快捷導(dǎo)航

Redis中Zset類型常用命令的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2024年10月17日 09:46:51 作者：時(shí)光不染?；貞洸坏?

Zset是Redis的一種有序集合數(shù)據(jù)類型,Zset通過壓縮列表和跳躍表兩種底層編碼方式支持小數(shù)據(jù)集和大數(shù)據(jù)集,支持多種操作,包括添加、查詢、刪除元素以及集合運(yùn)算等,具有不同的時(shí)間復(fù)雜度,感興趣的可以了解一下

一. Zset有序集合簡介.

定義: Zset（有序集合）是Redis中的一種數(shù)據(jù)類型，它保留了集合不能有重復(fù)成員的特點(diǎn)，但與普通集合不同的是，Zset中的每個(gè)元素都與一個(gè)唯一的浮點(diǎn)類型的分?jǐn)?shù)（score）相關(guān)聯(lián)，這使得Zset中的元素可以維護(hù)有序性。
如何保證有序性: 每個(gè)元素都與一個(gè)分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)，分?jǐn)?shù)用于確定元素在集合中的位置，且分?jǐn)?shù)可以重復(fù)。當(dāng)分?jǐn)?shù)相同時(shí)，元素會根據(jù)其字典順序進(jìn)行排序。
**Zset在Redis中底層的編碼方式:
- 壓縮列表（ziplist）：一種緊湊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常用于存儲元素較少、元素較小的有序集合。它以連續(xù)的內(nèi)存塊形式存儲數(shù)據(jù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包含一個(gè)或多個(gè)元素，且可以非常緊湊地存儲整數(shù)和字符串等不同類型的元素。
- 跳躍表（skiplist）：一種基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常用于存儲元素較多、元素較大的有序集合。跳躍表通過多層鏈表實(shí)現(xiàn)快速查找，其插入、刪除、查找的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logN)。

二. 添加元素相關(guān)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 ...]

解釋參數(shù)含義:

NX: 當(dāng)number不存在的時(shí)候才會添加對應(yīng)的score-number
XX: 當(dāng)number存在的時(shí)候才會修改對應(yīng)的score-number
GT: 當(dāng)更新元素的時(shí)候, 只有當(dāng)給定的score比已有的score大, 才會更新成功.
LT: 當(dāng)更新元素的時(shí)候, 只有當(dāng)給定的score比已有的score小, 才會更新成功.
CH: 將返回值從添加的新元素?cái)?shù)修改為更改的元素總數(shù)（CH是changed的縮寫）。更改的元素是添加的新元素和已經(jīng)存在的元素，并為其更新了分?jǐn)?shù)。因此，在命令行中指定的具有與過去相同分?jǐn)?shù)的元素不會被計(jì)算在內(nèi)。注意：通常ZADD的返回值只計(jì)算添加的新元素的數(shù)量
INCR:當(dāng)指定這個(gè)選項(xiàng)時(shí)，ZADD的行為類似于ZINCRBY。在這種模式下只能指定一個(gè)分?jǐn)?shù)-元素對

時(shí)間復(fù)雜度:

O(log(N))，其中N是排序集合中元素的個(gè)數(shù)。

演示命令的使用:

在這里插入圖片描述

三. 查詢元素相關(guān)操作.

3.1 查詢有序集合中的元素個(gè)數(shù)( zcard zcount)

命令基本格式:

ZCARD keyZCOUNT key min max

時(shí)間復(fù)雜度:

zcard O(1)zcount O(log(N)) N是排序集合中元素的個(gè)數(shù)。

演示命令的使用:

在這里插入圖片描述

3.2 查詢指定區(qū)間內(nèi)的元素(zrange zrevrange zrangebyscore)

命令基本格式:

ZRANGE key start stop [BYSCORE | BYLEX] [REV] [LIMIT offset count] [WITHSCORES] 獲取指定下標(biāo)范圍內(nèi)的元素
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] 逆序獲取指定下標(biāo)范圍內(nèi)的元素
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count] 按照分?jǐn)?shù)來找元素,和zcount的效果類似

時(shí)間復(fù)雜度:

zrange O(log(N)+M)，其中N是排序集合中的元素個(gè)數(shù)，M是返回的元素個(gè)數(shù)。
zrevrange O(log(N)+M)，其中N是排序集合中的元素個(gè)數(shù)，M是返回的元素個(gè)數(shù)。
zrangebyscore O（log(N)+M）其中N是排序集合中的元素個(gè)數(shù)M是返回的元素個(gè)數(shù)。如果M是常數(shù)（例如總是要求前10個(gè)元素有LIMIT），你可以認(rèn)為它是O（log(N)）。

演示命令的使用:

在這里插入圖片描述

3.3 查詢有序集合中指定成員的排名(zrank zrevrank )

命令基本格式:

ZRANK key member [WITHSCORE] 查詢有序集合中指定成員的排名
ZREVRANK key member [WITHSCORE] 查詢有序集合中指定成員的逆序排名

時(shí)間復(fù)雜度:

O(log(N))

演示命令的使用:

在這里插入圖片描述

3.4 查詢有序集合中指定成員的分?jǐn)?shù)(zscore)

命令基本格式:

ZSCORE key member查詢有序集合中指定成員的分?jǐn)?shù)

時(shí)間復(fù)雜度:

O(1)

演示命令的使用:

在這里插入圖片描述

四. 刪除元素相關(guān)操作.

4.1 刪除并返回最大/最小的n個(gè)元素(zpopmax zpopmin)

命令基本格式:

ZPOPMAX key [count] 刪除并返回最大的n個(gè)元素
ZPOPMIN key [count] 刪除并返回最小的n個(gè)元素

時(shí)間復(fù)雜度:

都是 O（log(N)*M）其中N是排序集合中的元素個(gè)數(shù)，M是彈出的元素個(gè)數(shù)。

演示命令的使用:

在這里插入圖片描述

4.2 帶有阻塞性質(zhì)刪除最大/小元素(bzpopmin bzpopmax)

命令基本格式:

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

時(shí)間復(fù)雜度:

O(log(N)) N是排序集合中元素的個(gè)數(shù)O(log(N)) N是排序集合中元素的個(gè)數(shù)

演示命令的使用:

在這里插入圖片描述

4.3 刪除有序集合中的n個(gè)元素( zrem zremrangebyrank zremrangebyscore)

命令基本格式:

ZREM key member [member ...] 刪除有序集合中的n個(gè)元素
ZREMRANGEBYRANK key start stop 刪除有序集合中指定排名范圍內(nèi)的成員
ZREMRANGEBYSCORE key min max 刪除有序集合中指定分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)的成員

時(shí)間復(fù)雜度:

zrem O(M*log(N))，其中N是排序集合中元素的個(gè)數(shù)，M是要移除的元素的個(gè)數(shù)
zremrangebyrank O(log(N)+M)，其中N是排序集合中的元素個(gè)數(shù)，M是操作移除的元素個(gè)數(shù)
zremrangebyscore O(log(N)+M)，其中N是排序集合中的元素個(gè)數(shù)，M是操作移除的元素個(gè)數(shù)。

演示命令的使用:

在這里插入圖片描述