【Redis】深入探索 Redis 的数据类型 —— 无序集合 Set
文章目录
- 一、Set 类型介绍
- 二、Set 类型相关命令
- 2.1 添加元素和检查成员
- 2.2 移除元素
- 2.3 集合运算
- 求交集
- 求并集
- 求差集
- 2.4 Set 相关命令总结
- 三、Set 类型编码方式
- 四、Set 使用场景
一、Set 类型介绍
Set（集合）是 Redis 数据库中的一种数据类型，它是一种无序的、不重复的数据结构，用于存储一组唯一的元素。Set 在 Redis 中非常实用，因为它提供了高效的成员查找和去重功能，常用于处理一些需要存储唯一值的场景。以下是关于 Redis 中 Set 类型的介绍：
特点和用途：
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无序性：Set 中的元素是无序排列的，与元素的插入顺序无关。
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唯一性：Set 中的元素是唯一的，不允许出现重复元素。
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高效的成员查找：Redis 提供了高效的成员查找操作，可以快速判断一个元素是否存在于集合中。
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去重：由于元素的唯一性，Set 常用于去重操作，将一组数据转换为不含重复元素的数据集。
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集合运算：Redis 提供了多个集合运算命令，可以对多个集合进行交集、并集和差集等操作。
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支持多种数据类型：Set 可以存储字符串、数字、甚至其他 Redis 数据类型的元素。
二、Set 类型相关命令
Set（集合）是 Redis 中的一种无序且不重复的数据结构，它包含了一组唯一的成员。以下是与 Set 数据类型相关的常见命令：
2.1 添加元素和检查成员
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SADD：将一个或多个成员添加到集合中。
语法：
SADD key member [member ...] -
SMEMBERS：返回集合中的所有成员。
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SISMEMBER：检查指定成员是否存在于集合中。
语法：
SISMEMBER key member -
SCARD：获取集合的基数（即成员数量）。
语法：
SCARD key
2.2 移除元素
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SPOP：随机移除并返回集合中的一个成员。
语法：
SPOP key [count] -
SMOVE：将指定成员从一个集合移动到另一个集合。
语法：
SMOVE source destination member -
SREM：从集合中移除一个或多个成员。
语法：
SREM key member [member ...]
2.3 集合运算
求交集
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SINTER：返回多个集合的交集。
语法：
SINTER key [key ...] -
SINTERSTORE：将多个集合的交集存储到一个新集合中。
语法：
SINTERSTORE destination key [key ...]
求并集
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SUNION：返回多个集合的并集。
语法：
SUNION key [key ...] -
SUNIONSTORE：将多个集合的并集存储到一个新集合中。
语法：
SUNIONSTORE destination key [key ...]
求差集
-
SDIFF：返回第一个集合与其他集合的差集。
语法：
SDIFF key [key ...] -
SDIFFSTORE：将第一个集合与其他集合的差集存储到一个新集合中。
语法：
SDIFFSTORE destination key [key ...]
2.4 Set 相关命令总结
以下是与 Set 类型相关的命令的总结，包括命令、作用和时间复杂度：
| 命令 | 作用 | 时间复杂度 |
|---|---|---|
SADD | 向集合中添加一个或多个成员 | O(N) （N 为添加成员的数量） |
SMEMBERS | 返回集合中的所有成员 | O(N) （N 为集合中的元素数量） |
SISMEMBER | 检查成员是否存在于集合中 | O(1) |
SCARD | 获取集合的基数（成员数量） | O(1) |
SPOP | 随机移除并返回集合中的一个成员 | O(1) |
SMOVE | 将成员从一个集合移动到另一个集合 | O(1) |
SREM | 从集合中移除一个或多个成员 | O(N) （N 为移除成员的数量） |
SINTER | 返回多个集合的交集 | O(N*M) （N 和 M 为集合的大小） |
SINTERSTORE | 将多个集合的交集存储到一个新集合中 | O(N*M) （N 和 M 为集合的大小） |
SUNION | 返回多个集合的并集 | O(N+M) （N 和 M 为集合的大小） |
SUNIONSTORE | 将多个集合的并集存储到一个新集合中 | O(N+M) （N 和 M 为集合的大小） |
SDIFF | 返回第一个集合与其他集合的差集 | O(N) （N 为第一个集合的大小） |
SDIFFSTORE | 将第一个集合与其他集合的差集存储到一个新集合中 | O(N) （N 为第一个集合的大小） |
Set 数据类型适用于需要存储一组唯一值的情况，例如标签、用户的兴趣爱好等。使用合适的 Set 相关命令，可以高效地进行成员的添加、删除、查找以及集合运算。
三、Set 类型编码方式
Redis 中的 Set 数据类型的内部编码方式有两种，分别是intset和hashtable。这两种编码方式根据集合的大小和元素类型来选择，以最大程度地节省内存和提高性能。
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intset（整数集合）：
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特点：intset 是 Redis 用于表示只包含整数值的集合的编码方式。它是一个有序的、紧凑的、不可重复的集合，内部使用整数表示元素值。
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适用场景：intset 适用于存储小型整数集合，因为它在内存占用和性能方面都非常高效。当集合中的元素都是整数且数量较少时，Redis 会选择使用 intset 编码。
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优点：
- 节省内存：intset 采用紧凑的二进制存储，每个整数只占用所需的字节。
- 高效的查找和插入：由于元素都是整数且有序，查找和插入操作的时间复杂度是 O(log(N))。
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hashtable（哈希表）：
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特点：hashtable 是 Redis 用于表示包含字符串、浮点数或其他数据类型的集合的编码方式。它是一个无序的、动态大小的集合，内部使用哈希表来存储元素。
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适用场景：hashtable 适用于存储包含各种数据类型的集合，以及大型集合，因为它可以动态增长并处理各种数据类型。
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优点：
- 适用性广泛：hashtable 可以存储不同类型的数据，而不仅限于整数。
- 动态增长：可以随时添加或删除元素，适用于大型集合。
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Redis 在使用 Set 类型时会根据集合的内容和大小自动选择 intset 或 hashtable 编码方式，以优化内存和性能。这种智能的编码方式选择是 Redis 内存管理的一部分，使得 Redis 在处理不同类型和大小的集合时能够充分发挥其优势。
四、Set 使用场景
场景：标签管理
假设你正在开发一个社交平台，需要为用户添加兴趣标签，并能够计算用户之间的共同兴趣标签。以下是如何使用 Redis 的集合数据类型来实现这个场景：
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给用户添加标签
用户A对娱乐、体育板块感兴趣，用户B对历史、新闻感兴趣，这些兴趣点可以被抽象为标签。
SADD user:1:tags entertainment sports SADD user:2:tags history news这些命令将用户的标签信息存储在名为
user:1:tags和user:2:tags的集合中。 -
给标签添加用户
现在，让我们为每个标签创建一个集合，用于存储对该标签感兴趣的用户。
SADD entertainment:users user:1 SADD sports:users user:1 SADD history:users user:2 SADD news:users user:2这些命令将用户与其对应的标签建立关联关系。
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删除用户下的标签
如果用户取消了对某些标签的兴趣，可以使用
SREM命令来删除相应的标签。SREM user:1:tags sports这个命令将用户A的兴趣标签中的 “sports” 删除。
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删除标签下的用户
如果某个标签不再被用户关注，可以使用
SREM命令来删除相应的用户。SREM sports:users user:1这个命令将用户A从 “sports” 标签的关注列表中移除。
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计算用户的共同兴趣标签
要计算两个用户的共同兴趣标签，可以使用
SINTER命令。SINTER user:1:tags user:2:tags这个命令将返回用户1和用户2的共同兴趣标签。
通过这些 Redis 的集合操作，你可以轻松地实现标签管理功能，包括用户的兴趣标签添加、删除以及计算用户之间的共同兴趣标签。这对于增强用户体验和个性化推荐非常有帮助。
除了标签管理之外，Redis 的集合数据类型还适用于许多其他场景。以下是一些额外的场景示例：
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社交网络关系：在社交网络应用中，你可以使用集合存储用户的好友列表、关注列表和粉丝列表，以及用户之间的共同好友等信息。这使得查找和管理社交关系变得非常高效。
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在线用户管理：集合可以用于维护在线用户列表，快速检查用户是否在线，以及获取在线用户的数量和列表。这对于实时聊天、在线游戏等应用非常有用。
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投票和计数：你可以使用集合来记录投票或计数的情况，例如统计文章的点赞数、收藏数、评论数等。每个用户可以在集合中表示一次投票或计数操作，而集合会自动去重。