Redis中Zset类型常用命令的实现

一. Zset有序集合简介.

• 定义: Zset（有序集合）是Redis中的一种数据类型，它保留了集合不能有重复成员的特点，但与普通集合不同的是，Zset中的每个元素都与一个唯一的浮点类型的分数（score）相关联，这使得Zset中的元素可以维护有序性。

• 如何保证有序性: 每个元素都与一个分数相关联，分数用于确定元素在集合中的位置，且分数可以重复。当分数相同时，元素会根据其字典顺序进行排序。

• **Zset在Redis中底层的编码方式:

  • 压缩列表（ziplist）：一种紧凑的数据结构，通常用于存储元素较少、元素较小的有序集合。它以连续的内存块形式存储数据，每个节点可以包含一个或多个元素，且可以非常紧凑地存储整数和字符串等不同类型的元素。
  • 跳跃表（skiplist）：一种基于链表的数据结构，通常用于存储元素较多、元素较大的有序集合。跳跃表通过多层链表实现快速查找，其插入、删除、查找的时间复杂度均为O(logN)。

二. 添加元素相关命令.

2.1 向有序集合中添加元素(zadd)

• 命令基本格式:

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

解释参数含义:

• NX: 当number不存在的时候才会添加对应的score-number
• XX: 当number存在的时候才会修改对应的score-number
• GT: 当更新元素的时候, 只有当给定的score比已有的score大, 才会更新成功.
• LT: 当更新元素的时候, 只有当给定的score比已有的score小, 才会更新成功.
• CH: 将返回值从添加的新元素数修改为更改的元素总数（CH是changed的缩写）。更改的元素是添加的新元素和已经存在的元素，并为其更新了分数。因此，在命令行中指定的具有与过去相同分数的元素不会被计算在内。注意：通常ZADD的返回值只计算添加的新元素的数量
• INCR:当指定这个选项时，ZADD的行为类似于ZINCRBY。在这种模式下只能指定一个分数-元素对

时间复杂度:

O(log(N))，其中N是排序集合中元素的个数。

演示命令的使用:

三. 查询元素相关操作.

3.1 查询有序集合中的元素个数( zcard zcount)

命令基本格式:

ZCARD keyZCOUNT key min max

时间复杂度:

zcard O(1)zcount O(log(N)) N是排序集合中元素的个数。

演示命令的使用:

3.2 查询指定区间内的元素(zrange zrevrange zrangebyscore)

命令基本格式:

ZRANGE key start stop [BYSCORE | BYLEX] [REV] [LIMIT offset count] [WITHSCORES] 获取指定下标范围内的元素
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] 逆序获取指定下标范围内的元素
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count] 按照分数来找元素,和zcount的效果类似

时间复杂度:

zrange O(log(N)+M)，其中N是排序集合中的元素个数，M是返回的元素个数。
zrevrange O(log(N)+M)，其中N是排序集合中的元素个数，M是返回的元素个数。
zrangebyscore O（log(N)+M）其中N是排序集合中的元素个数M是返回的元素个数。如果M是常数（例如总是要求前10个元素有LIMIT），你可以认为它是O（log(N)）。

演示命令的使用:

3.3 查询有序集合中指定成员的排名(zrank zrevrank )

命令基本格式:

ZRANK key member [WITHSCORE] 查询有序集合中指定成员的排名
ZREVRANK key member [WITHSCORE] 查询有序集合中指定成员的逆序排名

时间复杂度:

O(log(N))

演示命令的使用:

3.4 查询有序集合中指定成员的分数(zscore)

命令基本格式:

ZSCORE key member查询有序集合中指定成员的分数

时间复杂度:

O(1)

演示命令的使用:

四. 删除元素相关操作.

4.1 删除并返回最大/最小的n个元素(zpopmax zpopmin)

命令基本格式:

ZPOPMAX key [count] 删除并返回最大的n个元素
ZPOPMIN key [count] 删除并返回最小的n个元素

时间复杂度:

都是 O（log(N)*M）其中N是排序集合中的元素个数，M是弹出的元素个数。

演示命令的使用:

4.2 带有阻塞性质删除最大/小元素(bzpopmin bzpopmax)

命令基本格式:

BZPOPMAX key [key ...] timeoutBZPOPMIN key [key ...] timeout

时间复杂度:

O(log(N)) N是排序集合中元素的个数O(log(N)) N是排序集合中元素的个数

演示命令的使用:

4.3 删除有序集合中的n个元素( zrem zremrangebyrank zremrangebyscore)

命令基本格式:

ZREM key member [member ...] 删除有序集合中的n个元素
ZREMRANGEBYRANK key start stop 删除有序集合中指定排名范围内的成员
ZREMRANGEBYSCORE key min max 删除有序集合中指定分数范围内的成员

时间复杂度:

zrem O(M*log(N))，其中N是排序集合中元素的个数，M是要移除的元素的个数
zremrangebyrank O(log(N)+M)，其中N是排序集合中的元素个数，M是操作移除的元素个数
zremrangebyscore O(log(N)+M)，其中N是排序集合中的元素个数，M是操作移除的元素个数。

演示命令的使用:

五. 集合运算相关操作.

5.1 求有序集合交集的操作(zinterstore)

命令基本格式:

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

解释参数含义:

• destination 要把求交集的结果存储到哪个key对应的zset之中.
• numkeys 描述了后续有几个key参与交集运算.
• weight 每个key对应的权重

时间复杂度:

O(N*K)+O（M*log(M)）最坏情况，其中N是最小的输入排序集，K是输入排序集的个数，M是结果排序集中元素的个数。

5.2 求集合并集的操作(zunionstore)

命令基本格式:

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

时间复杂度:

O(N)+O(M log(M))，其中N是输入排序集的大小之和，M是结果排序集的元素个数。

演示命令的使用:

到此这篇关于Redis中Zset类型常用命令的实现的文章就介绍到这了,更多相关Redis Zset命令内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！ 

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