【Redis】Zset 有序集合

article/2025/7/6 17:50:28

文章目录

  • 常用命令
    • zadd
    • zcard
    • zcount
    • zrange && zrevrange
    • zrangebyscore
    • zpopmax && bzpopmax
    • zpopmin && zpopmax
    • zrank && zrevrank
    • zscore
    • zrem
    • zremrangebyrank
    • zremrangebyscore
    • zincrby
  • 集合间操作
    • 交集 zinterstore
    • 并集 zunionstore
  • 内部编码
  • 应用场景

在这里插入图片描述

有序集合和集合（Set）一样，不能有重复成员，但与之不同的是，有序集合中的每个元素都有一个唯一的浮点类型的分数（score），通过这个分数实现有序性

在这里插入图片描述
有序集合提供了获取指定分数和元素范围查找、计算成员排名等功能

有序集合中的元素是不能重复的，但分数可以相同。若分数相同，则按元素的字典序排序

常用命令

zadd

添加或者更新指定的元素以及关联的分数到 zset ，分数应该符合 double 类型，+inf / -inf 作为正负极限也是合法的

相关选项：

  • XX：当元素存在时才生效，即用于更新已经存在的元素，不会添加新元素
  • NX：当元素不存在时才生效，即用于添加新元素
  • CH：默认情况下，zadd 的返回值时本次新添加的元素个数，使用该选项，返回值还会包含本次操作更新的元素的个数
  • INCR：将元素的分数加上指定的分数，可正可负。此时只能指定一个元素和分数

zadd key [NX | XX] [CH] [INCR] score member [score member…]

返回值：本次添加成功的元素；如果使用了 INCR，则返回值为修改后的分数

示例：

127.0.0.1:6379> zadd key1 95 zhangsan 92 lisi 97 wangwu 77 zhaoliu
(integer) 4127.0.0.1:6379> zadd key1 94 zhangsan
(integer) 0 # 修改默认不计入返回值# 查看 zset 元素
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "lisi"
4) "92"
5) "zhangsan"
6) "94"
7) "wangwu"
8) "97"# 修改并将修改成功的元素个数计入返回值
127.0.0.1:6379> zadd key1 XX CH 99 zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "lisi"
4) "92"
5) "wangwu"
6) "97"
7) "zhangsan"
8) "99"# 减少分数
127.0.0.1:6379> zadd key1 incr -4 zhangsan
"95"

zcard

获取 zset 的基数（cardinality），即 zset 中的元素个数

zcard key

返回值：zset 的元素个数

示例：

127.0.0.1:6379> zcard key1
(integer) 4

zcount

返回分数在 min 和 max 之间的元素个数，默认情况下，是包含 min 和 max，但可以通过( 排除

zcount key [(]min [(]max

返回值：满足条件的元素个数
时间复杂度：O(log(N))

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "lisi"
4) "92"
5) "zhangsan"
6) "95"
7) "wangwu"
8) "97"# 包含分数 77 和 95
127.0.0.1:6379> zcount key1 77 95
(integer) 3
# 不包含分数 77
127.0.0.1:6379> zcount key1 (77 95
(integer) 2
# 不包含分数 77 和 95
127.0.0.1:6379> zcount key1 (77 (95
(integer) 1

zrange && zrevrange

zrange

返回指定区间的元素，升序
withscores 选项可以把分数也返回

zrange key start stop [withscores]
[start, stop] 为闭区间，下标从0开始，支持负数，-1表示倒数第一个数，以此类推

时间复杂度：O(log(N) + M)，N为元素总个数，M为区间元素个数

示例：

# 查询从下标0到最后一个
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1
1) "zhaoliu"
2) "lisi"
3) "zhangsan"
4) "wangwu"
# 携带上分数
127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "lisi"
4) "92"
5) "zhangsan"
6) "95"
7) "wangwu"
8) "97"
# 查询下标1到3
127.0.0.1:6379> zrange key1 1 3 withscores
1) "lisi"
2) "92"
3) "zhangsan"
4) "95"
5) "wangwu"
6) "97"

zrevrange

返回指定区间的元素，降序
withscores 选项可以携带分数返回

PS：该命令可能在 6.2.0后废弃，功能合并到 zrange 中

zrevrange key start stop [withscores]

时间复杂度：O(log(N) + M)，N为元素总个数，M为区间元素个数

示例：

127.0.0.1:6379> zrevrange key1 0 -1 withscores
1) "wangwu"
2) "97"
3) "zhangsan"
4) "95"
5) "lisi"
6) "92"
7) "zhaoliu"
8) "77"
127.0.0.1:6379> zrevrange key1 1 3 withscores
1) "zhangsan"
2) "95"
3) "lisi"
4) "92"
5) "zhaoliu"
6) "77"

zrangebyscore

返回分数在 min 和 max 之间的元素，默认是闭区间，可以通过(排除
PS：该命令可能在6.2.0后废除，功能合并到 zrange 中

zrangebyscore key min max [withscores]

时间复杂度：O(log(N)+M)

示例：

127.0.0.1:6379> zrangebyscore key1 -inf +inf withscores
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "lisi"
4) "92"
5) "zhangsan"
6) "95"
7) "wangwu"
8) "97"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore key1 (92 +inf withscores
1) "zhangsan"
2) "95"
3) "wangwu"
4) "97"

zpopmax && bzpopmax

zpopmax

删除并返回分数最高的 count 个元素

zpopmax key [count]

时间复杂度：O(log(N) * M)，删除一个元素为log(N)，M为要删除的元素个数
返回值：分数和元素列表

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "lisi"
4) "92"
5) "zhangsan"
6) "95"
7) "wangwu"
8) "97"
127.0.0.1:6379> zpopmax key1 2
1) "wangwu"
2) "97"
3) "zhangsan"
4) "95"

bzpopmax

zpopmax 的阻塞版本

bzpopmax key [key…] timeout

时间复杂度：O(log(N))；源码虽然有记录最大元素，但还是套用了删除一个元素的算法，所以时间复杂度不是O(1)，而是O(log(N))
返回值：zset、元素、分数

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "lisi"
4) "92"
127.0.0.1:6379> zrange key2 0 -1 withscores
1) "wangwu"
2) "100"
127.0.0.1:6379> bzpopmax key1 key2 10
1) "key1"
2) "lisi"
3) "92"

按顺序检查有序集合是否有元素，有则删除最大，无则检查下一个有序集合，只要删除一个元素就结束，所以并不是删除所有有序结合的最大值，而是最先有元素的有序集合的最大值

zpopmin && zpopmax

zpopmin

大致与 zpopmax 相同，不过时删除最小元素

删除并返回分数最低的 count 个元素

zpopmin key [count]

时间复杂度：O(log(N) * M)
返回值：分数和元素列表

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "zhangsan"
4) "88"
5) "lisi"
6) "99"
127.0.0.1:6379> zpopmin key1 2
1) "zhaoliu"
2) "77"
3) "zhangsan"
4) "88"

bzpopmin

zpopmin 的阻塞版本

bzpopmin key [key…] timeout

时间复杂度：O(log(N))
返回值：zset、元素、分数

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
(empty array)
127.0.0.1:6379> zrange key2 0 -1 withscores
1) "zhangsan"
2) "95"
3) "wangwu"
4) "100"
127.0.0.1:6379> bzpopmin key1 key2 10
1) "key2"
2) "zhangsan"
3) "95"

zrank && zrevrank

zrank
返回指定元素的排名，升序

zrank key member

时间复杂度：O(log(N))

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "lisi"
2) "48"
3) "wangwu"
4) "83"
5) "zhaoliu"
6) "92"
7) "zhangsan"
8) "94"
127.0.0.1:6379> zrank key1 zhangsan
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zrank key1 lisi
(integer) 0

zrevrank

返回指定元素的排名，降序

zrevrank key member

时间复杂度：O(log(N))

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "lisi"
2) "48"
3) "wangwu"
4) "83"
5) "zhaoliu"
6) "92"
7) "zhangsan"
8) "94"
127.0.0.1:6379> zrevrank key1 zhangsan
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zrevrank key1 lisi
(integer) 3

zscore

获取指定元素的分数

zscore key member

时间复杂度：O(1)

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "lisi"
2) "48"
3) "wangwu"
4) "83"
5) "zhaoliu"
6) "92"
7) "zhangsan"
8) "94"
127.0.0.1:6379> zscore key1 zhangsan
"94"
127.0.0.1:6379> zscore key1 lisi
"48"

zrem

删除指定的元素

zrem key member [member…]

时间复杂度：O(log(N) * M)，删除一个元素为O(log(N))，M为要删除的元素个数
返回值：本次操作删除的元素个数

示例：

127.0.0.1:6379> zrem key1 zhangsan lisi
(integer) 2

zremrangebyrank

按照排序，升序删除指定范围的元素，左闭右闭

zremrangebyrank key start stop

时间复杂度：O(log(N) + M)
返回值：本次操作删除的元素个数

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1
1) "zhaoliu"
2) "zhangsan"
3) "lisi"
4) "wangwu"
127.0.0.1:6379> zremrangebyrank key 0 1
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1
1) "lisi"
2) "wangwu"

zremrangebyscore

按照分数删除指定范围的元素，左闭右闭

zremrangebyrank key min max

时间复杂度：O(log(N) + M)
返回值：本次操作删除的元素个数

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1
1) "lisi"
2) "wangwu"
127.0.0.1:6379> zremrangebyscore key -inf +inf
(integer) 2

zincrby

给指定的元素添加指定分数，可正可负

zincrby key increment member

时间复杂度：O(log(N))
返回值：修改后元素的分数

示例：

127.0.0.1:6379> zadd key 88 zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zincrby key 8 zhangsan
"96"
127.0.0.1:6379> zincrby key -4 zhangsan
"92"

集合间操作

Zset 提供交集和并集操作

交集 zinterstore

交集时提取多个 Zset 共有的元素，但因为还是分数（score），所以需要指定提取后的分数如何取值。
同时 Zset 还提供权重（weight）

zinterstore destination numkeys key [key…] [weights weight] [aggregate sum | min | max]

  • destination：将并集的结果保存在目标 Zset 中
  • numkeys：并集的 Zset 个数
  • weight：权重，浮点类型，个数应和 numkeys 相同
  • aggregate：并集的分数组成，可选 sum | min | max，默认是 sum

在这里插入图片描述

时间复杂度：O(N * K) + O(M * log(M))；N 是输入的有序集合中，最小的有序集合的元素个数；K是输入了几个有序集合；M是最终结果的有序集合的元素个数
返回值：并集的元素个数

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "c"
2) "2"
3) "a"
4) "5"
5) "b"
6) "8"
7) "d"
8) "14"
127.0.0.1:6379> zrange key2 0 -1 withscores
1) "d"
2) "6"
3) "f"
4) "7"
5) "c"
6) "8"
7) "e"
8) "13"# 分数默认以 sum
127.0.0.1:6379> zinterstore key3 2 key1 key2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrange key3 0 -1 withscores
1) "c"
2) "10"
3) "d"
4) "20"# 分数以 max
127.0.0.1:6379> zinterstore key4 2 key1 key2 aggregate max
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrange key4 0 -1 withscores
1) "c"
2) "8"
3) "d"
4) "14"# 分数乘以权重
127.0.0.1:6379> zinterstore key5 2 key1 key2 weights 4 6
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrange key5 0 -1 withscores
1) "c"
2) "56"
3) "d"
4) "92"

并集 zunionstore

zunionstore destination numkeys key [key…] [weights weight…] [aggregate sum | min | max]

在这里插入图片描述

时间复杂度：O(N) + O(M * log(M))；N 是输入的有序集合总的元素个数；M是最终结果的有序集合的元素个数

示例：

127.0.0.1:6379> zrange key1 0 -1 withscores
1) "c"
2) "2"
3) "a"
4) "5"
5) "b"
6) "8"
7) "d"
8) "14"
127.0.0.1:6379> zrange key2 0 -1 withscores
1) "d"
2) "6"
3) "f"
4) "7"
5) "c"
6) "8"
7) "e"
8) "13"
127.0.0.1:6379> zunionstore key3 2 key1 key2
(integer) 6
127.0.0.1:6379> zrange key3 0 -1 withscores1) "a"2) "5"3) "f"4) "7"5) "b"6) "8"7) "c"8) "10"9) "e"
10) "13"
11) "d"
12) "20"
127.0.0.1:6379> zunionstore key4 2 key1 key2 aggregate min
(integer) 6
127.0.0.1:6379> zrange key4 0 -1 withscores1) "c"2) "2"3) "a"4) "5"5) "d"6) "6"7) "f"8) "7"9) "b"
10) "8"
11) "e"
12) "13"
127.0.0.1:6379> zunionstore key5 2 key1 key2 weights 0.2 0.5
(integer) 6
127.0.0.1:6379> zrange key5 0 -1 withscores1) "a"2) "1"3) "b"4) "1.6000000000000001"5) "f"6) "3.5"7) "c"8) "4.4000000000000004"9) "d"
10) "5.8000000000000007"
11) "e"
12) "6.5"

在这里插入图片描述

内部编码

有序集合的内部编码有两种：

  • ziplist（压缩列表）：当有序集合的元素个数小于 zset-max-ziplist-entries，同时每个元素的值都小于 zset-max-ziplist-value 时，ziplist 为其内部实现，可以有效减少内存的使用
  • skiplist（跳表）：不满足上述条件时，使用 skiplist 作为内部实现，因为此时 ziplist 的操作效率会下降

应用场景

有序集合比较典型的使用场景就是排行榜系统。例如常见的网站上的热榜信息，榜单的维度可能时多方面的：按照时间、阅读量、点赞量。

例如，通过点赞维护热榜

  1. 添加用户赞数
    例如用户 zhangsan 发布了一篇文章，获得了3个点赞，添加使用 zadd，后续获赞使用 zincrby
zadd user:ranking:2025-06-02 3 zhangsan
zincrby user:ranking:2025-06-02 2 zhangsan
  1. 取消用户赞数
    由于各种原因（如用户删除文章，作弊），此时需要将用户从榜单删除，使用 zrem
zrem user:ranking:2025-06-02 zhangsan
  1. 展示获赞数最多的10个用户，可以使用 zrevrange
zrevrangebyrank user:ranking:2025-06-02 0 9
  1. 展示用户信息以及用户分数
zscore user:ranking:2025-06-02 lisi
zrank user:ranking:2025-06-02 lisi

以上就是本篇博客的所有内容，感谢你的阅读
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在这里插入图片描述


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酒店系统主屏幕 房间管理 酒店管理系统的房间管理，可实现对酒店所有房间的实时掌控。它能清晰显示房间状态，如已预订、已入住、空闲等，便于高效安排入住与退房，合理分配资源，提升服务效率，保障酒店运营有条…
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29 C 语言内存管理与多文件编程详解：栈区、全局静态区、static 与 extern 深度解析

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