1.2.2 Gitのコア操作

残す証拠

このページを終えたら、この evidence card を残します。

リポジトリ状態

操作前後の git status

操作

init、add、commit、branch、merge、remote、pull、またはpushコマンドを使用

履歴

何が変わったかを示す git log またはブランチグラフ

失敗確認

未追跡ファイル、誤ったブランチ、マージ衝突、またはリモート/認証の問題

期待される成果

別の学習者が安全に再実行できる、きれいな Git の trace

この節の位置づけ

この節から、Git を実際に使い始めます。重点は、毎日くり返し使う add、commit、status、log、diff、そして取り消し操作を身につけて、「少しコードを書く → 状態を確認する → 1 回記録を残す」という基本的な開発習慣を作ることです。

学習目標

• git add、git commit、git status、git log を使いこなす
• git diff で変更内容を確認できる
• .gitignore ファイルを書けるようになる
• よく使う取り消し操作を理解する

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準備

ここでは、AI プロジェクトの模擬例を使って、いろいろな操作を練習します。まずプロジェクトを作成します。

mkdir ai-image-classifier
cd ai-image-classifier
git init

# 基本的なプロジェクト構成を作成
mkdir data models src
touch src/train.py src/model.py src/utils.py
touch README.md requirements.txt

---

状態を確認する：git status

git status は最もよく使うコマンドの 1 つです。今のリポジトリの状態を教えてくれます。どのファイルが変更されたのか？ どれがステージングエリアにあるのか？ どれがまだ Git に追跡されていないのか？

git status

出力：

On branch main

No commits yet

Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)
        README.md
        requirements.txt
        src/

nothing added to commit but untracked files present

Untracked files（未追跡ファイル）：Git はそのファイルを見つけていますが、まだ管理していません。git add を使って、Git に「このファイルの追跡を始めてください」と伝える必要があります。

---

ステージングエリアに追加する：git add

# 単一ファイルを追加
git add README.md

# 複数ファイルを追加
git add src/train.py src/model.py

# フォルダ全体を追加
git add src/

# すべてのファイルを追加（最もよく使う）
git add .

# 変更された追跡済みファイルだけを追加（新規ファイルは含まない）
git add -u

実践例

まず、ファイルに少し内容を書きます。

echo "# AI 画像分類器" > README.md
echo "torch>=2.0" > requirements.txt

cat > src/model.py << 'EOF'
import torch.nn as nn

class SimpleCNN(nn.Module):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(3, 16, 3, padding=1)
        self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2)
        self.fc1 = nn.Linear(16 * 16 * 16, 10)

    def forward(self, x):
        x = self.pool(torch.relu(self.conv1(x)))
        x = x.view(-1, 16 * 16 * 16)
        x = self.fc1(x)
        return x
EOF

では、すべてのファイルを追加して状態を確認します。

git add .
git status

出力：

On branch main

No commits yet

Changes to be committed:
  (use "git rm --cached <file>..." to unstage)
        new file:   README.md
        new file:   requirements.txt
        new file:   src/model.py
        new file:   src/train.py
        new file:   src/utils.py

ファイルが緑色の “Changes to be committed” になっています。これは、ステージングエリアに入り、コミットできる状態になったという意味です。

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コミットする：git commit

git commit -m "プロジェクトを初期化：モデル定義とプロジェクト構成を追加"

出力：

[main (root-commit) a1b2c3d] プロジェクトを初期化：モデル定義とプロジェクト構成を追加
 5 files changed, 18 insertions(+)
 create mode 100644 README.md
 create mode 100644 requirements.txt
 create mode 100644 src/model.py
 create mode 100644 src/train.py
 create mode 100644 src/utils.py

コミットメッセージはどう書く？

コミットメッセージは、簡潔で分かりやすく、この変更で何をしたのかが一目で分かるように書きます。

よいコミットメッセージ：

git commit -m "CNN モデル定義を追加"
git commit -m "学習ループの学習率が更新されない bug を修正"
git commit -m "データ拡張を追加：ランダム反転と色変動"
git commit -m "README を更新：インストール手順を追加"

よくないコミットメッセージ：

git commit -m "update"           # 何を変えたの？
git commit -m "fix"              # 何を直したの？
git commit -m "aaa"              # ？？？
git commit -m "いろいろ変更"       # 何も伝わらない

実用的な考え方

コミットメッセージはこの質問に答えるものです：「このコミットで何をしたか？」 動詞で始めて（追加、修正、更新、削除、リファクタリングなど）、対象をはっきり書きましょう。

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変更を確認する：git diff

git diff は、「前回のコミット以降、何を変更したか」を教えてくれます。

例：モデルコードを修正する

# model.py に新しい層を追加
cat > src/model.py << 'EOF'
import torch
import torch.nn as nn

class SimpleCNN(nn.Module):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(3, 16, 3, padding=1)
        self.conv2 = nn.Conv2d(16, 32, 3, padding=1)  # 追加した畳み込み層
        self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2)
        self.fc1 = nn.Linear(32 * 8 * 8, 10)

    def forward(self, x):
        x = self.pool(torch.relu(self.conv1(x)))
        x = self.pool(torch.relu(self.conv2(x)))  # 追加
        x = x.view(-1, 32 * 8 * 8)
        x = self.fc1(x)
        return x
EOF

では、変更を確認します。

git diff

出力では、赤と緑で差分が強調されます。

--- a/src/model.py
+++ b/src/model.py
@@ -1,4 +1,5 @@
+import torch
 import torch.nn as nn

 class SimpleCNN(nn.Module):
     def __init__(self):
         super().__init__()
         self.conv1 = nn.Conv2d(3, 16, 3, padding=1)
+        self.conv2 = nn.Conv2d(16, 32, 3, padding=1)  # 追加した畳み込み層
         self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2)
-        self.fc1 = nn.Linear(16 * 16 * 16, 10)
+        self.fc1 = nn.Linear(32 * 8 * 8, 10)

• 赤色（- で始まる行）：削除された行
• 緑色（+ で始まる行）：追加された行

では、この変更をコミットします。

git add src/model.py
git commit -m "2つ目の畳み込み層を追加してモデルの表現力を向上"

diff の使い方いろいろ

git diff                    # 作業ディレクトリの未ステージ変更を確認
git diff --staged           # ステージングエリアの変更を確認（add 済みだが commit 前）
git diff HEAD~1             # 最新の 1 回前のコミットとの差分を見る
git diff abc1234 def5678    # 2 つのコミット間の差分を比較

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履歴を確認する：git log

git log

出力では、最新の commit から順に、ID、author、date、message が並びます。

commit	位置	message
def5678...	HEAD -> main	2つ目の畳み込み層を追加してモデルの表現力を向上
a1b2c3d...	過去の commit	プロジェクトを初期化：モデル定義とプロジェクト構成を追加

もっと簡潔に履歴を見る

# 1 行で 1 レコード表示（最もよく使う）
git log --oneline
# 出力:
# def5678 2つ目の畳み込み層を追加してモデルの表現力を向上
# a1b2c3d プロジェクトを初期化：モデル定義とプロジェクト構成を追加

# ファイル変更の統計つき
git log --oneline --stat

# ブランチを図で表示（ブランチがあるときに便利）
git log --oneline --graph --all

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.gitignore：Git に無視させるファイルを指定する

Git で管理しないほうがよいファイルがあります。

• データファイル（数 GB の学習データ）
• モデル重みファイル（数百 MB）
• 仮想環境フォルダ
• OS が生成する一時ファイル
• API キーやパスワードなどの機密情報

.gitignore ファイルを作って、Git に無視させます。

cat > .gitignore << 'EOF'
# Python キャッシュ
__pycache__/
*.pyc
*.pyo

# 仮想環境
venv/
.venv/
env/

# Jupyter Notebook のチェックポイント
.ipynb_checkpoints/

# データファイル（大きすぎるので Git に入れない）
data/*.csv
data/*.json
data/*.zip
*.h5
*.hdf5

# モデル重みファイル
models/*.pt
models/*.pth
models/*.onnx
*.bin

# 環境変数ファイル（API キーなどの機密情報を含む）
.env
.env.local

# IDE の設定
.vscode/
.idea/

# OS のファイル
.DS_Store
Thumbs.db

# ログ
logs/
*.log

# 配布/パッケージ
dist/
build/
*.egg-info/
EOF

git add .gitignore
git commit -m ".gitignore を追加：キャッシュ、データ、モデル重み、機密ファイルを無視"

.gitignore が効いているか確認する

# 無視されるべきファイルをいくつか作成
mkdir -p __pycache__
touch __pycache__/model.cpython-311.pyc
touch .env
echo "OPENAI_API_KEY=your_api_key_here" > .env

# 状態を確認——これらのファイルは表示されない
git status
# 出力: nothing to commit, working tree clean

.env と __pycache__/ は無視され、Git に送られません。API キーは安全です。

すでに追跡されているファイル

.gitignore は、まだ Git に追跡されていないファイルにのみ有効です。 先にファイルをコミットしてから .gitignore に追加しても、自動では無視されません。先に手動で追跡解除する必要があります。

git rm --cached .env
git commit -m ".env ファイルを Git から削除"

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取り消し操作：後悔したときの対処

Git にはいくつかの「後悔したときの対処法」があります。どこまで進めたあとに取り消したいかで使い分けます。

取り消しコマンドは、まず練習用リポジトリで試す

取り消しコマンドは便利ですが、一部のコマンドは意図的に変更を破棄します。実際のプロジェクトで使う前に、git status と git diff を実行し、どの変更が残り、どの変更が失われるのかを確認してください。

初心者は、次の順番で考えると安全です。

flowchart TD
    A["何かがおかしい"] --> B["git status を実行"]
    B --> C["git diff を実行"]
    C --> D{"すでに commit した？"}
    D -->|"まだ、stage もしていない"| E["git restore file<br/>ローカル変更を破棄"]
    D -->|"stage 済み、commit 前"| F["git restore --staged file<br/>変更を残して stage から外す"]
    D -->|"commit 済み"| G["まず修正 commit を検討<br/>reset は練習用で先に試す"]

場面 1：ファイルを変更したが、まだ add していない。元に戻したい

# src/utils.py を変更したが、満足できないので前回のコミット状態に戻す
git restore src/utils.py

# すべてのファイルを戻す
git restore .

git restore は変更を破棄します。元に戻せません。本当に不要な変更だと確認してから実行してください。

場面 2：すでに add したが、ステージングエリアから外したい（変更は残す）

# model.py を add したが、まだ commit したくない
git restore --staged src/model.py

# ファイルはステージングエリアから作業ディレクトリに戻り、変更内容は残る

場面 3：すでに commit したが、コミットメッセージを直したい

# 直前のコミットをしたあと、メッセージの誤りに気づいた
git commit --amend -m "修正後のコミットメッセージ"

場面 4：すでに commit したが、コミット全体を取り消したい

# 最新のコミットを取り消すが、ファイル変更は残す（add 前の状態に戻る）
git reset HEAD~1

# 最新のコミットを取り消し、変更もすべて破棄する（完全に戻す。慎重に）
git reset --hard HEAD~1

最初の数週間は、git reset --hard を日常コマンドではなく緊急用コマンドとして扱ってください。チーム開発では履歴を書き換えると他の人にも影響するため、間違いを直す新しい commit を作る方が安全なことが多いです。

例：完全なやり直しの流れ

# うっかり API キーをコミットしてしまったとする
echo "API_KEY=your_api_key_here" > config.py
git add .
git commit -m "設定ファイルを追加"

# まずい！ キーは commit してはいけない。今回の commit を取り消す
git reset HEAD~1

# ファイルは残るが、コミットは取り消された。ここで .gitignore に追加する
echo "config.py" >> .gitignore
git add .gitignore
git commit -m ".gitignore を更新：config.py を無視"

取り消し操作の早見表

何を取り消したいか	コマンド	ファイル変更は残るか
作業ディレクトリの変更（まだ add していない）	git restore ファイル名	❌ 破棄
ステージングエリアのファイル（add 済みで commit 前）	git restore --staged ファイル名	✅ 残る
最新の commit メッセージを間違えた	git commit --amend -m "新しいメッセージ"	✅ 残る
最新の commit を取り消す（変更は残す）	git reset HEAD~1	✅ 残る
最新の commit を取り消す（変更も破棄）	git reset --hard HEAD~1	❌ 破棄

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実践練習：1 回の開発プロセスを通してやってみる

# 1. 学習スクリプトを書く
cat > src/train.py << 'EOF'
import torch
from model import SimpleCNN

model = SimpleCNN()
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
print("モデルのパラメータ数:", sum(p.numel() for p in model.parameters()))
EOF

git add src/train.py
git commit -m "基本的な学習スクリプトを追加"

# 2. ユーティリティ関数を書く
cat > src/utils.py << 'EOF'
def accuracy(predictions, labels):
    """正解率を計算する"""
    correct = (predictions.argmax(dim=1) == labels).sum().item()
    return correct / len(labels)
EOF

git add src/utils.py
git commit -m "正解率計算のユーティリティ関数を追加"

# 3. README を更新
cat > README.md << 'EOF'
# AI 画像分類器

CNN を使ったシンプルな画像分類プロジェクトです。

## インストール

```bash
pip install -r requirements.txt
```

## 使い方

```bash
python src/train.py
```
EOF

git add README.md
git commit -m "README を更新：インストール方法と使い方を追加"

# 4. 完全な履歴を確認
git log --oneline

次のような 5 つのコミット履歴が見えるはずです。

f6g7h8i README を更新：インストール方法と使い方を追加
d4e5f6g 正解率計算のユーティリティ関数を追加
b2c3d4e 基本的な学習スクリプトを追加
9a0b1c2 .gitignore を追加：キャッシュ、データ、モデル重み、機密ファイルを無視
a1b2c3d プロジェクトを初期化：モデル定義とプロジェクト構成を追加

それぞれが、あとから戻れる保存ポイントです。

プロジェクト参考とレビュー観点

1. 最後の git log --oneline には、この練習で作った 3 つの commit と、前に初期化した commit が表示されます。
2. 1 つの commit には 1 つの小さな考えだけを保存します。学習スクリプト、ユーティリティ関数、README 更新を混ぜすぎないようにします。
3. 最後の git status は clean か、説明できる未追跡ファイルだけが残っている状態にします。
4. src/train.py が torch や model 不足で失敗する場合、それは Git ではなく実行環境の問題です。失敗は記録し、Git 操作の証拠は残します。
5. よい commit message は Add basic training script のように動作と意味が分かります。update stuff のような曖昧な表現は避けます。

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まとめ

コマンド	用途	使用頻度
git status	現在の状態を確認する	⭐⭐⭐⭐⭐
git add .	すべての変更をステージする	⭐⭐⭐⭐⭐
git commit -m "メッセージ"	コミットする	⭐⭐⭐⭐⭐
git log --oneline	履歴を見る	⭐⭐⭐⭐
git diff	変更内容を見る	⭐⭐⭐⭐
git restore	作業ディレクトリの変更を取り消す	⭐⭐⭐
git reset	コミットを取り消す	⭐⭐