学习方法不适应于逻辑性比较强的理科
- 该学习方法不适用于底层的基础学科
- 该学习方法适用于已经存在一定迁移基础的新学科，不适合完全未曾涉猎的学科
References
做一名终身的学习者