redis資料類型——sets

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一、概述：

    Sorted-Sets和Sets類型極為相似，它們都是字串的集合，都不允許重複的成員出現在一個Set中。它們之間的主要差別是Sorted-Sets中的每一個成員都會有一個分數(score)與之關聯，Redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序。然而需要額外指出的是，儘管Sorted-Sets中的成員必須是唯一的，但是分數(score)卻是可以重複的。
    在Sorted-Set中添加、刪除或更新一個成員都是非常快速的操作，其時間複雜度為集合中成員數量的對數。由於Sorted-Sets中的成員在集合中的位置是有序的，因此，即便是訪問位於集合中部的成員也仍然是非常高效的。事實上，Redis所具有的這一特徵在很多其它類型的資料庫中是很難實現的，換句話說，在該點上要想達到和Redis同樣的高效，在其它資料庫中進行建模是非常困難的。

二、相關命令列表：

命令原型	時間複雜度	命令描述	傳回值
ZADD key score member [score] [member]	O(log(N))	時間複雜度中的N表示Sorted-Sets中成員的數量。添加參數中指定的所有成員及其分數到指定key的Sorted-Set中，在該命令中我們可以指定多組score/member作為參數。如果在添加時參數中的某一成員已經存在，該命令將更新此成員的分數為新值，同時再將該成員基於新值重新排序。如果鍵不存在，該命令將為該鍵建立一個新的Sorted-Sets Value，並將score/member對插入其中。如果該鍵已經存在，但是與其關聯的Value不是Sorted-Sets類型，相關的錯誤資訊將被返回。	本次操作實際插入的成員數量。
ZCARD key	O(1)	擷取與該Key相關聯的Sorted-Sets中包含的成員數量。	返回Sorted-Sets中的成員數量，如果該Key不存在，返回0。
ZCOUNT key min max	O(log(N)+M)	時間複雜度中的N表示Sorted-Sets中成員的數量，M則表示min和max之間元素的數量。該命令用於擷取分數(score)在min和max之間的成員數量。針對min和max參數需要額外說明的是，-inf和+inf分別表示Sorted-Sets中分數的最高值和最低值。預設情況下，min和max表示的範圍是閉區間範圍，即min <= score <= max內的成員將被返回。然而我們可以通過在min和max的前面添加"("字元來表示開區間，如(min max表示min < score <= max，而(min (max表示min < score < max。	分數指定範圍內成員的數量。
ZINCRBY key increment member	O(log(N))	時間複雜度中的N表示Sorted-Sets中成員的數量。該命令將為指定Key中的指定成員增加指定的分數。如果成員不存在，該命令將添加該成員並假設其初始分數為0，此後再將其分數加上increment。如果Key不存，該命令將建立該Key及其關聯的Sorted-Sets，並包含參數指定的成員，其分數為increment參數。如果與該Key關聯的不是Sorted-Sets類型，相關的錯誤資訊將被返回。	以字串形式表示的新分數。
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]	O(log(N)+M)	時間複雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示返回的成員數量。該命令返回順序在參數start和stop指定範圍內的成員，這裡start和stop參數都是0-based，即0表示第一個成員，-1表示最後一個成員。如果start大於該Sorted-Set中的最大索引值，或start > stop，此時一個空集合將被返回。如果stop大於最大索引值，該命令將返回從start到集合的最後一個成員。如果命令中帶有選擇性參數WITHSCORES選項，該命令在返回的結果中將包含每個成員的分數值，如value1,score1,value2,score2...。	返回索引在start和stop之間的成員列表。
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]	O(log(N)+M)	時間複雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示返回的成員數量。該命令將返回分數在min和max之間的所有成員，即滿足運算式min <= score <= max的成員，其中返回的成員是按照其分數從低到高的順序返回，如果成員具有相同的分數，則按成員的字典順序返回。選擇性參數LIMIT用於限制返回成員的數量範圍。選擇性參數offset表示從合格第offset個成員開始返回，同時返回count個成員。選擇性參數WITHSCORES的含義參照ZRANGE中該選項的說明。最後需要說明的是參數中min和max的規則可參照命令ZCOUNT。	返回分數在指定範圍內的成員列表。
ZRANK key member	O(log(N))	時間複雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量。Sorted-Set中的成員都是按照分數從低到高的順序儲存，該命令將返回參數中指定成員的位置值，其中0表示第一個成員，它是Sorted-Set中分數最低的成員。	如果該成員存在，則返回它的位置索引值。否則返回nil。
ZREM key member [member ...]	O(M log(N))	時間複雜度中N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示被刪除的成員數量。該命令將移除參數中指定的成員，其中不存在的成員將被忽略。如果與該Key關聯的Value不是Sorted-Set，相應的錯誤資訊將被返回。	實際被刪除的成員數量。
ZREVRANGE key startstop [WITHSCORES]	O(log(N)+M)	時間複雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示返回的成員數量。該命令的功能和ZRANGE基本相同，唯一的差別在於該命令是通過反向排序擷取指定位置的成員，即從高到低的順序。如果成員具有相同的分數，則按降序字典順序排序。	返回指定的成員列表。
ZREVRANK key member	O(log(N))	時間複雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量。該命令的功能和ZRANK基本相同，唯一的差別在於該命令擷取的索引是從高到低排序後的位置，同樣0表示第一個元素，即分數最高的成員。	如果該成員存在，則返回它的位置索引值。否則返回nil。
ZSCORE key member	O(1)	擷取指定Key的指定成員的分數。	如果該成員存在，以字串的形式返回其分數，否則返回nil。
ZREVRANGEBYSCOREkey max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]	O(log(N)+M)	時間複雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示返回的成員數量。該命令除了排序方式是基於從高到低的分數排序之外，其它功能和參數含義均與ZRANGEBYSCORE相同。	返回分數在指定範圍內的成員列表。
ZREMRANGEBYRANKkey start stop	O(log(N)+M)	時間複雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示被刪除的成員數量。刪除索引位置位於start和stop之間的成員，start和stop都是0-based，即0表示分數最低的成員，-1表示最後一個成員，即分數最高的成員。	被刪除的成員數量。
ZREMRANGEBYSCOREkey min max	O(log(N)+M)	時間複雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示被刪除的成員數量。刪除分數在min和max之間的所有成員，即滿足運算式min <= score <= max的所有成員。對於min和max參數，可以採用開區間的方式表示，具體規則參照ZCOUNT。	被刪除的成員數量。

三、命令樣本：

   1. ZADD/ZCARD/ZCOUNT/ZREM/ZINCRBY/ZSCORE/ZRANGE/ZRANK:    #在Shell的命令列下啟動Redis用戶端工具。    /> redis-cli    #添加一個分數為1的成員。    redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 "one"    (integer) 1    #添加兩個分數分別是2和3的兩個成員。    redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 2 "two" 3 "three"    (integer) 2    #0表示第一個成員，-1表示最後一個成員。WITHSCORES選項表示返回的結果中包含每個成員及其分數，否則只返回成員。    redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 WITHSCORES    1) "one"    2) "1"    3) "two"    4) "2"    5) "three"    6) "3"    #擷取成員one在Sorted-Set中的位置索引值。0表示第一個位置。    redis 127.0.0.1:6379> zrank myzset one    (integer) 0    #成員four並不存在，因此返回nil。    redis 127.0.0.1:6379> zrank myzset four    (nil)    #擷取myzset鍵中成員的數量。        redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset    (integer) 3    #返回與myzset關聯的Sorted-Set中，分數滿足運算式1 <= score <= 2的成員的數量。    redis 127.0.0.1:6379> zcount myzset 1 2    (integer) 2    #刪除成員one和two，返回實際刪除成員的數量。    redis 127.0.0.1:6379> zrem myzset one two    (integer) 2    #查看是否刪除成功。    redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset    (integer) 1    #擷取成員three的分數。傳回值是字串形式。    redis 127.0.0.1:6379> zscore myzset three    "3"    #由於成員two已經被刪除，所以該命令返回nil。    redis 127.0.0.1:6379> zscore myzset two    (nil)    #將成員one的分數增加2，並返回該成員更新後的分數。    redis 127.0.0.1:6379> zincrby myzset 2 one    "3"    #將成員one的分數增加-1，並返回該成員更新後的分數。    redis 127.0.0.1:6379> zincrby myzset -1 one    "2"    #查看在更新了成員的分數後是否正確。    redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 WITHSCORES    1) "one"    2) "2"    3) "two"    4) "2"    5) "three"    6) "3"   2. ZRANGEBYSCORE/ZREMRANGEBYRANK/ZREMRANGEBYSCORE    redis 127.0.0.1:6379> del myzset    (integer) 1    redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 one 2 two 3 three 4 four    (integer) 4    #擷取分數滿足運算式1 <= score <= 2的成員。    redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset 1 2    1) "one"    2) "two"    #擷取分數滿足運算式1 < score <= 2的成員。    redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset (1 2    1) "two"    #-inf表示第一個成員，+inf表示最後一個成員，limit後面的參數用於限制返回成員的自己，    #2表示從位置索引(0-based)等於2的成員開始，去後面3個成員。    redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset -inf +inf limit 2 3    1) "three"    2) "four"    #刪除分數滿足運算式1 <= score <= 2的成員，並返回實際刪除的數量。    redis 127.0.0.1:6379> zremrangebyscore myzset 1 2    (integer) 2    #看出一下上面的刪除是否成功。    redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1    1) "three"    2) "four"    #刪除位元置索引滿足運算式0 <= rank <= 1的成員。    redis 127.0.0.1:6379> zremrangebyrank myzset 0 1    (integer) 2    #查看上一條命令是否刪除成功。    redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset    (integer) 0         3. ZREVRANGE/ZREVRANGEBYSCORE/ZREVRANK:    #為後面的樣本準備測試資料。    redis 127.0.0.1:6379> del myzset    (integer) 0    redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 one 2 two 3 three 4 four    (integer) 4    #以位置索引從高到低的方式擷取並返回此區間內的成員。    redis 127.0.0.1:6379> zrevrange myzset 0 -1 WITHSCORES    1) "four"    2) "4"    3) "three"    4) "3"    5) "two"    6) "2"    7) "one"    8) "1"    #由於是從高到低的排序，所以位置等於0的是four，1是three，並以此類推。    redis 127.0.0.1:6379> zrevrange myzset 1 3    1) "three"    2) "two"    3) "one"    #由於是從高到低的排序，所以one的位置是3。    redis 127.0.0.1:6379> zrevrank myzset one    (integer) 3    #由於是從高到低的排序，所以four的位置是0。    redis 127.0.0.1:6379> zrevrank myzset four    (integer) 0    #擷取分數滿足運算式3 >= score >= 0的成員，並以相反的順序輸出，即從高到底的順序。    redis 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore myzset 3 0    1) "three"    2) "two"    3) "one"    #該命令支援limit選項，其含義等同於zrangebyscore中的該選項，只是在計算位置時按照相反的順序計算和擷取。    redis 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore myzset 4 0 limit 1 2    1) "three"    2) "two"

 

    
四、應用範圍：

    1). 可以用於一個大型線上遊戲的積分熱門排行榜。每當玩家的分數發生變化時，可以執行ZADD命令更新玩家的分數，此後再通過ZRANGE命令擷取積分TOP TEN的使用者資訊。當然我們也可以利用ZRANK命令通過username來擷取玩家的排行資訊。最後我們將組合使用ZRANGE和ZRANK命令快速的擷取和某個玩家積分相近的其他使用者的資訊。
    2). Sorted-Sets類型還可用於構建索引資料。

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