Redis教程(六)：Sorted-Sets數據類型

2020-10-28 21:41:18

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一、概述：

Sorted-Sets和Sets類型極為相似，它們都是字符串的集合，都不允許重復的成員出現在一個Set中。它們之間的主要差別是Sorted-Sets中的每一個成員都會有一個分數(score)與之關聯，Redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序。然而需要額外指出的是，盡管Sorted-Sets中的成員必須是唯一的，但是分數(score)卻是可以重復的。
在Sorted-Set中添加、刪除或更新一個成員都是非?？焖俚牟僮?，其時間復雜度為集合中成員數量的對數。由于Sorted-Sets中的成員在集合中的位置是有序的，因此，即便是訪問位于集合中部的成員也仍然是非常高效的。事實上，Redis所具有的這一特征在很多其它類型的數據庫中是很難實現的，換句話說，在該點上要想達到和Redis同樣的高效，在其它數據庫中進行建模是非常困難的。

二、相關命令列表：

命令原型	時間復雜度	命令描述	返回值
ZADD key score member [score] [member]	O(log(N))	時間復雜度中的N表示Sorted-Sets中成員的數量。添加參數中指定的所有成員及其分數到指定key的Sorted-Set中，在該命令中我們可以指定多組score/member作為參數。如果在添加時參數中的某一成員已經存在，該命令將更新此成員的分數為新值，同時再將該成員基于新值重新排序。如果鍵不存在，該命令將為該鍵創建一個新的Sorted-Sets Value，并將score/member對插入其中。如果該鍵已經存在，但是與其關聯的Value不是Sorted-Sets類型，相關的錯誤信息將被返回。	本次操作實際插入的成員數量。
ZCARD key	O(1)	獲取與該Key相關聯的Sorted-Sets中包含的成員數量。	返回Sorted-Sets中的成員數量，如果該Key不存在，返回0。
ZCOUNTkey min max	O(log(N)+M)	時間復雜度中的N表示Sorted-Sets中成員的數量，M則表示min和max之間元素的數量。該命令用于獲取分數(score)在min和max之間的成員數量。針對min和max參數需要額外說明的是，-inf和+inf分別表示Sorted-Sets中分數的最高值和最低值。缺省情況下，min和max表示的范圍是閉區間范圍，即min <= score <= max內的成員將被返回。然而我們可以通過在min和max的前面添加"("字符來表示開區間，如(min max表示min < score <= max，而(min (max表示min < score < max。	分數指定范圍內成員的數量。
ZINCRBYkey increment member	O(log(N))	時間復雜度中的N表示Sorted-Sets中成員的數量。該命令將為指定Key中的指定成員增加指定的分數。如果成員不存在，該命令將添加該成員并假設其初始分數為0，此后再將其分數加上increment。如果Key不存，該命令將創建該Key及其關聯的Sorted-Sets，并包含參數指定的成員，其分數為increment參數。如果與該Key關聯的不是Sorted-Sets類型，相關的錯誤信息將被返回。	以字符串形式表示的新分數。
ZRANGEkey start stop [WITHSCORES]	O(log(N)+M)	時間復雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示返回的成員數量。該命令返回順序在參數start和stop指定范圍內的成員，這里start和stop參數都是0-based，即0表示第一個成員，-1表示最后一個成員。如果start大于該Sorted-Set中的最大索引值，或start > stop，此時一個空集合將被返回。如果stop大于最大索引值，該命令將返回從start到集合的最后一個成員。如果命令中帶有可選參數WITHSCORES選項，該命令在返回的結果中將包含每個成員的分數值，如value1,score1,value2,score2...?！　?/em>	返回索引在start和stop之間的成員列表。
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]	O(log(N)+M)	時間復雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示返回的成員數量。該命令將返回分數在min和max之間的所有成員，即滿足表達式min <= score <= max的成員，其中返回的成員是按照其分數從低到高的順序返回，如果成員具有相同的分數，則按成員的字典順序返回?？蛇x參數LIMIT用于限制返回成員的數量范圍?？蛇x參數offset表示從符合條件的第offset個成員開始返回，同時返回count個成員?？蛇x參數WITHSCORES的含義參照ZRANGE中該選項的說明。最后需要說明的是參數中min和max的規則可參照命令ZCOUNT。	返回分數在指定范圍內的成員列表。
ZRANK key member	O(log(N))	時間復雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量。Sorted-Set中的成員都是按照分數從低到高的順序存儲，該命令將返回參數中指定成員的位置值，其中0表示第一個成員，它是Sorted-Set中分數最低的成員。	如果該成員存在，則返回它的位置索引值。否則返回nil。
ZREM key member [member ...]	O(M log(N))	時間復雜度中N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示被刪除的成員數量。該命令將移除參數中指定的成員，其中不存在的成員將被忽略。如果與該Key關聯的Value不是Sorted-Set，相應的錯誤信息將被返回。	實際被刪除的成員數量。
ZREVRANGE key startstop[WITHSCORES]	O(log(N)+M)	時間復雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示返回的成員數量。該命令的功能和ZRANGE基本相同，唯一的差別在于該命令是通過反向排序獲取指定位置的成員，即從高到低的順序。如果成員具有相同的分數，則按降序字典順序排序。	返回指定的成員列表。
ZREVRANKkey member	O(log(N))	時間復雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量。該命令的功能和ZRANK基本相同，唯一的差別在于該命令獲取的索引是從高到低排序后的位置，同樣0表示第一個元素，即分數最高的成員。	如果該成員存在，則返回它的位置索引值。否則返回nil。
ZSCOREkey member	O(1)	獲取指定Key的指定成員的分數。	如果該成員存在，以字符串的形式返回其分數，否則返回nil。
ZREVRANGEBYSCOREkey max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]	O(log(N)+M)	時間復雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示返回的成員數量。該命令除了排序方式是基于從高到低的分數排序之外，其它功能和參數含義均與ZRANGEBYSCORE相同。	返回分數在指定范圍內的成員列表。
ZREMRANGEBYRANKkey start stop	O(log(N)+M)	時間復雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示被刪除的成員數量。刪除索引位置位于start和stop之間的成員，start和stop都是0-based，即0表示分數最低的成員，-1表示最后一個成員，即分數最高的成員。	被刪除的成員數量。
ZREMRANGEBYSCOREkey min max	O(log(N)+M)	時間復雜度中的N表示Sorted-Set中成員的數量，M則表示被刪除的成員數量。刪除分數在min和max之間的所有成員，即滿足表達式min <= score <= max的所有成員。對于min和max參數，可以采用開區間的方式表示，具體規則參照ZCOUNT。	被刪除的成員數量。

三、命令示例：

1. ZADD/ZCARD/ZCOUNT/ZREM/ZINCRBY/ZSCORE/ZRANGE/ZRANK:

復制代碼代碼如下:

    #在Shell的命令行下啟動Redis客戶端工具。
    /> redis-cli
    #添加一個分數為1的成員。
    redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 "one"
    (integer) 1
    #添加兩個分數分別是2和3的兩個成員。
    redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 2 "two" 3 "three"
    (integer) 2
    #0表示第一個成員，-1表示最后一個成員。WITHSCORES選項表示返回的結果中包含每個成員及其分數，否則只返回成員。
    redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 WITHSCORES
    1) "one"
    2) "1"
    3) "two"
    4) "2"
    5) "three"
    6) "3"
    #獲取成員one在Sorted-Set中的位置索引值。0表示第一個位置。
    redis 127.0.0.1:6379> zrank myzset one
    (integer) 0
    #成員four并不存在，因此返回nil。
    redis 127.0.0.1:6379> zrank myzset four
    (nil)
    #獲取myzset鍵中成員的數量。    
    redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset
    (integer) 3
    #返回與myzset關聯的Sorted-Set中，分數滿足表達式1 <= score <= 2的成員的數量。
    redis 127.0.0.1:6379> zcount myzset 1 2
    (integer) 2
    #刪除成員one和two，返回實際刪除成員的數量。
    redis 127.0.0.1:6379> zrem myzset one two
    (integer) 2
    #查看是否刪除成功。
    redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset
    (integer) 1
    #獲取成員three的分數。返回值是字符串形式。
    redis 127.0.0.1:6379> zscore myzset three
    "3"
    #由于成員two已經被刪除，所以該命令返回nil。
    redis 127.0.0.1:6379> zscore myzset two
    (nil)
    #將成員one的分數增加2，并返回該成員更新后的分數。
    redis 127.0.0.1:6379> zincrby myzset 2 one
    "3"
    #將成員one的分數增加-1，并返回該成員更新后的分數。
    redis 127.0.0.1:6379> zincrby myzset -1 one
    "2"
    #查看在更新了成員的分數后是否正確。
    redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 WITHSCORES
    1) "one"
    2) "2"
    3) "two"
    4) "2"
    5) "three"
    6) "3"

2. ZRANGEBYSCORE/ZREMRANGEBYRANK/ZREMRANGEBYSCORE

復制代碼代碼如下:

    redis 127.0.0.1:6379> del myzset
    (integer) 1
    redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 one 2 two 3 three 4 four
    (integer) 4
    #獲取分數滿足表達式1 <= score <= 2的成員。
    redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset 1 2
    1) "one"
    2) "two"
    #獲取分數滿足表達式1 < score <= 2的成員。
    redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset (1 2
    1) "two"
    #-inf表示第一個成員，+inf表示最后一個成員，limit后面的參數用于限制返回成員的自己，
    #2表示從位置索引(0-based)等于2的成員開始，去后面3個成員。
    redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset -inf +inf limit 2 3
    1) "three"
    2) "four"
    #刪除分數滿足表達式1 <= score <= 2的成員，并返回實際刪除的數量。
    redis 127.0.0.1:6379> zremrangebyscore myzset 1 2
    (integer) 2
    #看出一下上面的刪除是否成功。
    redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
    1) "three"
    2) "four"
    #刪除位置索引滿足表達式0 <= rank <= 1的成員。
    redis 127.0.0.1:6379> zremrangebyrank myzset 0 1
    (integer) 2
    #查看上一條命令是否刪除成功。
    redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset
    (integer) 0
 

3. ZREVRANGE/ZREVRANGEBYSCORE/ZREVRANK:

復制代碼代碼如下:

    #為后面的示例準備測試數據。
    redis 127.0.0.1:6379> del myzset
    (integer) 0
    redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 one 2 two 3 three 4 four
    (integer) 4
    #以位置索引從高到低的方式獲取并返回此區間內的成員。
    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"
    #由于是從高到低的排序，所以位置等于0的是four，1是three，并以此類推。
    redis 127.0.0.1:6379> zrevrange myzset 1 3
    1) "three"
    2) "two"
    3) "one"
    #由于是從高到低的排序，所以one的位置是3。
    redis 127.0.0.1:6379> zrevrank myzset one
    (integer) 3
    #由于是從高到低的排序，所以four的位置是0。
    redis 127.0.0.1:6379> zrevrank myzset four
    (integer) 0
    #獲取分數滿足表達式3 >= score >= 0的成員，并以相反的順序輸出，即從高到底的順序。
    redis 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore myzset 3 0
    1) "three"
    2) "two"
    3) "one"
    #該命令支持limit選項，其含義等同于zrangebyscore中的該選項，只是在計算位置時按照相反的順序計算和獲取。
    redis 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore myzset 4 0 limit 1 2
    1) "three"
    2) "two"
    

四、應用范圍：

1). 可以用于一個大型在線游戲的積分排行榜。每當玩家的分數發生變化時，可以執行ZADD命令更新玩家的分數，此后再通過ZRANGE命令獲取積分TOP TEN的用戶信息。當然我們也可以利用ZRANK命令通過username來獲取玩家的排行信息。最后我們將組合使用ZRANGE和ZRANK命令快速的獲取和某個玩家積分相近的其他用戶的信息。
2). Sorted-Sets類型還可用于構建索引數據。

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