详尽Redis有序集合指令

2020-05-21 本文已影响0人李小磊_0867

Redis基础数据类型的最后一种常用的数据类型，有序集合能够在日常开发中给我们提供更多的想象空间。
在这里，一些示例直接采用了try.redis.io中的例子，文中有标注。

有序集合类型

有序集合在集合类型的基础上，对每个元素添加了一个分数，除了具备集合类型的基础功能外，如添加、删除、查找、判断元素是否存在等，还能够根据分数进行一些相关操作，查询分值区间的元素等。

有序集合和列表类型也有一定的相似度，比如有序集合和列表都是有序的，并且可以提供获取区域元素，在一定程度上可以实现分页的功能。但两者也有本质的区别，列表主要是双向链表数据结构，查询两端元素性能比较高，随着元素的增多，越靠近中间的元素查询性能越低，列表对于实现小规模数据的存储，比如个人收藏等，或者排行榜、最新日志等有较好的体现；有序集合采用Hash、跳跃表等实现，因此对于大数据量，中间查询也有较快的表现；列表因为采用双向链表实现，因此调整顺序比较麻烦，有序集合在调整顺序时，只需要调整分数即可。

添加元素

ZADD key score member [score member ...]

ZADD指令用于向有序集合添加一组或多组元素+元素分数，当元素已存在时，将更新分数。该命令将当前插入成功的元素个数返回，不包含已存在的元素。

将名画家的作品按创作年份插入到有序集合（try.redis.io）。

ZADD a 1965 "girl with a pearl earring" 1895 "The Last Supper" 1987 "The Death of Marat" 
# (integer) 3

此时，要调整The Death Of Marat的创作日期，同时需要新增一副作品

ZADD a 1978 "The Death of Marat" 1901 "Marilyn Monroe"
# (integer) 1

由于The Death Of Marat作品已存在，因此只更新了分数1978，新增了一副作品，指令返回值为新增作品数1。

得分除了整数外，也支持浮点数。

可以使用+inf和-inf表示分数，分别代表正无穷大和负无穷大

ZADD a 1978.8 "The Death of Marat" 
# (integer) 0
ZADD +inf "The dog" -inf "The cat"
# (integer) 2
ZRANGE a 0 -1   # 升序排列，-inf最小，+inf最大
# 1) "The cat"
# 2) "The Last Supper"
# 3) "Marilyn Monroe"
# 4) "girl with a pearl earring"
# 5) "The Death of Marat"
# 6) "The dog"

获取元素分数

ZSCORE key member

ZSCORE指令用于获取元素的得分，该指令每次只能返回一个元素的得分。如果指定的key或者member不存在时，该指令返回nil。

ZSCORE a "The cat"
# "-inf"
ZSCORE a "The Death of Marat"
# "1978.8"
ZSCORE a b
# (nil)
ZSCORE ab b
# (nil)

按升序获取指定范围的元素列表

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

ZRANGE指令用于按SCORE升序返回start到stop之间的元素，包括start和stop索引位置的元素。该指令与来列表的LRANGE指令类似，只不过一个按插入排序，一个按SCORE升序，其他的STOP、START取值及使用方式一致。

ZRANGE a 0 -1   # 按升序返回全部元素
# 1) "The cat"
# 2) "The Last Supper"
# 3) "Marilyn Monroe"
# 4) "girl with a pearl earring"
# 5) "The Death of Marat"
# 6) "The dog"
# 从右向左获取元素
ZRANGE a -3 -1
# 1) "girl with a pearl earring"
# 2) "The Death of Marat"
# 3) "The dog"

STOP、START取值和LRANGE的方式一致，START必须小于等于STOP，否则返回空。

ZRANGE指令有一个可选参数，在指令末尾加上WITHSCORES，这样可以将元素得分一起返回，其格式为：元素，得分，元素，得分...，每个元素后紧跟着该元素的得分。

ZRANGE a 0 3 WITHSCORES
# 1) "The cat"
# 2) "-inf"
# 3) "The Last Supper"
# 4) "1895"
# 5) "Marilyn Monroe"
# 6) "1901"
# 7) "girl with a pearl earring"
# 8) "1965"

前面提到，ZRANGE在大数据量下，取中间的数据性能优于列表类型，其查找元素时间复杂度为O(logn + m)，n为有序集合的基数，m为要返回的元素个数。当部分元素得分相同的情况下，将按照字典顺序进行排列(数字<大写字母<小写字母,每种类型内部也是升序)。

ZRANGE a 1 2 WITHSCORES
# 1) "ABC"
# 2) "1895"
# 3) "The Last Supper"
# 4) "1895"

按降序获取指定范围的元素列表

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

ZREVRANGE指令的使用方式同ZRANGE完全一致，唯一区别就是按降序返回数据。

ZREVRANGE a 0 -1 WITHSCORES
# 1) "The dog"
# 2) "inf"
# 3) "The Death of Marat"
# 4) "1978.8"
# 5) "girl with a pearl earring"
# 6) "1965"
# 7) "Marilyn Monroe"
# 8) "1901"
# 9) "The Last Supper"
# 10) "1895"
# 11) "ABC"
# 12) "1895"
# 13) "The cat"
# 14) "-inf"

按指定得分范围返回元素列表，从小到大排列

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

ZRANGEBYSCORE指令用于从有序列表中，返回min<=分数<=max的所有元素，并按从小到大排列。min和max的取值同以往的分值参数一致，支持+inf（正无穷）、-inf（负无穷）。同时为了支持大于和小于的操作，提供一个(英文小括号，用于加在数字前面，表示大于(min或者小于(max的数值，此时不包括max和min的分值。

WITHSCORE可选参数，同之前的命令一致，当携带此参数时，将返回得分，仍然元素,分数，元素，分数...格式返回。

LIMIT offset count可选指令参数，用于限制返回的数量，同MySql的Limit指令类似，offset表示从那个位置开始返回数据，count用于表示返回多少个元素。

ZRANGE a 0 -1 WITHSCORES    # 有序列表存储了学生的生日
# 1) "lucy"
# 2) "1979"
# 3) "paul"
# 4) "1982"
# 5) "ray"
# 6) "1983"
# 7) "hh"
# 8) "1988"
# 9) "viciky"
#10) "1997"
#11) "xx"
#12) "2011"
# 获取80后的学生信息
ZRANGEBYSCORE a 1980 1989
# 1) "paul"
# 2) "ray"
# 3) "hh"

在上面的指令上，如果希望不包含1980年的学生，则可以使用(指令加在min上。

ZADD a 1990 jack
ZRANGEBYSCORE a 1980 (1990 WITHSCORES
# 1) "paul"
# 2) "1982"
# 3) "ray"
# 4) "1983"
# 5) "hh"
# 6) "1988"

当希望返回所有的80年以后出生的学生，但不知道最大的出生年龄（实际可以设置当前年份）时，可以使用+inf参数。

ZRANGEBYSCORE a 1980 +inf
# 1) "paul"
# 2) "ray"
# 3) "hh"
# 4) "jack"
# 5) "viciky"
# 6) "xx"

返回80后，从第二个学生开始，并返回三个学生，可以借助LIMIT参数。

ZRANGEBYSCORE a 1980 +inf LIMIT 1 3
# 1) "ray"
# 2) "hh"
# 3) "jack"

按指令得分返回从大到小返回元素列表

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

ZREVRANGEBYSCORE指令同ZRANGEBYSCORE指令基本一致，只是返回结果是按照分数从大到小排列，同时分数的限制条件为 max min，先大后小，也是和ZRANGEBYSCORE指令相反，其他都一致。

ZREVRANGEBYSCORE a +inf 1990 WITHSCORES
# 1) "xx"
# 2) "2011"
# 3) "viciky"
# 4) "1997"
# 5) "jack"
# 6) "1990"

上述指令返回90后学生信息，并按年龄从小到大排列。

给某元素增加分数

ZINCRBY key increment member

ZINCRBY指令用于对有序列表中某元素增加一个分数，即原始分数+增加的分数，并将该分数返回。如上述学生列表中，jack的出生年份录入错误，实际生日为1992，则可以使用增加分数指令。

ZINCRBY a 2 jack
# "1992"
ZINCRBY a -2 xx
# "2009"

当要增加分数的元素不存在时，相当于ZADD命令。如

ZINCRBY a -2 x  # x学生不存在
# "-2"

获取集合元素数量

ZCARD key

ZCARD可以返回有序集合的元素数量。

ZCARD a
# "8"

获取指定分数范围内的元素数量

ZCOUNT key min max

ZCOUNT指令可以获取min、max之间（包含关系同ZRANGEBYSCORE一致，同时也支持-inf,+inf参数）的元素数量。

ZCOUNT a (1982 1990
# "2"

删除一个或多个元素

ZREM key member [member ...]

ZREM指令用于从有序列表中删除指定的一个或多个元素，并返回成功删除的元素数量。如果元素不存在，则返回数量不包含该元素。

ZCARD a 
# (integer) 8
ZREM a y x  # y不存在，x存在
# (integer) 1
ZCARD a 
# (integer) 7

按照排序范围删除元素

ZREMRANGEBYRANK key start stop

有序集合已经排序，ZREMRANGEBYRANK指令，将按照元素的从小到大书序，删除指定的start、stop范围内的所有元素，包括start、stop位置的元素，并返回删除的元素数量。该指令类似于列表的LTRIM指令，列表按照插入也是有序的。

# 删除了年龄最大的前3个学生。
ZREMRANGEBYRANK a 0 2
# (integer) 3
ZRANGE a 0 -1 # 剩余4个学生
# 1) "hh"
# 2) "jack"
# 3) "viciky"
# 4) "xx"
# 删除剩余学生中年龄最小的两个人
ZREMRANGEBYRANK a -2 -1
# (integer) 2
ZRANGE a 0 -1 # 剩余2个学生
# 1) "hh"
# 2) "jack"

当指令指定范围超过有序列表的元素数量时，将删除全部元素，并返回成功删除的个数

按照分数范围删除元素

ZREMRANGEBYSCORE key min max

ZREMRANGEBYSCORE命令将删除指定分数范围内的所有元素，查找方式和min、max的取值方式同ZRANGEBYSCORE指令的参数设置方式完全相同，当删除完成时，返回删除的元素数量。

学生出生日期有序列表中还剩余两个学生，使用生日范围删除

ZRANGE a 0 -1
# 1) "lucy"
# 2) "jack"
ZREMRANGEBYSCORE a 1990 (2000
# (integer) 1

获取元素的排名

ZRANK key member

ZRANK指令按照有序列表从小到大顺序获取元素的排名，由于数据的索引从0开始，因此返回的实际是索引值。

ZADD a 1987 ray 1990 hh
ZRANGE a 0 -1
# 1) "ray"
# 2) "hh"
# 3) "jack"
ZRANK a hh
# (integer) 1

获取元素降序排名

ZREVRANK key member

ZREVRANK同ZRANK基本一致，只不过是降序排名。

ZREVRANK a hh
# (integer) 1
ZREVRANK a jack
# (integer) 0

有序集合的交集

ZINTERSTORE destination numKeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]

ZINTERSTORE指令用于计算给定的一个或多个集合的交集，并将结果存储到destination集合中。其中key的数量必须与numKeys一致，如numKeys=2，则其后需要跟两个集合的key。

交集计算后的元素分数，由AGGREGATE参数确定。其支持三种方式：

SUM，交集计算后元素分数为多个集合中该元素的分数之和，SUM为默认值。
MIN，交集计算后元素的分数为多个集合中该元素的最小分数。
MAX，交集计算后元素的分数为多个集合中该元素的最大分数。

创建一个学生的多科成绩表:

# 集合a为语文成绩，集合b为数学成绩
ZADD a 98 ray 89 hh 78 xx 80 jack
# (integer) 4
ZADD b 87 ray 100 hh 78 xx 90 tom
# (integer) 4

使用默认进行交集计算学生的两科总成绩，此时传递AGGREGATE参数为SUM或者不传递AGGREGATE参数，效果一致。

ZINTERSTORE c 2 a b # jack没有参加数学，tom没有参加语文，因此总成绩只有三人,并将结果存储到c集合中
# (integer) 3
ZRANG c 0 -1 WITHSCORES # 此时交集为各科成绩之和
# 1) "xx"
# 2) "156"
# 3) "ray"
# 4) "185"
# 5) "hh"
# 6) "189"

采用AGGREGATE参数，取参与每科考试的学生，成绩较差的一科，用于分析学生考试差的原因。

ZINTERSTORE d 2 a b AGGREGATE MIN # 结果存储到d集合，有三人数据
# (integer) 3
ZRANGE d 0 -1 WITHSCORES    # 此时交集为各科最差成绩
# 1) "xx"
# 2) "78"
# 3) "ray"
# 4) "87"
# 5) "hh"
# 6) "89"

获取参与考试的学生考的最好学科，采用MAX参数。

ZINTERSTORE e 2 a b AGGREGATE MAX # 结果存储到e集合
# (integer) 3
ZRANGE e 0 -1 WITHSCORES    # 此时交集为各科最好成绩
# 1) "xx"
# 2) "78"
# 3) "ray"
# 4) "98"
# 5) "hh"
# 6) "100"

交集参数中还有一个参数WEIGHTS，用于指定每个集合中的得分权重，计算时，每个集合中的元素分数会乘上该集合的权重，集合的权重与集合key的顺序一致。如果指定WEIGHTS参数时，后面跟谁的权重参数必须和key的个数对应，否则将会报指令格式不合法的异常。

在计算两科总成绩时，由于语文成绩较难，因此需要加上一个1.2倍的系数，作为总成绩。

ZINTERSTORE f 2 a b WEIGHTS 1.2 1
# (integer) 3
ZRANGE f 0 -1 WITHSCORES
# 1) "xx"
# 2) "171.59999999999999"   # = 78 * 1.2 + 78
# 3) "ray"
# 4) "204.59999999999999"
# 5) "hh"
# 6) "206.80000000000001"

有序集合的并集

ZUNIONSTORE destination numKeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]

ZUNIONSTORE指令用于计算集合的并集，并将结果存储到destination中。中key的数量必须与numKeys一致，如numKeys=2，则其后需要跟两个集合的key。

除了执行并集外，其余参数及指令格式均与有序集合的交集一致。

采用并集计算参加考试的所有学生总成绩，此时即使缺考也会被计算。

ZUNIONSTORE g 2 a b
# (integer) 5
ZRANGE g 0 -1 WITHSCORES
# 1) "jack"
# 2) "80"
# 3) "tom"
# 4) "90"
# 5) "xx"
# 6) "156"
# 7) "ray"
# 8) "185"
# 9) "hh"
#10) "189"