2.8 zset(有序集合)

  zset类似于Java的SortedSet和HashMap的结合体。⼀⽅⾯它是⼀个set,保证了内部value 的唯⼀性,另⼀⽅⾯它可以给每个value赋予⼀个score,代表这个value的排序权重。它的内部实现⽤的是⼀种叫做「跳跃列表」的数据结构。zset中最后⼀个value被移除后,数据结构⾃动删除,内存被回收。

有序集合结构： key:user

集合 VS 有序集合 集合：无重复元素、无序、element 有序集合 ： 无重复元素、有序、element + score 有序集合相比集合时间复杂度较高

1.ZADD¶

ZADD key score member [[score member] [score member] …]

  时间复杂度:O(M*log(N)),N是有序集的基数,M为成功添加的新成员的数量。

  将一个或多个member元素及其score值加入到有序集key当中。如果某个member已经是有序集的成员,那么更新这个member的score值,并通过重新插入这个member元素,来保证该member在正确的位置上。score值可以是整数值或双精度浮点数。如果key不存在,则创建一个空的有序集并执行 ZADD 操作。当 key 存在但不是有序集类型时,返回一个错误。正常返回被成功添加的新成员的数量,不包括那些被更新的、已经存在的成员。

# 添加单个元素
redis> ZADD page_rank 10 google.com
(integer) 1


# 添加多个元素
redis> ZADD page_rank 9 baidu.com 8 bing.com
(integer) 2

redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"
5) "google.com"
6) "10"


# 添加已存在元素，且 score 值不变
redis> ZADD page_rank 10 google.com
(integer) 0

redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES  # 没有改变
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"
5) "google.com"
6) "10"


# 添加已存在元素，但是改变 score 值
redis> ZADD page_rank 6 bing.com
(integer) 0

redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES  # bing.com 元素的 score 值被改变
1) "bing.com"
2) "6"
3) "baidu.com"
4) "9"
5) "google.com"
6) "10"

2.ZREM¶

ZREM key member [member …]

  时间复杂度: O(M*log(N)),N为有序集的基数,M 为被成功移除的成员的数量。

  移除有序集key中的一个或多个成员,不存在的成员将被忽略。当key存在但不是有序集类型时,返回一个错误。正常返回值被成功移除的成员的数量,不包括被忽略的成员。

# 测试数据
redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"
5) "google.com"
6) "10"


# 移除单个元素
redis> ZREM page_rank google.com
(integer) 1

redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"

# 移除多个元素
redis> ZREM page_rank baidu.com bing.com
(integer) 2

redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
(empty list or set)

# 移除不存在元素
redis> ZREM page_rank non-exists-element
(integer) 0

3.zscore¶

ZSCORE key member

  时间复杂度:O(1)

  返回有序集key中,成员member的score值(member成员的score值,以字符串形式表示)。如果member元素不是有序集key的成员,或key不存在,返回nil。

1) "tom"
2) "2000"
3) "peter"
4) "3500"
5) "jack"
6) "5000"

redis> ZSCORE salary peter              # 注意返回值是字符串
"3500"

4.ZINCRBY¶

ZINCRBY key increment member

  时间复杂度:O(log(N))

  为有序集key的成员member的score值加上增量increment。可以通过传递一个负数值 increment,让score减去相应的值,比如ZINCRBY key -5 member,就是让member的score值减去5 。当key不存在,或member不是key的成员时,ZINCRBY key increment member等同于ZADD key increment member。当key不是有序集类型时,返回一个错误。score值可以是整数值或双精度浮点数。正常返回值为member成员的新score值,以字符串形式表示。

redis> ZSCORE salary tom
"2000"

redis> ZINCRBY salary 2000 tom   # tom 加薪啦！
"4000"

5.zcard¶

ZCARD key

  时间复杂度:O(1)

  当key存在且是有序集类型时,返回有序集的基数。当key不存在时,返回0。

redis > ZADD salary 2000 tom    # 添加一个成员
(integer) 1

redis > ZCARD salary
(integer) 1

redis > ZADD salary 5000 jack   # 再添加一个成员
(integer) 1

redis > ZCARD salary
(integer) 2

redis > EXISTS non_exists_key   # 对不存在的 key 进行 ZCARD 操作
(integer) 0

redis > ZCARD non_exists_key
(integer) 0

6.ZRANGE¶

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

  时间复杂度:O(log(N)+M),N为有序集的基数,而M为结果集的基数。

  返回有序集key中,指定区间内的成员。其中成员的位置按score值递增(从小到大)来排序。具有相同score值的成员按字典序(lexicographical order)来排列。如果你需要成员按 score值递减(从大到小)来排列,请使用ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] 命令。下标参数start和stop都以0为底,也就是说,以0表示有序集第一个成员,以1表示有序集第二个成员,以此类推。你也可以使用负数下标,以-1表示最后一个成员,-2表示倒数第二个成员,以此类推。超出范围的下标并不会引起错误。比如说,当start的值比有序集的最大下标还要大,或是start>stop 时,ZRANGE命令只是简单地返回一个空列表。另一方面,假如stop参数的值比有序集的最大下标还要大,那么Redis将stop当作最大下标来处理。可以通过使用WITHSCORES 选项,来让成员和它的 score值一并返回,返回列表以value1,score1, …, valueN,scoreN的格式表示。

  客户端库可能会返回一些更复杂的数据类型,比如数组、元组等。返回为指定区间内,带有score值(可选)的有序集成员的列表。

redis > ZRANGE salary 0 -1 WITHSCORES             # 显示整个有序集成员
1) "jack"
2) "3500"
3) "tom"
4) "5000"
5) "boss"
6) "10086"

redis > ZRANGE salary 1 2 WITHSCORES              # 显示有序集下标区间 1 至 2 的成员
1) "tom"
2) "5000"
3) "boss"
4) "10086"

redis > ZRANGE salary 0 200000 WITHSCORES         # 测试 end 下标超出最大下标时的情况
1) "jack"
2) "3500"
3) "tom"
4) "5000"
5) "boss"
6) "10086"

redis > ZRANGE salary 200000 3000000 WITHSCORES   # 测试当给定区间不存在于有序集时的情况
(empty list or set)

7.ZRANGEBYSCOR¶

ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]

  时间复杂度:O(log(N)+M),N为有序集的基数,M为被结果集的基数。

  返回有序集key中,所有score值介于min和max之间(包括等于min或max)的成员。有序集成员按score值递增(从小到大)次序排列。具有相同score值的成员按字典序(lexicographical order)来排列(该属性是有序集提供的,不需要额外的计算)。

  可选的IMIT参数指定返回结果的数量及区间(就像SQL中的 SELECT LIMIT offset,,注意当offset很大时,定位of,set的操可能需要遍历个有序集此过程最坏复杂度为(N)时间。

  可选的WITHSCORES参数决定结果集是单单返回有序集的成员,还是将有序集成员及其 score值一起返回。该选项自Redis 2.0版本起可用。

区间及无限¶

  min和max可以是-inf和+inf,这样一来,你就可以在不知道有序集的最低和最高score值的情况下,使用ZRANGEBYSCORE 这类命令。默认情况下,区间的取值使用闭区间 (小于等于或大于等于),你也可以通过给参数前增加符号来使用可选的开区间(小于或大于)。

(integer) 0
redis> ZADD salary 5000 tom
(integer) 0
redis> ZADD salary 12000 peter
(integer) 0

redis> ZRANGEBYSCORE salary -inf +inf               # 显示整个有序集
1) "jack"
2) "tom"
3) "peter"

redis> ZRANGEBYSCORE salary -inf +inf WITHSCORES    # 显示整个有序集及成员的 score 值
1) "jack"
2) "2500"
3) "tom"
4) "5000"
5) "peter"
6) "12000"

redis> ZRANGEBYSCORE salary -inf 5000 WITHSCORES    # 显示工资 <=5000 的所有成员
1) "jack"
2) "2500"
3) "tom"
4) "5000"

redis> ZRANGEBYSCORE salary (5000 400000            # 显示工资大于 5000 小于等于 400000 的成员
1) "peter"

8.zcount¶

ZCOUNT key min max

  时间复杂度O(lg,)),N为序集基数。

  返回有序集key中,score值在min和max之间(默认包括score值等于min或max)的成员的数量。关于参数min和max的详细使用方法,请参考ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]命令。返回值为score值在min和max之间的成员的数量。

redis> ZRANGE salary 0 -1 WITHSCORES    # 测试数据
1) "jack"
2) "2000"
3) "peter"
4) "3500"
5) "tom"
6) "5000"

redis> ZCOUNT salary 2000 5000          # 计算薪水在 2000-5000 之间的人数
(integer) 3

redis> ZCOUNT salary 3000 5000          # 计算薪水在 3000-5000 之间的人数
(integer) 2

9.zremrangebyrank¶

ZREMRANGEBYRANK key start stop

  时间复杂度:O(log(N)+M),N为有序集的基数,而M为被移除成员的数量。

  移除有序集key中,指定排名(rank)区间内的所有成员。区间分别以下标参数start和 stop指出,包含start和stop在内。

  下标参数start和stop都以0为底,也就是说,以0表示有序集第一个成员,以1表示有序集第二个成员,以此类推。你也可以使用负数下标，以-1表示最后一个成员,-2表示倒数第二个成员,以此类推。返回值为被移除成员的数量。

redis> ZADD salary 2000 jack
(integer) 1
redis> ZADD salary 5000 tom
(integer) 1
redis> ZADD salary 3500 peter
(integer) 1

redis> ZREMRANGEBYRANK salary 0 1       # 移除下标 0 至 1 区间内的成员
(integer) 2

redis> ZRANGE salary 0 -1 WITHSCORES    # 有序集只剩下一个成员
1) "tom"
2) "5000"

10.zremrangebyscore¶

ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]

  时间复杂度:O(log(N)+M),N为有序集的基数,M为结果集的基数。

  返回有序集key中,score值介于max和min之间(默认包括等于max或min)的所有的成员。有序集成员按score值递减(从大到小)的次序排列。具有相同score值的成员按字典序的逆序(reverse lexicographical order)排列。

  除了成员按score值递减的次序排列这一点外,ZREVRANGEBYSCORE命令的其他方面和ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]命令一样。

  返回值为指定区间内,带有score值(可选)的有序集成员的列表。

redis > ZADD salary 10086 jack
(integer) 1
redis > ZADD salary 5000 tom
(integer) 1
redis > ZADD salary 7500 peter
(integer) 1
redis > ZADD salary 3500 joe
(integer) 1

redis > ZREVRANGEBYSCORE salary +inf -inf   # 逆序排列所有成员
1) "jack"
2) "peter"
3) "tom"
4) "joe"

redis > ZREVRANGEBYSCORE salary 10000 2000  # 逆序排列薪水介于 10000 和 2000 之间的成员
1) "peter"
2) "tom"
3) "joe"

  我们看一下它具体的应用:首先最容易想到的就是排行榜了。

  类似的,zset还可以⽤来存储学⽣的成绩,value值是学⽣的ID,score是他的考试成绩。我们可以对成绩按分数进⾏排序就可以得到他的名次。除此之外,zset可以⽤来存粉丝列表,value值是粉丝的⽤户ID,score是关注时间。我们可以对粉丝列表按关注时间进⾏排序。

  不太常见API有这些,文章上面已经给大家推荐查看API的网站了,用到的时候查一查哈 - revrank - revrange - revrangebyscore - nterstore - unionstore

  上面的API可以分成这三类

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