【Redis篇】Set和Zset 有序集合基本使用

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发布于 2024-12-24 11:31:40

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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。

SISMEMBE

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。