Redis基础之数据类型（SortedSet有序集合)

红太狼 2022-07-14 03:17 169阅读 0赞

# 一、概述： #

Sorted-Sets和Sets类型极为相似，它们都是字符串的集合，都不允许重复的成员出现在一个Set中。它们之间的主要差别是Sorted-Sets中的每一个成员都会有一个分数(score)与之关联，Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。然而需要额外指出的是，尽管Sorted-Sets中的成员必须是唯一的，但是分数(score)却是可以重复的。  
    在Sorted-Set中添加、删除或更新一个成员都是非常快速的操作，其时间复杂度为集合中成员数量的对数。由于Sorted-Sets中的成员在集合中的位置是有序的，因此，即便是访问位于集合中部的成员也仍然是非常高效的。事实上，Redis所具有的这一特征在很多其它类型的数据库中是很难实现的，换句话说，在该点上要想达到和Redis同样的高效，在其它数据库中进行建模是非常困难的。

综述：

Redis有序集合和集合一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。

不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。

# 二、相关命令列表： #

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 命令原型 </td> 
 <td> 时间复杂度 </td> 
 <td> 命令描述 </td> 
 <td> 返回值 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZADD&nbsp;key score member [score] [member]&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)) </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量。添加参数中指定的所有成员及其分数到指定key的Sorted-Set中，在该命令中我们可以指定多组score/member作为参数。如果在添加时参数中的某一成员已经存在，该命令将更新此成员的分数为新值，同时再将该成员基于新值重新排序。如果键不存在，该命令将为该键创建一个新的Sorted-Sets Value，并将score/member对插入其中。如果该键已经存在，但是与其关联的Value不是Sorted-Sets类型，相关的错误信息将被返回。 </td> 
 <td> 本次操作实际插入的成员数量。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZCARD&nbsp;key&nbsp; </td> 
 <td> O(1) </td> 
 <td> 获取与该Key相关联的Sorted-Sets中包含的成员数量。 </td> 
 <td> 返回Sorted-Sets中的成员数量，如果该Key不存在，返回0。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZCOUNTkey min max </td> 
 <td> O(log(N)+M)&nbsp; </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量，M则表示min和max之间元素的数量。该命令用于获取分数(score)在min和max之间的成员数量。针对min和max参数需要额外说明的是，-inf和+inf分别表示Sorted-Sets中分数的最高值和最低值。缺省情况下，min和max表示的范围是闭区间范围，即min &lt;= score &lt;= max内的成员将被返回。然而我们可以通过在min和max的前面添加"("字符来表示开区间，如(min max表示min &lt; score &lt;= max，而(min (max表示min &lt; score &lt; max。 </td> 
 <td> 分数指定范围内成员的数量。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZINCRBY&nbsp;key increment member&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)) </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量。该命令将为指定Key中的指定成员增加指定的分数。如果成员不存在，该命令将添加该成员并假设其初始分数为0，此后再将其分数加上increment。如果Key不存，该命令将创建该Key及其关联的Sorted-Sets，并包含参数指定的成员，其分数为increment参数。如果与该Key关联的不是Sorted-Sets类型，相关的错误信息将被返回。 </td> 
 <td> 以字符串形式表示的新分数。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZRANGE&nbsp;key start stop [WITHSCORES]&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)+M) </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示返回的成员数量。该命令返回顺序在参数start和stop指定范围内的成员，这里start和stop参数都是0-based，即0表示第一个成员，-1表示最后一个成员。如果start大于该Sorted-Set中的最大索引值，或start &gt; stop，此时一个空集合将被返回。如果stop大于最大索引值，该命令将返回从start到集合的最后一个成员。如果命令中带有可选参数WITHSCORES选项，该命令在返回的结果中将包含每个成员的分数值，如value1,score1,value2,score2...。　　 </td> 
 <td> 返回索引在start和stop之间的成员列表。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZRANGEBYSCORE&nbsp;key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)+M) </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示返回的成员数量。该命令将返回分数在min和max之间的所有成员，即满足表达式min &lt;= score &lt;= max的成员，其中返回的成员是按照其分数从低到高的顺序返回，如果成员具有相同的分数，则按成员的字典顺序返回。可选参数LIMIT用于限制返回成员的数量范围。可选参数offset表示从符合条件的第offset个成员开始返回，同时返回count个成员。可选参数WITHSCORES的含义参照ZRANGE中该选项的说明。最后需要说明的是参数中min和max的规则可参照命令ZCOUNT。 </td> 
 <td> 返回分数在指定范围内的成员列表。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZRANK&nbsp; &nbsp;key member&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)) &nbsp; </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量。Sorted-Set中的成员都是按照分数从低到高的顺序存储，该命令将返回参数中指定成员的位置值，其中0表示第一个成员，它是Sorted-Set中分数最低的成员。 </td> 
 <td> 如果该成员存在，则返回它的位置索引值。否则返回nil。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZREM&nbsp;key member [member ...] </td> 
 <td> O(M log(N)) </td> 
 <td> 时间复杂度中N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示被删除的成员数量。该命令将移除参数中指定的成员，其中不存在的成员将被忽略。如果与该Key关联的Value不是Sorted-Set，相应的错误信息将被返回。 </td> 
 <td> 实际被删除的成员数量。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZREVRANGE&nbsp;key&nbsp;startstop[WITHSCORES]&nbsp;&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)+M)&nbsp; </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示返回的成员数量。该命令的功能和ZRANGE基本相同，唯一的差别在于该命令是通过反向排序获取指定位置的成员，即从高到低的顺序。如果成员具有相同的分数，则按降序字典顺序排序。 </td> 
 <td> 返回指定的成员列表。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZREVRANKkey member&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)) </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量。该命令的功能和ZRANK基本相同，唯一的差别在于该命令获取的索引是从高到低排序后的位置，同样0表示第一个元素，即分数最高的成员。 </td> 
 <td> 如果该成员存在，则返回它的位置索引值。否则返回nil。&nbsp; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZSCORE&nbsp;key member </td> 
 <td> O(1) </td> 
 <td> 获取指定Key的指定成员的分数。 </td> 
 <td> 如果该成员存在，以字符串的形式返回其分数，否则返回nil。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZREVRANGEBYSCORE &nbsp;key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)+M)&nbsp; </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示返回的成员数量。该命令除了排序方式是基于从高到低的分数排序之外，其它功能和参数含义均与ZRANGEBYSCORE相同。 </td> 
 <td> 返回分数在指定范围内的成员列表。&nbsp; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZREMRANGEBYRANK &nbsp;key start stop&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)+M) </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示被删除的成员数量。删除索引位置位于start和stop之间的成员，start和stop都是0-based，即0表示分数最低的成员，-1表示最后一个成员，即分数最高的成员。 &nbsp; </td> 
 <td> 被删除的成员数量。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ZREMRANGEBYSCORE &nbsp;key min max&nbsp; </td> 
 <td> O(log(N)+M) </td> 
 <td> 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示被删除的成员数量。删除分数在min和max之间的所有成员，即满足表达式min &lt;= score &lt;= max的所有成员。对于min和max参数，可以采用开区间的方式表示，具体规则参照ZCOUNT。&nbsp; </td> 
 <td> 被删除的成员数量。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 三、命令示例： #

1. ZADD/ZCARD/ZCOUNT/ZREM/ZINCRBY/ZSCORE/ZRANGE/ZRANK: 
*    \#在Shell的命令行下启动Redis客户端工具。* 
    /> *redis-cli 
    \#添加一个分数为1的成员。* 
    redis 127.0.0.1:6379>* zadd myzset 1"one"* 
    (integer) 1 
*    \#添加两个分数分别是2和3的两个成员。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zadd myzset 2"two" 3 "three"* 
    (integer) 2 
*    \#0表示第一个成员，\-1表示最后一个成员。WITHSCORES选项表示返回的结果中包含每个成员及其分数，否则只返回成员。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrange myzset 0 -1WITHSCORES* 
    1) "one" 
    2) "1" 
    3) "two" 
    4) "2" 
    5) "three" 
    6) "3" 
*    \#获取成员one在Sorted-Set中的位置索引值。0表示第一个位置。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrank myzset one* 
    (integer) 0 
*    \#成员four并不存在，因此返回nil。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrank myzset four* 
    (nil) 
*    \#获取myzset键中成员的数量。    * 
    redis 127.0.0.1:6379>* zcard myzset* 
    (integer) 3 
*    \#返回与myzset关联的Sorted-Set中，分数满足表达式1 <= score<= 2的成员的数量。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zcount myzset 1 2* 
    (integer) 2 
*    \#删除成员one和two，返回实际删除成员的数量。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrem myzset one two* 
    (integer) 2 
*    \#查看是否删除成功。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zcard myzset* 
    (integer) 1 
*    \#获取成员three的分数。返回值是字符串形式。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zscore myzset three* 
    "3" 
*    \#由于成员two已经被删除，所以该命令返回nil。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zscore myzset two* 
    (nil) 
*    \#将成员one的分数增加2，并返回该成员更新后的分数。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zincrby myzset 2one* 
    "3" 
*    \#将成员one的分数增加\-1，并返回该成员更新后的分数。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zincrby myzset -1one* 
    "2" 
*    \#查看在更新了成员的分数后是否正确。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrange myzset 0 -1WITHSCORES* 
    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 2two 3 three 4 four* 
    (integer) 4 
 *   \#获取分数满足表达式1 <= score<= 2的成员。* 
    redis 127.0.0.1:6379>* zrangebyscoremyzset 1 2* 
    1) "one" 
    2) "two" 
*    \#获取分数满足表达式1 < score <=2的成员。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrangebyscoremyzset (1 2* 
    1) "two" 
*    \#-inf表示第一个成员，\+inf表示最后一个成员，limit后面的参数用于限制返回成员的自己， 
    \#2表示从位置索引(0-based)等于2的成员开始，去后面3个成员。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrangebyscoremyzset -inf +inf limit 2 3* 
    1) "three" 
    2) "four" 
*    \#删除分数满足表达式1 <= score<= 2的成员，并返回实际删除的数量。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zremrangebyscoremyzset 1 2* 
    (integer) 2 
*    \#看出一下上面的删除是否成功。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrange myzset 0 -1* 
    1) "three" 
    2) "four" 
*    \#删除位置索引满足表达式0 <= rank <=1的成员。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zremrangebyrankmyzset 0 1* 
    (integer) 2 
*    \#查看上一条命令是否删除成功。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zcard myzset* 
    (integer) 0 
       
   3. ZREVRANGE/ZREVRANGEBYSCORE/ZREVRANK: 
*    \#为后面的示例准备测试数据。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *del myzset* 
    (integer) 0 
    redis 127.0.0.1:6379> *zadd myzset 1 one 2two 3 three 4 fou*r 
    (integer) 4 
*    \#以位置索引从高到低的方式获取并返回此区间内的成员。* 
    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" 
 *   \#由于是从高到低的排序，所以位置等于0的是four，1是three，并以此类推。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrevrange myzset 13* 
    1) "three" 
    2) "two" 
    3) "one" 
*    \#由于是从高到低的排序，所以one的位置是3。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrevrank myzset one* 
    (integer) 3 
*    \#由于是从高到低的排序，所以four的位置是0。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrevrank myzsetfour* 
    (integer) 0 
*    \#获取分数满足表达式3 >= score>= 0的成员，并以相反的顺序输出，即从高到底的顺序。* 
    redis 127.0.0.1:6379> *zrevrangebyscoremyzset 3 0* 
    1) "three" 
    2) "two" 
    3) "one" 
*    \#该命令支持limit选项，其含义等同于zrangebyscore中的该选项，只是在计算位置时按照相反的顺序计算和获取。* 
    redis 127.0.0.1:6379>* zrevrangebyscoremyzset 4 0 limit 1 2* 
    1) "three" 
    2) "two"

# 四、应用范围： #

1). 可以用于一个大型在线游戏的积分排行榜。每当玩家的分数发生变化时，可以执行ZADD命令更新玩家的分数，此后再通过ZRANGE命令获取积分TOP TEN的用户信息。当然我们也可以利用ZRANK命令通过username来获取玩家的排行信息。最后我们将组合使用ZRANGE和ZRANK命令快速的获取和某个玩家积分相近的其他用户的信息。  
    2). Sorted-Sets类型还可用于构建索引数据。

# 五、命令操作： #

访问网站：[http://try.redis.io/][http_try.redis.io]，然后进行命令操作；

[http_try.redis.io]: http://try.redis.io/