Redis教程(五)：Set数据类型

一、概述：

      在Redis中，我们可以将Set类型看作为没有排序的字符集合，和List类型一样，我们也可以在该类型的数据值上执行添加、删除或判断某一元素是否存在等操作。需要说明的是，这些操作的时间复杂度为O(1)，即常量时间内完成次操作。Set可包含的最大元素数量是4294967295。
      和List类型不同的是，Set集合中不允许出现重复的元素，这一点和C++标准库中的set容器是完全相同的。换句话说，如果多次添加相同元素，Set中将仅保留该元素的一份拷贝。和List类型相比，Set类型在功能上还存在着一个非常重要的特性，即在服务器端完成多个Sets之间的聚合计算操作，如unions、intersections和differences。由于这些操作均在服务端完成，因此效率极高，而且也节省了大量的网络IO开销。

二、相关命令列表：

命令原型	时间复杂度	命令描述	返回值
SADDkey member [member ...]	O(N)	时间复杂度中的N表示操作的成员数量。如果在插入的过程用，参数中有的成员在Set中已经存在，该成员将被忽略，而其它成员仍将会被正常插入。如果执行该命令之前，该Key并不存在，该命令将会创建一个新的Set，此后再将参数中的成员陆续插入。如果该Key的Value不是Set类型，该命令将返回相关的错误信息。	本次操作实际插入的成员数量。
SCARDkey	O(1)	获取Set中成员的数量。	返回Set中成员的数量，如果该Key并不存在，返回0。
SISMEMBER key member	O(1)	判断参数中指定成员是否已经存在于与Key相关联的Set集合中。	1表示已经存在，0表示不存在，或该Key本身并不存在。
SMEMBERS key	O(N)	时间复杂度中的N表示Set中已经存在的成员数量。获取与该Key关联的Set中所有的成员。	返回Set中所有的成员。
SPOPkey	O(1)	随机的移除并返回Set中的某一成员。 由于Set中元素的布局不受外部控制，因此无法像List那样确定哪个元素位于Set的头部或者尾部。	返回移除的成员，如果该Key并不存在，则返回nil。
SREMkey member [member ...]	O(N)	时间复杂度中的N表示被删除的成员数量。从与Key关联的Set中删除参数中指定的成员，不存在的参数成员将被忽略，如果该Key并不存在，将视为空Set处理。	从Set中实际移除的成员数量，如果没有则返回0。
SRANDMEMBER key	O(1)	和SPOP一样，随机的返回Set中的一个成员，不同的是该命令并不会删除返回的成员。	返回随机位置的成员，如果Key不存在则返回nil。
SMOVEsource destination member	O(1)	原子性的将参数中的成员从source键移入到destination键所关联的Set中。因此在某一时刻，该成员或者出现在source中，或者出现在destination中。如果该成员在source中并不存在，该命令将不会再执行任何操作并返回0，否则，该成员将从source移入到destination。如果此时该成员已经在destination中存在，那么该命令仅是将该成员从source中移出。如果和Key关联的Value不是Set，将返回相关的错误信息。	1表示正常移动，0表示source中并不包含参数成员。
SDIFFkey [key ...]	O(N)	时间复杂度中的N表示所有Sets中成员的总数量。返回参数中第一个Key所关联的Set和其后所有Keys所关联的Sets中成员的差异。如果Key不存在，则视为空Set。	差异结果成员的集合。
SDIFFSTOREdestination key [key ...]	O(N)	该命令和SDIFF命令在功能上完全相同，两者之间唯一的差别是SDIFF返回差异的结果成员，而该命令将差异成员存储在destination关联的Set中。如果destination键已经存在，该操作将覆盖它的成员。	返回差异成员的数量。
SINTERkey [key ...]	O(N*M)	时间复杂度中的N表示最小Set中元素的数量，M则表示参数中Sets的数量。该命令将返回参数中所有Keys关联的Sets中成员的交集。因此如果参数中任何一个Key关联的Set为空，或某一Key不存在，那么该命令的结果将为空集。	交集结果成员的集合。
SINTERSTOREdestination key [key ...]	O(N*M)	该命令和SINTER命令在功能上完全相同，两者之间唯一的差别是SINTER返回交集的结果成员，而该命令将交集成员存储在destination关联的Set中。如果destination键已经存在，该操作将覆盖它的成员。	返回交集成员的数量。
SUNION key [key ...]	O(N)	时间复杂度中的N表示所有Sets中成员的总数量。该命令将返回参数中所有Keys关联的Sets中成员的并集。	并集结果成员的集合。
SUNIONSTOREdestination key [key ...]	O(N)	该命令和SUNION命令在功能上完全相同，两者之间唯一的差别是SUNION返回并集的结果成员，而该命令将并集成员存储在destination关联的Set中。如果destination键已经存在，该操作将覆盖它的成员。	返回并集成员的数量。

三、命令示例：

   1. SADD/SMEMBERS/SCARD/SISMEMBER:
  

代码如下：

    #在Shell命令行下启动Redis的客户端程序。

    /> redis-cli

    #插入测试数据，由于该键myset之前并不存在，因此参数中的三个成员都被正常插入。

    redis 127.0.0.1:6379> sadd myset a b c

    (integer) 3

    #由于参数中的a在myset中已经存在，因此本次操作仅仅插入了d和e两个新成员。

    redis 127.0.0.1:6379> sadd myset a d e

    (integer) 2

    #判断a是否已经存在，返回值为1表示存在。

    redis 127.0.0.1:6379> sismember myset a

    (integer) 1

    #判断f是否已经存在，返回值为0表示不存在。

    redis 127.0.0.1:6379> sismember myset f

    (integer) 0

    #通过smembers命令查看插入的结果，从结果可以，输出的顺序和插入顺序无关。

    redis 127.0.0.1:6379> smembers myset

    1) "c"

    2) "d"

    3) "a"

    4) "b"

    5) "e"

    #获取Set集合中元素的数量。

    redis 127.0.0.1:6379> scard myset

    (integer) 5

    2. SPOP/SREM/SRANDMEMBER/SMOVE:
 

代码如下：

    #删除该键，便于后面的测试。

    redis 127.0.0.1:6379> del myset

    (integer) 1

    #为后面的示例准备测试数据。

    redis 127.0.0.1:6379> sadd myset a b c d

    (integer) 4

    #查看Set中成员的位置。

    redis 127.0.0.1:6379> smembers myset

    1) "c"

    2) "d"

    3) "a"

    4) "b"

    #从结果可以看出，该命令确实是随机的返回了某一成员。

    redis 127.0.0.1:6379> srandmember myset

    "c"

    #Set中尾部的成员b被移出并返回，事实上b并不是之前插入的第一个或最后一个成员。

    redis 127.0.0.1:6379> spop myset

    "b"

    #查看移出后Set的成员信息。

    redis 127.0.0.1:6379> smembers myset

    1) "c"

    2) "d"

    3) "a"

    #从Set中移出a、d和f三个成员，其中f并不存在，因此只有a和d两个成员被移出，返回为2。

    redis 127.0.0.1:6379> srem myset a d f

    (integer) 2

    #查看移出后的输出结果。

    redis 127.0.0.1:6379> smembers myset

    1) "c"

    #为后面的smove命令准备数据。

    redis 127.0.0.1:6379> sadd myset a b

    (integer) 2

    redis 127.0.0.1:6379> sadd myset2 c d

    (integer) 2

    #将a从myset移到myset2，从结果可以看出移动成功。

    redis 127.0.0.1:6379> smove myset myset2 a

    (integer) 1

    #再次将a从myset移到myset2，由于此时a已经不是myset的成员了，因此移动失败并返回0。

    redis 127.0.0.1:6379> smove myset myset2 a

    (integer) 0

    #分别查看myset和myset2的成员，确认移动是否真的成功。

    redis 127.0.0.1:6379> smembers myset

    1) "b"

    redis 127.0.0.1:6379> smembers myset2

    1) "c"

    2) "d"

    3) "a"

   3. SDIFF/SDIFFSTORE/SINTER/SINTERSTORE:
  

代码如下：

    #为后面的命令准备测试数据。

    redis 127.0.0.1:6379> sadd myset a b c d

    (integer) 4

    redis 127.0.0.1:6379> sadd myset2 c

    (integer) 1

    redis 127.0.0.1:6379> sadd myset3 a c e

    (integer) 3

    #myset和myset2相比，a、b和d三个成员是两者之间的差异成员。再用这个结果继续和myset3进行差异比较，b和d是myset3不存在的成员。

    redis 127.0.0.1:6379> sdiff myset myset2 myset3

    1) "d"

    2) "b"

    #将3个集合的差异成员存在在diffkey关联的Set中，并返回插入的成员数量。

    redis 127.0.0.1:6379> sdiffstore diffkey myset myset2 myset3

    (integer) 2

    #查看一下sdiffstore的操作结果。

    redis 127.0.0.1:6379> smembers diffkey

    1) "d"

    2) "b"

    #从之前准备的数据就可以看出，这三个Set的成员交集只有c。

    redis 127.0.0.1:6379> sinter myset myset2 myset3

    1) "c"

    #将3个集合中的交集成员存储到与interkey关联的Set中，并返回交集成员的数量。

    redis 127.0.0.1:6379> sinterstore interkey myset myset2 myset3

    (integer) 1

    #查看一下sinterstore的操作结果。

    redis 127.0.0.1:6379> smembers interkey

    1) "c"

    #获取3个集合中的成员的并集。    

    redis 127.0.0.1:6379> sunion myset myset2 myset3

    1) "b"

    2) "c"

    3) "d"

    4) "e"

    5) "a"

    #将3个集合中成员的并集存储到unionkey关联的set中，并返回并集成员的数量。

    redis 127.0.0.1:6379> sunionstore unionkey myset myset2 myset3

    (integer) 5

    #查看一下suiionstore的操作结果。

    redis 127.0.0.1:6379> smembers unionkey

    1) "b"

    2) "c"

    3) "d"

    4) "e"

    5) "a"

四、应用范围：

      1). 可以使用Redis的Set数据类型跟踪一些唯一性数据，比如访问某一博客的唯一IP地址信息。对于此场景，我们仅需在每次访问该博客时将访问者的IP存入Redis中，Set数据类型会自动保证IP地址的唯一性。
      2). 充分利用Set类型的服务端聚合操作方便、高效的特性，可以用于维护数据对象之间的关联关系。比如所有购买某一电子设备的客户ID被存储在一个指定的Set中，而购买另外一种电子产品的客户ID被存储在另外一个Set中，如果此时我们想获取有哪些客户同时购买了这两种商品时，Set的intersections命令就可以充分发挥它的方便和效率的优势了。