Redis —— 基本数据类型 Set Zset （三）

4. Set

一个集合中最多放 2^31-1 个元素，元素之间无序且不允许重复。

除针对集合内部元素的增删查改等命令，redis中还有集合间的并，交，差运算。

4.1 集合元素内操作

4.1.1 SADD

bash 复制代码

SADD key member [member ...]

将一/多元素放入 set 中，重复的无法放入。

返：成功添加的元素个数

时间复杂度：O(1)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SADD myset 1 2 3 4 5 6 7 8 9
9
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
1
2
3
4
5
6
7
8
9

4.1.2 SMEMBERS

bash 复制代码

SMEMBERS key

获取 set 中全部元素，元素间是无序的

返：所有元素列表

时间复杂度：O(1)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SADD myset 1 2 3 4 5 6 7 8 9
9
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
1
2
3
4
5
6
7
8
9

4.1.3 SISMEMBER

bash 复制代码

SISMEMBER key member

判断某一元素是否在 set 中

返：1：在；0：不在或key不存在

时间复杂度：O(1)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
1
4
 !!!
hello
6
9
8
2
5
7
3
world
127.0.0.1:6379> SISMEMBER myset "hello"
1
127.0.0.1:6379> SISMEMBER myset "helo"
0

4.1.4 SCARD

bash 复制代码

SCARD key

获取 set 的基数（cardinality），即 set 中的元素个数

返：set 中的元素个数

时间复杂度：O(1)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
1
4
 !!!
hello
6
9
8
2
5
7
3
world
127.0.0.1:6379> SCARD myset
12

4.1.5 SPOP

bash 复制代码

SPOP key [count]

从 set 中删除一/多个元素，由于 set 中的元素是无序的，取的元素是随机的。

返：取出的元素

时间复杂度：O(n), n 是元素个数

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SPOP myset
5
127.0.0.1:6379> spop myset 3
7
3
world

4.1.6 SMOVE

bash 复制代码

SMOVE source destination membe

将指定的某一元素从 setA 取出放入 setB 中

返： 1：成功；0：失败

时间复杂度：O(1)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> smove myset myset1 "hello"
1
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset1
hello

4.1.7 SREM

bash 复制代码

SREM key member [member ...]

将指定元素从 set 中删除

返：删除的元素个数

时间复杂度：O(n), n 是元素个数

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SREM myset 1 2 3
2
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
4
 !!!
6
9
8

4.2 集合间元素操作

4.2.1 SINTER

bash 复制代码

SINTER key [key ...]

获取给定 set 的交集元素

返：交集元素

时间复杂度：O(n*m)， n ：最小集合元素个数， M 最大集合元素个数

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
4
 !!!
6
9
8

127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset2
9
 !!!
4
hello
6
8
127.0.0.1:6379> SINTER myset myset2
4
 !!!
6
9
8

4.1.2 SINTERSTORE

bash 复制代码

SINTERSTORE destination key [key ...]

将交集元素存入指定 set 中

返：交集元素个数

时间复杂度：O(n*m)， n ：最小集合元素个数， M 最大集合元素个数

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SINTERSTORE myset3 myset myset2
5
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset3
6
4
9
 !!!
8

4.1.3 SUNION

bash 复制代码

SUNION key [key ...]

取集合的并集元素

返：并集元素

时间复杂度：O（n），n：所有集合元素个数之和

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
4
 !!!
6
9
8
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset1
hello
127.0.0.1:6379> sunion myset myset1
9
 !!!
4
hello
6
8

4.2.4 SUNIONSTORE

bash 复制代码

SUNIONSTORE destination key [key ...]

将并集元素存入指定 set 中

返：并集元素个数加粗样式

时间复杂度：O（n），n：所有集合元素个数之和

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SUNIONSTORE myset2 myset myset1
6
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset2
9
 !!!
4
hello
6
8

4.2.5 SDIFF

bash 复制代码

SDIFF key [key ...]

获取给定 set 的差集

返：差集元素

时间复杂度：O（n），n：所有集合元素个数之和

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
4
 !!!
6
9
8
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset2
9
 !!!
4
hello
6
8
127.0.0.1:6379> SDIFF myset2 myset
hello

4.2.6 SDIFFSTORE

bash 复制代码

SDIFFSTORE destination key [key...]

将差集存入指定 set 中

返：差集元素个数

时间复杂度：O（n），n：所有集合元素个数之和

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
4
 !!!
6
9
8
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset2
9
 !!!
4
hello
6
8
127.0.0.1:6379> SDIFFSTORE myset4 myset2 myset
1
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset4
hello

4.3 内部编码

intset （整数集合）：集合中都是整数，且元素个数小于 set-max-intset-entrier 配置（默认 512 个）时，作 set 的内部实现，减小内存使用
hashtable（哈希表）：不满足 intset 条件时，用 hashtable 作 set 内部实现。

4.4 使用场景

给用户添加标签，eg：喜欢音乐，喜欢体育......
伪代码：

给用户加标签：

bash 复制代码

sadd user:1:tags tag1 tag2 tag5
sadd user:2:tags tag2 tag3 tag5
...

给标签添加用户

bash 复制代码

sadd tag1:users user:1 user:3
sadd tag2:users user:1 user:2 user:3
...

删除用户标签

bash 复制代码

srem user:1:tags tag1 tag5
...

删除标签下的用户

bash 复制代码

srem tag1:users user:1
srem tag5:users user:1
...

计算用户的共同标签

bash 复制代码

sinter user:1:tags user:2:tags

5. Zset

有序集合，就是给集合中的每个元素装备了一个对应的浮点型的分数（score），有序就是依据这种分数的。

有序集中元素不能重复，但是元素的分数可以重复。

5.1 集合内元素操作

5.1.1 ZADD

bash 复制代码

ZADD key [NX | XX] [GT | LT] [CH] [INCR] score member [score member
...]

XX：仅用于更新存在的元素，不会添新元素
NX：仅用于添新元素，不会更新已有元素
CH：ZADD 默认返回添加的元素个数，加上该选项后，还会包含更新的元素个数
INCR：与 ZINCRBY 效果类似，将元素分数加上指定分数。此时只能指定一个元素和分数

添加或更新 指定元素及其关联分数到 zset 中，分数应为 double型， +inf/-inf 作为正负极限也是合法 的

时间复杂度：O(log(N))

返：添加成功的元素个数（不算更新的）

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZADD zset 111 "1" 222 "2" 333 "3"
3

5.1.2 ZCARD

bash 复制代码

ZCARD key

获取一个 zset 的基数，即 zset 中的元素个数

返：zset 内元素个数

时间复杂度：O(1)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZCARD zset
3

5.1.3 ZCOUNT

bash 复制代码

ZCOUNT key min max

返回分数在 min 和 max 间的元素个数，默认包含 min 和 max，可以通过（排除。

返：满足条件的元素列表个数

时间复杂度：O(log(N))

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZCOUNT zset 100 360
3

5.1.4 ZRANGE

bash 复制代码

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

返回指定区间的元素，分数按照升序，加上 WITHSCORE 可以带分数返回

返：区间内的元素列表

时间复杂度：O(log(N)+M)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1
1
2
3
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1 withscores
1
111
2
222
3
333

5.1.5 ZREVRANGE

bash 复制代码

REVRANGE key start stop [WITHSCORES]

同 ZRANGE ，但分数按照降序，也可加WITHSCORES

返：区域内元素列表

时间复杂度：O(log(N)+M)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZREVRANGE zset 0 -1 
3
2
1
127.0.0.1:6379> ZREVRANGE zset 0 -1 withscores
3
333
2
222
1
111

5.1.6 ZRANGEBYSCORE

bash 复制代码

ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES]

返回分数在 min 和 max 间的元素，默认包含 min 和 max，可以通过（排除。

返：区域内元素列表

时间复杂度：O(log(N)+M)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE zset (111 333 
2
3
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE zset (111 333 withscores
2
222
3
333

5.1.7 ZPOPMAX

bash 复制代码

ZPOPMAX key [count]

删除并返回分数最高的 count 个元素。

返：分数和元素列表

时间复杂度：O(log(N) * M)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZPOPMAX zset 
3
333

5.1.8 BZPOPMAX

bash 复制代码

BZPOPMAX key [key ...] timeout

ZPOPMAX 阻塞版

返：元素列表

时间复杂度：O(log(N))

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> BZPOPMAX zset 10
zset
2
222

5.1.9 ZPOPMIN

bash 复制代码

ZPOPMIN key [count]

删除并返回分数最低的 count 个元素。

返：分数和元素列表

时间复杂度：O(log(N) * M)

和 ZPOPMAX 类似不再展示

5.1.10 BZPOPMIN

bash 复制代码

BZPOPMIN key [key ...] timeout

ZPOPMIN 阻塞版

返：元素列表

时间复杂度：O(log(N))

和 BZPOPMAX 类似不再展示

5.1.11 ZRANK / ZREVRANK

bash 复制代码

ZRANK key member

返回指定元素的排名，按升/降序

返：排名

时间复杂度：O(log(N))

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1 
1
3
4
5
6
127.0.0.1:6379> ZRANK zset 3
1

5.1.12 ZSCORE

bash 复制代码

 ZSCORE key member

返：指定元素的分数

时间复杂度：O(1)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZADD zset 333 "3" 444 "4" 555 "5" 666 "6"
4
127.0.0.1:6379> ZSCORE zset 6
666

5.1.13 ZREM

bash 复制代码

ZREM key member [member ...]

删除指定一/多个元素

返：删除的元素个数

时间复杂度：O(M*log(N))

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1 
1
3
4
5
6
127.0.0.1:6379> ZREM zset 4
1
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1 
1
3
5
6

5.1.14 ZREMRANGEBYRANK

bash 复制代码

ZREMRANGEBYRANK key start stop

按升序删除指定范围元素，左闭右闭

返：删除的元素个数

时间复杂度：O(log(N)+M)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1 
1
3
5
6
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYRANK zset 2 3
2
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1 
1
3

5.1.15 ZREMRANGEBYSCORE

bash 复制代码

ZREMRANGEBYSCORE key min max

按分数删除指定范围元素，左闭右闭 。

返：删除的元素个数

时间复杂度：O(log(N)+M)

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZADD zset 222 "2" 444 "4" 555 "5" 666 "6"
4
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1 
1
2
3
4
5
6
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYSCORE zset 400 666
3
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1 
1
2
3

5.1.16 ZINCRBY

bash 复制代码

ZINCRBY key increment member

给指定元素的分数加指定分数

返：加后元素的分数

时间复杂度：O（log(N)）

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZINCRBY zset 1 1
112

5. 2 集合间元素操作

5.2.1 ZINTERSTORE

bash 复制代码

ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight
[weight ...]] [AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]

取出有序集中元素的交集并存入目标有序集中，合并时以元素为单位进行，元素分数按聚合方式和权重获取新值。

返：目标集中元素个数

时间复杂度：O(NK)+O(Mlog(M))

N ：有序集合中最小的有序集合的元素个数；

K ：几个有序集合；

M ：结果有序集合的元素个数。

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZRANGE zset1 0 -1
1
7
8
9
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1
1
2
3
127.0.0.1:6379> ZINTERSTORE zset2 2 zset zset1
1
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset2 0 -1 
1

5.2.2 ZUNIONSTORE

bash 复制代码

ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight
[weight ...]] [AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]

取出有序集中元素的并集并存入指定有序集中，合并时以元素为单位进行，元素分数按聚合方式和权重获取新值。

返：目标集中元素个数

时间复杂度：O(N)+O(M*log(M))

N ：集合总元素个数；

M ：结果集合的元素个数。

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> ZRANGE zset1 0 -1
1
7
8
9
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset 0 -1
1
2
3
127.0.0.1:6379> ZUNIONSTORE zset3 2 zset zset1
6
127.0.0.1:6379> ZRANGE zset3 0 -1 
1
2
3
7
8
9

5.3 内部编码

ziplist （压缩链表）：集合元素个数小于 zset-max-ziplist-entries 配置（默认 128 个），且元素值均小于 zset-max-ziplist-value 配置（默认 64 字节）时，作 zset 的内部实现，ziplist 可以减小内存消耗
skiplist（跳表）：不满足 ziplist 的条件，则用其作 zset 的内部实现，因为此时 ziplist 的操作效率会下降。

5.4 使用场景

典型场景------排行榜系统

伪代码：

添加赞数

bash 复制代码

zadd user:ranking:2022-03-15 3 james

之后再有点赞，则用 zincrby

取消用户赞数

bash 复制代码

zrem user:ranking:2022-03-15 tom

展示获赞数前十用户

bash 复制代码

zrevrangebyrank user:ranking:2022-03-15 0 9

展示用户信息以及分数

bash 复制代码

hgetall user:info:tom
zscore user:ranking:2022-03-15 mike
zrank user:ranking:2022-03-15 mike