【Redis篇】Set和Zset 有序集合基本使用

目录

Set

基本命令

sadd

SMEMBERS

SISMEMBER

 SCARD

返回值:

SPOP

SMOVE

SREM

集合间操作

交集: 

并集:

差集:

​编辑

 内部编码

使用场景:

Zset 有序集合

Zset基本命令

ZADD

ZCARD 

ZCOUNT

 ZRANGE

ZREVRANGE

ZRANGEBYSCORE

ZPOPMAX

BZPOPMAX

​编辑

ZPOPMIN

ZRANK

ZREVRANK

 ZSCORE

ZREM

 ZREMRANGEBYRANK

ZREMRANGEBYSCORE

 ZINCRBY

集合间操作

ZINTERSTORE

 ZUNIONSTORE

内部编码

使用场景

Set

SET 是一个强大的数据结构,适合用于存储不重复的元素并执行高效的集合操作。

1. 无序集合

Redis 的 SET 是一个无序集合,它不保存任何元素的顺序。当你存储数据时,Redis 会在内部管理这些元素,但不保证它们的顺序。

2. 唯一性

SET 内的元素是唯一的,即集合中的每个元素不能重复。如果你尝试向一个集合中添加已存在的元素,Redis 会自动忽略这个操作。

基本命令

sadd

 将一个或者多个元素添加到 set 中。注意,重复的元素无法添加到 set 中。

语法:

SADD key member [member ...]
127.0.0.1:6379> sadd key a b c d e f a b c d
6
127.0.0.1:6379> smembers key
d
e
c
a
f
b

返回值:

  • 如果成员成功添加到集合中,则返回被添加的成员的数量(即新加入集合的成员数,忽略已经存在的成员)。
  • 如果一个成员已经存在于集合中,它不会被重新添加,SADD 不会计入该成员。

SMEMBERS

SMEMBERS 是一个用于获取集合(Set)中所有成员的命令。Redis 中的集合是一个无序且不重复的元素集合。

127.0.0.1:6379> sadd key a b c d e f a b c d
6
127.0.0.1:6379> smembers key
d
e
c
a
f
b

返回值:

  • 如果集合存在且有成员,SMEMBERS 返回集合中的所有成员,顺序不固定,因为 Redis 中的集合是无序的。
  • 如果集合为空,返回一个空的列表([])。
  • 如果该键不存在,返回空集合。

SISMEMBER

SISMEMBER用于检查给定的成员是否存在于指定的集合(Set)中

语法:

SISMEMBER key member
127.0.0.1:6379> sismember key a
1
127.0.0.1:6379> sismember key s
0

返回值:

  • 1:如果该成员存在于集合中。
  • 0:如果该成员不存在于集合中。
  • (integer) 0 or 1:返回整数 0 或 1,表示成员是否在集合中。

 SCARD

 SCARD 命令用于获取集合(Set)中元素的数量,也就是集合的基数(cardinality)。

语法:
 

SCARD key
127.0.0.1:6379> scard key
6

返回值:

  • 整数值:返回集合中元素的数量(即集合的基数)。如果集合为空,返回 0
  • 如果指定的 key 不存在,Redis 会返回 0,因为 Redis 会认为一个不存在的集合相当于一个空集合。

SPOP

SPOP 命令用于从集合(Set)中随机移除并返回一个或多个元素。如果集合为空,则命令会返回空结果。

语法:

SPOP key [count]
127.0.0.1:6379> spop key 2
f
c
127.0.0.1:6379> spop key 1
b
127.0.0.1:6379> spop key 12
a
d
e

返回值:

  • 单个元素:如果未指定 count,则返回集合中随机移除的一个元素。
  • 多个元素:如果指定了 count,则返回一个列表,包含随机移除的多个元素。
  • 如果集合为空或键不存在,则返回 (nil)

SMOVE

SMOVE 命令用于将一个元素从一个集合(Set)移动到另一个集合。具体来说,它会从源集合中移除该元素,并将该元素添加到目标集合中。这个操作是 原子性的,即要么成功完成,要么失败。

语法:

SMOVE source destination member
127.0.0.1:6379> sadd key a b c d e f
6
127.0.0.1:6379> smove key key1 a 
1
127.0.0.1:6379> smembers key1
a

返回值:

  • 1:如果元素成功移动到目标集合。
  • 0:如果元素不在源集合中,或者没有成功移动。

SREM

SREM 是一个用于从集合(set)中移除指定成员的命令。

语法:

SREM key member [member ...]
127.0.0.1:6379> sadd key a b c d e f
6
127.0.0.1:6379> smembers key
c
b
d
e
a
f
127.0.0.1:6379> srem key a b c d
4
127.0.0.1:6379> smembers key
e
f

返回值

  • 如果集合中存在该成员并成功删除,返回 1
  • 如果集合中不存在该成员,返回 0
  • 如果成员有多个,则会返回删除的成员数量。

集合间操作


交集(inter)、并集(union)、差集(diff)的概念如图

交集: 

SINTER

SINTER用于计算 多个集合的交集。它返回的是所有输入集合中都存在的元素。

语法:

SINTER key1 key2 [key3 ...]
​
127.0.0.1:6379> sadd key1 a b c d e f 
6
127.0.0.1:6379> sadd key2 a b c i j k
6
127.0.0.1:6379> sinter key1 key2
c
b
a​

SINTERSTORE
语法:

SINTERSTORE destination key1 key2 [key3 ...]
127.0.0.1:6379> sinterstore key3 key1 key2
3
127.0.0.1:6379> smembers key3
a
c
b

返回值

  • 整数SINTERSTORE 返回一个整数,表示目标集合中包含的成员数量(即交集中的元素数)。

并集:

SUNION用于 计算多个集合的并集,即返回所有参与集合中的元素,去重后的结果。

语法:

SUNION key1 key2 [key3 ...]
127.0.0.1:6379> sadd key1 a b c d e f
6
127.0.0.1:6379> sadd key2 a b c i j k
6
127.0.0.1:6379> sunion key1 key2 
i
d
e
c
a
f
k
b
j

SUNIONSTORE

​​​​获取给定 set 的并集中的元素并保存到⽬标 set 中。

语法:

SUNIONSTORE destination key [key ...]
127.0.0.1:6379> sunionstore key3 key1 key2
9
127.0.0.1:6379> smembers key3
i
d
e
c
a
f
k
b
j

差集:

SDIFF用于计算 多个集合之间的差集。它返回的是在一个集合中存在但不在其他集合中存在的元素。简单来说,SDIFF 用于找出某些集合与其他集合的不同部分。

语法:

SDIFF key1 key2 [key3 ...]
127.0.0.1:6379> sadd key1 a b c d e f
6
127.0.0.1:6379> sadd key2 a b c i j k
6
127.0.0.1:6379> sdiff key1 key2
d
f
e
127.0.0.1:6379> sdiff key2 key1
i
j
k

返回值:

SDIFF 命令返回的是 所有集合的差集,即那些仅存在于第一个集合中的元素,其他集合中不存在的元素。

SDIFFSTORE

SDIFFSTORE 是一个用于计算多个集合(set)之间差集并将结果保存到另一个集合中的命令。它的功能是找出一个或多个集合与其他集合的差异,并将这个差异保存到指定的集合中。

语法:

SDIFFSTORE destination key1 key2 [keyN]
127.0.0.1:6379> sdiffstore key3 key1 key2
3
127.0.0.1:6379> smembers key3
d
f
e
127.0.0.1:6379> sdiffstore key4 key2 key1
3
127.0.0.1:6379> smembers key4
i
j
k

返回值

SDIFFSTORE 返回的是计算出的差集结果的元素数量,也就是目标集合中元素的个数。

 内部编码

集合类型的内部编码有两种:

  • intset(整数集合):当集合中的元素都是整数并且元素的个数⼩于 set-max-intset-entries 配置默认 512 个)时,Redis 会选⽤ intset 来作为集合的内部实现,从而减少内存的使用。
  • hashtable(哈希表):当集合类型无法满足 intset 的条件时,Redis 会使用 hashtable 作为集合的内部实现。

使用场景:

集合类型比较典型的使⽤场景是标签(tag)。例如 A 用户对娱乐、体育板块比较感兴趣,B 用户对历史、新闻比较感兴趣,这些兴趣点可以被抽象为标签。有了这些数据就可以得到喜欢同⼀个标签的人,以及用户的共同喜好的标签,这些数据对于增强还有体验和用户黏度都非常有帮助。


Zset 有序集合

在 Redis 中,Zset(有序集合)是一种基于哈希表和跳表(skip list)的数据结构,它将元素和对应的分数(score)关联在一起,按照分数进行排序。

Zset 的特点是:每个元素都有一个唯一的分数,并且所有的元素都能按照分数进行排序,分数相同的元素会按照字典顺序排序。Zset 既能高效地支持排名查询,又能提供快速的范围查询。 

Zset 的基本结构

  • 元素:每个元素是一个唯一的成员,可以是任意的字符串。
  • 分数:每个元素都关联一个浮动的分数,用于排序。分数是浮点数类型,可以是负数或者正数。

提醒: 

可查看中文

Zset基本命令

ZADD

ZADD 是向有序集合(ZSET)中添加一个或多个成员及其分数的命令。如果该成员已经存在,则更新其分数;如果不存在,则将成员添加到集合中。 

命令格式:

ZADD key [NX|XX] [CH] score member [score member ...]

说明

  • key: 有序集合的键(ZSET的名字)。
  • score: 分数值,用于排序,分数值可以是整数或浮动的数字。
  • member: 要添加的成员(元素)。
  • [NX|XX](可选):
    • NX: 只有在成员不存在时才添加。
    • XX: 只有在成员已经存在时才更新。
  • [CH](可选):
    • CH: 返回值包含被修改的成员个数,而不仅仅是新增的成员个数。
  • score member ...: 可以同时添加多个元素,每个元素都有一个分数。

返回值

  • 返回添加到ZSET的成员数量,不包括那些已经存在且分数未发生变化的成员。

  基本用法:

127.0.0.1:6379> zadd key1 90 英语 80 数学 50 语文
3
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
语文
50
数学
80
英语
90
127.0.0.1:6379> zadd key1 100 语文
0
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
数学
80
英语
90
语文
100

NX 和 XX 用法:

NX:只在成员不存在时才添加:

127.0.0.1:6379> zadd key1 nx 99 化学
1
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1
数学
英语
化学
语文
127.0.0.1:6379> zadd key1 nx 90 化学
0
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
数学
80
英语
90
化学
99
语文
100

XX:只在成员已存在时才更新:

127.0.0.1:6379> zadd key1 xx 100 化学
0
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
数学
80
英语
90
化学
100
语文
100

使用 CH

默认情况下,ZADD 返回的是本次添加的元素个数,但指定这个选项之后,就会还包含本次更新的元素的个数。

127.0.0.1:6379> zadd key1 ch 40 物理 15 体育 60 化学
3
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
体育
15
物理
40
化学
60
数学
80
英语
90
语文
100

扩展命令:ZINCRBY

此时命令类似 ZINCRBY 的效果,将元素的分数加上指定的分数。此时只能指定⼀个元素和分数

127.0.0.1:6379> zadd key1 incr 44 体育
59
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
物理
40
体育
59
化学
60
数学
80
英语
90
语文
100

ZCARD 

 ZCARD 命令返回指定有序集合中的成员数量。

语法:

ZCARD key
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
物理
40
体育
59
化学
60
数学
80
英语
90
语文
100
127.0.0.1:6379> zcard key1
6
127.0.0.1:6379> zcard key2
0

返回值:

  • 返回一个整数,表示有序集合中成员的个数。如果指定的 key 不存在,返回值为 0

ZCOUNT

 返回分数在 min 和 max 之间的元素个数,默认情况下,min 和 max 都是包含的,可以通过 ( 排除。

语法:

ZCOUNT key min max
  • key:有序集合的名称(或键)。

  • min:查询的最小分数,可以是整数或浮动的数值。

  • max:查询的最大分数,也可以是整数或浮动的数值。

min 和 max 的范围表示:

  • 分数的范围可以使用特殊符号:

    • -inf 表示负无穷,表示没有下限。

    • +inf 表示正无穷,表示没有上限。

    • 可以使用 [ 和 ] 来表示区间的闭合或开区间:

      • [min,max] 表示闭区间,包含 min 和 max

      • (min,max) 表示开区间,不包含 min 和 max

      • [min,max) 表示左闭右开区间,包含 min 但不包含 max

      • (min,max] 表示左开右闭区间,不包含 min 但包含 max

返回值:

  • 返回 有序集合 中分数在指定区间内的成员数量。

 ZRANGE

 用来根据索引范围从有序集合中获取元素,返回的元素按其分数(score)从低到高排序。

语法:

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1
物理
体育
化学
数学
英语
语文
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
物理
40
体育
59
化学
60
数学
80
英语
90
语文
100

返回值:

  • 默认情况下,ZRANGE 会返回指定范围内的成员列表(按照分数从低到高排序)。

  • 如果指定了 WITHSCORES,则返回成员以及它们对应的分数。

ZREVRANGE

返回指定区间⾥的元素,分数按照降序。带上 WITHSCORES 可以把分数也返回。
语法:

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

127.0.0.1:6379> zrevrange key1 0 -1
语文
英语
数学
化学
体育
物理
127.0.0.1:6379> zrevrange key1 0 -1 withscores
语文
100
英语
90
数学
80
化学
60
体育
59
物理
40

返回值

  • 如果没有指定 WITHSCORES,返回的是有序集合中的成员(按分数降序排列)。
  • 如果指定了 WITHSCORES,返回的是成员和对应的分数对(每个成员后面跟着其分数)。

ZRANGEBYSCORE

 根据成员的分数范围返回有序集合中指定分数区间内的所有元素。这个命令非常适合用于需要按分数范围查询并获取排名的场景。

语法:

ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]
127.0.0.1:6379> zrangebyscore key1 40 60
物理
体育
化学
127.0.0.1:6379> zrangebyscore key1 70 100 withscores
数学
80
英语
90
语文
100

返回值

  • 普通返回:返回在指定分数范围内的成员(仅包含成员,不包含分数)。
  • WITHSCORES 选项:返回的结果是一个列表,包含成员和它们对应的分数,格式为 [member, score, member, score, ...]
  • LIMIT 选项:限制返回的结果,从指定的偏移量 offset 开始,返回最多 count 个元素。

ZPOPMAX

ZPOPMAX删除并返回分数最⾼的 count 个元素。
语法:

ZPOPMAX key [count]
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
物理
40
体育
59
化学
60
数学
80
英语
90
语文
100
127.0.0.1:6379> zpopmax key1 1
语文
100
127.0.0.1:6379> zpopmax key1 2
英语
90
数学
80
127.0.0.1:6379> zpopmax key1
化学
60

返回值

  • 如果未指定 count,返回一个包含单个元素的列表,其中元素是一个由成员和分数组成的列表([member, score])。
  • 如果指定了 count,返回的列表将包含多个成员及其对应的分数,按分数降序排列。

BZPOPMAX

ZPOPMAX 的阻塞版本。
语法:

BZPOPMAX key [key ...] timeout

返回值:

  • 如果命令成功执行,返回一个包含两部分的数组:

    • key:从哪个有序集合弹出的元素。
    • member:弹出的元素的成员。
    • score:弹出的成员的分数。

ZPOPMIN

ZPOPMIN删除并返回分数最低的 count 个元素。

语法:

ZPOPMIN key [count]
127.0.0.1:6379> zadd key 100 Math 90 English 80 Sport
3
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1 withscores
Sport
80
English
90
Math
100
127.0.0.1:6379> zpopmin key 2
Sport
80
English
90

返回值:

  • 如果不指定 count,返回一个包含移除的成员及其分值的数组。
  • 如果指定了 count,则最多返回 count 个成员及其分值。

BZPOPMIN同理BZPOPMAX

ZRANK

返回指定元素的排名,升序。

语法:

ZRANK key member
127.0.0.1:6379> zadd key 15 张三 18 李四 19 王五 12 赵六
4
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1 withscores 
赵六
12
张三
15
李四
18
王五
19
127.0.0.1:6379> zrank key 张三
1
127.0.0.1:6379> zrank key 王五
3
127.0.0.1:6379> zrank key 赵六
0
127.0.0.1:6379> zrank key 小七127.0.0.1:6379> 

返回值:

  • 整数:如果成员存在,返回该成员在有序集合中的排名(从 0 开始)。
  • nil:如果成员不存在于该有序集合中,返回 nil

ZREVRANK

ZREVRANK返回指定元素的排名,降序

语法:

ZREVRANK key member
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1 withscores
赵六
12
张三
15
李四
18
王五
19
127.0.0.1:6379> zrevrank key 赵六
3
127.0.0.1:6379> zrevrank key 王五
0
127.0.0.1:6379> zrevrank key 哈哈

返回值:

  • 整数:如果成员存在于有序集合中,返回该成员的反向排名(从 0 开始)。即成员的分数较高时,排名靠前,分数较低时排名靠后。
  • nil:如果成员不存在于该有序集合中,返回 nil

 ZSCORE

ZSCORE返回指定元素的分数
语法:

ZSCORE key member
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1 withscores
赵六
12
张三
15
李四
18
王五
19
127.0.0.1:6379> zscore key 张三
15
127.0.0.1:6379> zscore key 李四
18
127.0.0.1:6379> zscore key hh

返回值:

  • 浮动数值:如果成员存在,返回该成员的分数。
  • nil:如果成员不存在于有序集合中,返回 nil

ZREM

ZREM删除指定的元素。
语法:

ZREM key member [member ...]
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1 withscores
赵六
12
张三
15
李四
18
王五
19
127.0.0.1:6379> zrem key 张三 李四
2
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1
赵六
王五

返回值:

  • 整数:返回成功移除的成员数量。
    • 如果成员存在并成功移除,返回的数字是移除的成员数量。
    • 如果某个成员不存在,ZREM 仍然会忽略这个成员,不会报错,但不会计入移除的数量。

 ZREMRANGEBYRANK

按照排序,升序删除指定范围的元素,左闭右闭。

语法:

ZREMRANGEBYRANK key start stop
127.0.0.1:6379> zadd key 80 英语 50 语文 30 数学 28 体育 49 美术
5
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1
体育
数学
美术
语文
英语
127.0.0.1:6379> zremrangebyrank key 10 50 
0
127.0.0.1:6379> zremrangebyrank key 0 3
4
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1
英语

返回值:

  • 整数:返回被成功移除的成员数量。

ZREMRANGEBYSCORE

ZREMRANGEBYSCORE按照分数删除指定范围的元素,左闭右闭。

语法:

ZREMRANGEBYSCORE key min max
127.0.0.1:6379> zadd key 80 英语 50 语文 30 数学 28 体育 49 美术
5
127.0.0.1:6379> zremrangebyscore key 10 50
4
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1 withscores
英语
80

返回值:

  • 该命令返回一个整数,表示实际删除的元素数量。

 ZINCRBY

为指定的元素的关联分数添加指定的分数值。

语法:

ZINCRBY key increment member
127.0.0.1:6379> zincrby key 100 英语
180
127.0.0.1:6379> zscore key 英语
180

返回值:

ZINCRBY 命令返回的是 成员的更新后的分数。

集合间操作

ZINTERSTORE

求出给定有序集合中元素的交集并保存进目标有序集合中,在合并过程中以元素为单位进行合并,元素对应的分数按照不同的聚合方式和权重得到新的分数。

语法:

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

功能:

  • ZINTERSTORE 用于计算多个有序集合的交集,并将结果存储到目标有序集合中。交集是通过各个集合中成员的分数进行计算的,只有在所有参与的集合中都存在的成员才会被保留下来。
  • 该命令支持 加权(使用 WEIGHTS),可以让每个集合的分数对交集结果产生不同的影响。
  • 还支持 聚合方法(使用 AGGREGATE),可以选择使用 SUM(默认)MIN 或 MAX 作为聚合方式。
127.0.0.1:6379> zadd key1 140 英语 120 语文 110 数学 100 政治 90 历史
5
127.0.0.1:6379> zadd key2 120 英语 100 语文 140 数学 90 物理 100 化学
5
127.0.0.1:6379> zinterstore key3 2 key1 key2 
3
127.0.0.1:6379> zrange key3 0 -1 withscores
语文
220
数学
250
英语
260
127.0.0.1:6379> zinterstore key4 2 key1 key2 weights 2 2
3
127.0.0.1:6379> zrange key4 0 -1 withscores
语文
440
数学
500
英语
520
127.0.0.1:6379> zinterstore key5 2 key1 key2 aggregate max
3
127.0.0.1:6379> zrange key5 0 -1 withscores
语文
120
数学
140

返回值:

  • ZINTERSTORE 命令返回值是 目标集合中存储的成员数量。

 有序集合的并集操作

 ZUNIONSTORE


 求出给定有序集合中元素的并集并保存进⽬标有序集合中,在合并过程中以元素为单位进⾏合并,元素对应的分数按照不同的聚合⽅式和权重得到新的分数。

语法:

ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight
[weight ...]] [AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]
127.0.0.1:6379> zadd key1 140 英语 120 语文 110 数学 100 政治 90 历史 80 地理
6
127.0.0.1:6379> zadd key2 120 英语 100 语文 140 数学 90 物理 100 化学 90 生物
6
127.0.0.1:6379> zunionstore key3 2 key1 key2 
9
127.0.0.1:6379> zrange key3 0 -1 withscores
地理
80
历史
90
物理
90
生物
90
化学
100
政治
100
语文
220
数学
250
英语
260
127.0.0.1:6379> zunionstore key3 2 key1 key2 aggregate max
9
127.0.0.1:6379> zrange key3 0 -1 withscores
地理
80
历史
90
物理
90
生物
90
化学
100
政治
100
语文
120
数学
140
英语
140

返回值:目标集合中的元素个数
 

 

内部编码

有序集合类型的内部编码有两种:

• ziplist(压缩列表):当有序集合的元素个数小于 zset-max-ziplist-entries 配置(默认 128 个),同时每个元素的值都⼩于 zset-max-ziplist-value 配置(默认 64 字节)时,Redis 会用 ziplist 来作为有序集合的内部实现,ziplist 可以有效减少内存的使用。

• skiplist(跳表):当 ziplist 条件不满足时,有序集合会使用 skiplist 作为内部实现,因为此时ziplist 的操作效率会下降。

使用场景

有序集合比较典型的使用场景就是排行榜系统。例如常见的网站上的热榜信息,榜单的维度可能是多方面的:按照时间、按照阅读量、按照点赞量


列表、集合、有序集合三者的异同点
 

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