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工具集

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Vim

为什么学习 Vim

在我看来 Vim 编辑器有如下的好处：

• 让你的整个开发过程手指不需要离开键盘，而且光标的移动不需要方向键使得你的手指一直处在打字的最佳位置。
• 方便的文件切换以及面板控制可以让你同时开发多份文件甚至同一个文件的不同位置。
• Vim 的宏操作可以批量化处理重复操作（例如多行 tab，批量加双引号等等）
• Vim 是很多服务器自带的命令行编辑器，当你通过 ssh 连接远程服务器之后，由于没有图形界面，只能在命令行里进行开发（当然现在很多 IDE 如 PyCharm 提供了 ssh 插件可以解决这个问题）。
• 异常丰富的插件生态，让你拥有世界上最花里胡哨的命令行编辑器。

如何学习 Vim

不幸的是 Vim 的学习曲线确实相当陡峭，我花了好几个星期才慢慢适应了用 Vim 进行开发的过程。最开始你会觉得非常不适应，但一旦熬过了初始阶段，相信我，你会爱上 Vim。

Vim 的学习资料浩如烟海，但掌握它最好的方式还是将它用在日常的开发过程中，而不是一上来就去学各种花里胡哨的高级 Vim 技巧。个人推荐的学习路线如下：

• 先阅读这篇 tutorial，掌握基本的 Vim 概念和使用方式，不想看英文的可以阅读这篇教程。
• 用 Vim 自带的 vimtutor 进行练习，安装完 Vim 之后直接在命令行里输入 vimtutor 即可进入练习程序。
• 最后就是强迫自己使用 Vim 进行开发，IDE 里可以安装 Vim 插件。
• 等你完全适应 Vim 之后新的世界便向你敞开了大门，你可以按需配置自己的 Vim（修改 .vimrc 文件），网上有数不胜数的资源可以借鉴。
• 如果你想对配置 Vim 有更加深入的了解，Learn Vim Script the Hard Way 是一个很好的资源。

关于键位映射

用 Vim 编辑代码的时候会频繁用到 ESC 和 CTRL 键, 但是这两个键都离 home row 很远, 可以把 CapsLock 键映射到 Esc 或者 Ctrl 键，让手更舒服一些。

Windows 系统可以使用 Powertoys 或者 AutoHotkey 重映射键位。
MacOS 系统提供了重映射键位的设置，另外也可以使用 Karabiner-Elements 重映射。
Linux 系统可以使用 xremap 进行映射，对于 wayland 和 x.org 都可以使用，并且支持分别映射点按和按住。

但更佳的做法是同时将 CapsLock 映射为 Ctrl 和 Esc，点按为 Esc，按住为 Ctrl。这是不同系统下的实现方法：

• Windows
• MacOS
• Linux

推荐参考资料

• • Neil, Drew. Practical Vim: Edit Text at the Speed of Thought. N.p., Pragmatic Bookshelf, 2015.
  • Neil, Drew. Modern Vim: Craft Your Development Environment with Vim 8 and Neovim. United States, Pragmatic Bookshelf.

 

 

Emacs

为什么学习 Emacs

Emacs 是一个与 Vim 齐名的强大编辑器，事实上 Emacs 几乎具有 Vim 的所有好处，例如：

• 只需要键盘就可以完成所有操作，大量使用快捷键，具有极高的编辑效率。
• 既可以在终端无图形界面的场景下使用，也可使用有图形界面的版本获得更现代、更美观的体验。

此外，Emacs 与其它大部分编辑器最大的不同就在于其强大的扩展性。Emacs 的内核没有对用户做出任何限制，使用 Emacs Lisp 编程语言可以为 Emacs 编写任意逻辑的插件来扩展 Emacs 的功能。经过几十年的积累，Emacs 的插件生态可谓编辑器中最为丰富和强大的生态之一。有一种说法是，“Emacs 表面上是个编辑器，其实是一个操作系统”。只要稍作学习，你也可以编写属于自己的 Emacs 扩展。

Emacs 对 Vim 用户也十分友好，有一个叫 evil 的插件可以让用户在 Emacs 中使用 Vim 的基本操作，只需要很低的迁移成本即可从 Vim 转到 Emacs。曾经有统计显示有相当一部分用户会从 Vim 转到 Emacs，但几乎没有用户从 Emacs 转到 Vim。事实上，Emacs 相对 Vim 最大的不足是纯文本编辑方面不如 Vim 的多模态编辑效率高，但凭借其强大的扩展性，Emacs 可以扬长避短，把 Vim 吸收进来，结合了二者的长处。

如何学习 Emacs

与 Vim 相同，Emacs 的学习曲线也比较陡峭，但一旦理解了 Emacs 的使用逻辑，就会爱不释手。然而，网上的 Emacs 资料大多不细致、不够准确，甚至有哗众取宠的嫌疑。

这里给大家推荐一个较新的中文教程《专业 Emacs 入门》，这篇教程比较系统和全面，且讲述相对比较耐心细致，在讲解 Emacs 基本逻辑的同时也给出了成套的插件推荐，读完后可以获得一个功能完善的、接近 IDE 的 Emacs，因此值得一读。学完教程只是刚刚开始，学会之后要经常使用，在使用中遇到问题勤于搜索和思考，最终才能得心应手。

关于键位映射

Emacs 的唯一缺点便是对 Ctrl 键的使用过多，对小手指不是很友好，强烈建议更改 Ctrl 键的键盘映射。更改映射的方式与 Vim 教程中的方法相同，这里不做赘述。

 

 

Git

为什么使用 Git

Git 是一款分布式的代码版本控制工具，Linux 之父 Linus 嫌弃当时主流的中心式的版本控制工具太难用还要花钱，就自己开发出了 Git 用来维护 Linux 的版本（给大佬跪了）。

Git 的设计非常优雅，但初学者通常因为很难理解其内部逻辑因此会觉得非常难用。对 Git 不熟悉的初学者很容易出现因为误用命令将代码给控制版本控制没了的状况（好吧是我）。

但相信我，和 Vim 一样，Git 是一款你最终掌握之后会感叹“它值得！”的神器。

如何学习 Git

和 Vim 不同，我不建议初学者在一知半解的情况下贸然使用 Git，因为它的内部逻辑并不能熟能生巧，而是需要花时间去理解。我推荐的学习路线如下：

1. 阅读这篇 Git tutorial，视频的话可以看这个尚硅谷Git教程
2. 阅读这本开源书籍 Pro Git 的 Chapter1 – Chapter5，是的没错，学 Git 需要读一本书（捂脸）。
3. 此时你已经掌握了 Git 的原理和绝大部分用法，接下来就可以在实践中反复巩固 Git 的命令了。但用好它同样是一门哲学，我个人觉得这篇如何写好 Commit Message 的博客非常值得一读。
4. 好的此时你已经爱上了 Git，你已经不满足于学会它了，你想自己实现一个 Git！巧了，我当年也有这样的想法，这篇 tutorial 可以满足你！
5. 什么？光实现一个 Git 无法满足你？小伙子/小仙女有前途，巧的是我也喜欢造轮子，这两个 GitHub 项目 build-your-own-x 和 project-based-learning 收录了你能想到的各种造轮子教程，比如：自己造个编辑器、自己写个虚拟机、自己写个 docker、自己写个 TCP 等等等等。

 

 

GitHub

GitHub 是什么

从功能上来说，GitHub 是一个在线代码托管平台。你可以将你的本地 Git 仓库托管到 GitHub 上，供多人同时开发浏览。但现如今 GitHub 的意义已远不止如此，它已经演变为一个非常活跃且资源极为丰富的开源交流社区。全世界的软件开发者在 GitHub 上分享各式各样种类繁多的开源软件。大到工业级的深度学习框架 PyTorch, TensorFlow，小到几十行的实用脚本，既有硬核的知识分享，也有保姆级的教程指导，甚至很多技术书籍也在 GitHub上开源（例如诸位正在看的这本——如果我厚着脸皮勉强称之为书的话）。闲来无事逛逛 GitHub 已经成为了我日常生活的一部分。

在 GitHub 里，星星是对一个项目至高无上的肯定，如果你觉得这本书对你有用的话，欢迎通过右上角的链接进入仓库主页献出你宝贵的星星✨。

如何使用 GitHub

如果你还从未在 GitHub 上建立过自己的远程仓库，也没有克隆过别人的代码，那么我建议你从 GitHub的官方教程开始自己的开源之旅。

如果你想时刻关注 GitHub 上一些有趣的开源项目，那么我向你重磅推荐 HelloGitHub 这个网站以及它的同名微信公众号。它会定期收录 GitHub 上近期开始流行的或者非常有趣的开源项目，让你有机会第一时间接触各类优质资源。

GitHub 之所以成功，我想是得益于“我为人人，人人为我”的开源精神，得益于知识分享的快乐。如果你也想成为下一个万人敬仰的开源大佬，或者下一个 star 破万的项目作者。那就把你在开发过程中灵感一现的 idea 化作代码，展示在 GitHub 上吧～

不过需要提醒的是，开源社区不是法外之地，很多开源软件并不是可以随意复制分发甚至贩卖的，了解各类开源协议并遵守，不仅是法律的要求，更是每个开源社区成员的责任。

 

 

GNU Make

为什么学 GNU Make

大家第一次写 hello world 程序的时候一定都记得，在编辑完 helloworld.c 之后，需要用 gcc 编译生成可执行文件，然后再执行（如果你不理解前面这段话，请先自行谷歌 gcc 编译 并理解相关内容）。但如果你的项目由成百上千个 C 源文件组成，并且星罗棋布在各个子目录下，你该如何将它们编译链接到一起呢？假如你的项目编译一次需要半个小时（大型项目相当常见），而你只修改了一个分号，是不是还需要再等半个小时呢？

这时候 GNU Make 就闪亮登场了，它能让你在一个脚本里（即所谓的 Makefile）定义整个编译流程以及各个目标文件与源文件之间的依赖关系，并且只重新编译你的修改会影响到的部分，从而降低编译的时间。

如何学习 GNU Make

这里有一篇写得深入浅出的文档供大家参考。

GNU Make 掌握起来相对容易，但用好它需要不断的练习。将它融入到自己的日常开发中，勤于学习和模仿其他优秀开源项目里的 Makefile 的写法，总结出适合自己的 template，久而久之，你对 GNU Make 的使用会愈加纯熟。

 

 

CMake

为什么学习 CMake

CMake 是类似于 GNU make 的跨平台自动软件构建工具，使用 CMakeLists.txt 定义构建规则，相比于 make 它提供了更多的功能，在各种软件构建上广泛使用。强烈建议学习使用 GNU Make 和熟悉 Makefile 后再学习 CMake。

如何学习 CMake

CMakeLists.txt 比 Makefile 更为抽象，理解和使用难度也更大。现阶段很多 IDE (如 Visual Studio, CLion) 提供了自动生成 CMakeLists.txt 的功能，但掌握 CMakeLists.txt 的基本用法仍然很有必要。除了 CMake 官方 Tutorial 外，上海交通大学 IPADS 组新人培训也提供了大约一小时的视频教程。

 

 

LaTeX

为什么学 LaTeX

如果你需要写论文，那么请直接跳到下一节，因为你不学也得学。

LaTeX 是一种基于 TeX 的排版系统，由图灵奖得主 Lamport 开发，而 Tex 则是由 Knuth 最初开发，这两位都是计算机界的巨擘。当然开发者强并不是我们学习 LaTeX 的理由，LaTeX 和常见的所见即所得的 Word 文档最大的区别就是用户只需要关注写作的内容，而排版则完全交给软件自动完成。这让没有任何排版经验的普通人得以写出排版非常专业的论文或文章。

Berkeley 计算机系教授 Christos Papadimitriou 曾说过一句半开玩笑的话：

Every time I read a LaTeX document, I think, wow, this must be correct!

如何学习 LaTeX

推荐的学习路线如下：

• LaTeX 的环境配置是个比较头疼的问题。如果你本地配置 LaTeX 环境出现了问题，可以考虑使用 Overleaf 这个在线 LaTeX 编辑网站。站内不仅有各种各样的 LaTeX 模版供你选择，还免去了环境配置的难题。
• 阅读下面三篇 Tutorial: Part-1, Part-2, Part-3。
• 学习 LaTeX 最好的方式当然是写论文，不过从一门数学课入手用 LaTeX 写作业也是一个不错的选择。

其他值得推荐的入门学习资料如下：

• 一份简短的安装 LaTeX 的介绍 [GitHub] 或者 TEX Live 指南（texlive-zh-cn）[PDF] 可以帮助你完成安装和环境配置过程
• 一份（不太）简短的 LaTeX2ε 介绍（lshort-zh-cn）[PDF] [GitHub] 是由 CTEX 开发小组翻译的，可以帮助你快速准确地入门，建议通读一遍
• 刘海洋的《LaTeX 入门》，可以当作工具书来阅读，有问题再查找，跳过 CTEX 套装部分
• 现代 LaTeX 入门讲座
• 一份其实很短的 LaTeX 入门文档

 

 

Docker

为什么使用 Docker

使用别人写好的软件/工具最大的障碍是什么——必然是配环境。配环境带来的折磨会极大地消解你对软件、编程本身的兴趣。虚拟机可以解决配环境的一部分问题，但它庞大笨重，且为了某个应用的环境配置好像也不值得模拟一个全新的操作系统。

Docker 的出现让环境配置变得（或许）不再折磨。简单来说 Docker 使用轻量级的“容器”（container）而不是整个操作系统去支持一个应用的配置。应用自身连同它的环境配置被打包为一个个 image 可以自由运行在不同平台的一个个 container 中，这极大地节省了所有人的时间成本。

如何学习 Docker

Docker 官方文档当然是最好的初学教材，但最好的导师一定是你自己——尝试去使用 Docker 才能享受它带来的便利。Docker 在工业界发展迅猛并已经非常成熟，你可以下载它的桌面端并使用图形界面。

当然，如果你像我一样，是一个疯狂的造轮子爱好者，那不妨自己亲手写一个迷你 Docker 来加深理解。

KodeKloud Docker for the Absolute Beginner 全面的介绍了 Docker 的基础功能，并且有大量的配套练习，同时提供免费的云环境来完成练习。其余的云相关的课程如 Kubernetes 需要付费，但个人强烈推荐：讲解非常仔细，适合从 0 开始的新手；有配套的 Kubernetes 的实验环境，不用被搭建环境劝退。

 

 

Scoop

为什么使用 Scoop

在 Windows 下，搭建开发环境一直是一个复杂且困难的问题。由于没有一个统一的标准，导致各种开发环境的安装方式差异巨大，需要付出很多不必要的时间成本。而 Scoop 可以帮助你统一安装并管理常见的开发软件，省去了手动下载安装，配置环境变量等繁琐步骤。

例如安装 python 和 nodejs 只需要执行：

scoop install python
scoop install nodejs

安装 Scoop

Scoop 需要 Windows PowerShell 5.1 或者 PowerShell 作为运行环境，如果你使用的是 Windows 10 及以上版本，Windows PowerShell 是内置在系统中的。而 Windows 7 内置的 Windows PowerShell 版本过于陈旧，你需要手动安装新版本的 PowerShell。

由于发现很多同学在设置 Windows 用户时使用了中文用户名，导致了用户目录也变成了中文名。如果按照 Scoop 的默认方式将软件安装到用户目录下，可能会造成部分软件执行错误。所以这里推荐安装到自定义目录，如果需要其他安装方式请参考： ScoopInstaller/Install

# 设置 PowerShell 执行策略
Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope CurrentUser
# 下载安装脚本
irm get.scoop.sh -outfile 'install.ps1'
# 执行安装, --ScoopDir 参数指定 Scoop 安装路径
.\install.ps1 -ScoopDir 'C:\Scoop'

使用 Scoop

Scoop 的官方文档对于新手非常友好，相对于在此处赘述更推荐阅读 官方文档 或 快速入门 。

Q&A

Scoop 能配置镜像源吗？

Scoop 社区仅维护安装配置，所有的软件都是从该软件官方提供的下载链接进行下载，所以无法提供镜像源。如果因为你的网络环境导致多次下载失败，那么你需要一点点 魔法。

为什么找不到 Java8？

原因同上，官方已不再提供 Java8 的下载链接，推荐使用 ojdkbuild8 替代。

我需要安装 python2 该如何操作？

对于已经过时弃用的软件，Scoop 社区会将其从 ScoopInstaller/Main 中移除并将其添加到 ScoopInstaller/Versions 中。如果你需要这些软件的话需要手动添加 bucket：

scoop bucket add versions
scoop install python27