redis基本数据结构（String，Hash，Set，List，SortedSet）【学习笔记】

redis数据结构介绍

redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，但是value的类型多种多样。

redis 通用命令

1. keys : 查看符合模板的所有key （keys partten ,匹配表达式支持一些特殊字符 * ？）
2. del：删除一个指定的key
3. exists：判断key是否存在
4. expire：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
5. ttl：查看一个key的剩余有效期
6. help [command] :查看redis命令的帮助文档

PS：关于有效期的说明
① -1表示永久有效
② -2表示此key已经失效
③其他数字 表示此key的剩余有效时间（单位为秒seconds）

练习

String 类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。
其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：
● string：普通字符串
● int：整数类型，可以做自增、自减操作
● float：浮点类型，可以做自增、自减操作
不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m.

String 类型的常见命令

1. SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
2. GET：根据key获取String类型的value
3. MSET：批量添加多个String类型的键值对
4. MGET：根据多个key获取多个String类型的value
5. INCR：让一个整型的key自增1
6. INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2
7. INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长
8. SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行
9. SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期

① set、get、mset、mget、

② incr、incrby、increbyfloat

③ setnx、setex

key的结构

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用’:'隔开。

格式：项目名：业务名：类型：id

在BTMC大学的CS学院中的老师和学生信息：

set btmc:cs:teacher:1 '{"id":"1","name":"bjn","sex":"man"}'
set btmc:cs:teacher:2 '{"id":"2","name":"xjf","sex":"woman"}'
set btmc:cs:user:1 '{"id":"1","name":"byf","sex":"man"}'
set btmc:cs:user:2 '{"id":"2","name":"robin","sex":"man"}'

Hash类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段时很不方便。

Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD。

Hash类型的常见命令

1. HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值
2. HGET key field：获取一个hash类型key的field的值
3. HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值
4. HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值
5. HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value
6. HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field
7. HVALS：获取一个hash类型的key中的所有的value
8. HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长
9. HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

① hset、hget、hmset、hmget
在BTMC大学的CS学院中的老师和学生信息（hset的用法）：

hset btmc:cs:teacher:1 id 1
hset btmc:cs:teacher:1 name bjn
hset btmc:cs:teacher:1 sex man

hset btmc:cs:teacher:2 id 2
hset btmc:cs:teacher:2 name xjf
hset btmc:cs:teacher:2 sex woman

hset btmc:cs:student:1 id 1
hset btmc:cs:student:1 name byf
hset btmc:cs:student:1 sex man

hset btmc:cs:student:2 id 2
hset btmc:cs:student:2 name robin
hset btmc:cs:student:2 sex man

单次添加一个键值

一次性插入多个键值，一次性获取多个键值

② hgetall、hkeys、hvals

获取3号学生的信息

获取三号学生的键和值的信息

③ hincrby、hsetnx
给学生3设定年龄，并且自增1

给学生三重复添加年龄

List 类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。

特征也与LinkedList类似：
● 有序
● 元素可以重复
● 插入和删除快
● 查询速度一般

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

List 类型的常见命令

1. LPUSH key element … ：向列表左侧插入一个或多个元素
2. LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil
3. RPUSH key element … ：向列表右侧插入一个或多个元素
4. RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素
5. LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素
6. BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

模拟栈 （先进后出—同一方向）

lpush stack1 1
lpush stack1 2
lpush stack1 3

lpop stack1 
lpop stack1
lpop stack1
lpush stakck1 4

模拟队列 （先进先出—不同方向）

# 入队
lpush queue1 1
lpush queue1 2
lpush queue1 3

# 出队
rpop queue1
rpop queue1
rpop queue1

Set 类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：
● 无序
● 元素不可重复
● 查找快
● 支持交集、并集、差集等功能

Set 常见命令

1. SADD key member … ：向set中添加一个或多个元素
2. SREM key member … : 移除set中的指定元素
3. SCARD key： 返回set中元素的个数
4. SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中
5. SMEMBERS：获取set中的所有元素
6. SINTER key1 key2 … ：求key1与key2的交集

练习

1. 将下列数据用Redis的Set集合来存储：
   ● 张三的好友有：李四、王五、赵六
   ● 李四的好友有：王五、麻子、二狗

sadd zhangsan lisi wangwu zhaoliu
sadd lisi wangwu mazi ergou

1. 利用Set的命令实现下列功能：
   ● 计算张三的好友有几人
   ● 计算张三和李四有哪些共同好友
   ● 查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友
   ● 查询张三和李四的好友总共有哪些人
   ● 判断李四是否是张三的好友
   ● 判断张三是否是李四的好友
   ● 将李四从张三的好友列表中移除

# 1. 计算张三的好友有几人
scard zhangsan # 3
# 2. 计算张三和李四有哪些共同好友
sinter zhangsan lisi # wangwu 
# 3. 查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友
sdiff zhangsan lisi # lisi zhaoliu
# 4. 查询张三和李四的好友总共有哪些人
sunion zhangsan lisi # lisi wangwu ergou zhaoliu mazi
# 5. 判断李四是否是张三的好友
sismember zhangsan lisi # 1
# 6. 判断张三是否是李四的好友
sismember lisi zhangsan # 0
# 7. 将李四从张三的好友列表中移除
srem zhangsan lisi # 1

SortedSet 类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具备下列特性：
● 可排序
● 元素不重复
● 查询速度快
因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

SortedSet 常见命令

1. ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值
2. ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素
3. ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值
4. ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名
5. ZCARD key：获取sorted set中的元素个数
6. ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数
7. ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
8. ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
9. ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素
10. ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集

注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可，例如：
● 升序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZRANK key member
● 降序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZREVRANK key memeber

练习

将班级的下列学生得分存入Redis的SortedSet中：
Jack 85, Lucy 89, Rose 82, Tom 95, Jerry 78, Amy 92, Miles 76

zadd student 85 Jack 89 Lucy 82 Rose 95 Tom 78 Jerry 92 Amy 76 Miles

并实现下列功能：
● 删除Tom同学
● 获取Amy同学的分数
● 获取Rose同学的排名
● 查询80分以下有几个学生
● 给Amy同学加2分
● 查出成绩前3名的同学
● 查出成绩80分以下的所有同学

# 1. 删除Tom同学
zrem student Tom # 1
# 2. 获取Amy同学的分数
zscore student Amy
# 3. 获取Rose同学的排名 (rank是升序[默认]，revrank是降序)
zrank student Rose # 2
zrevrank student Rose # 3
# 4. 查询80分以下有几个学生
zcount student 0 80 # 2
# 5. 给Amy同学加2分
zincrby student 2 Amy # 92-->94
# 6. 查出成绩前3名的同学
zrange student 0 2
# 7. 查出成绩80分以下的所有同学
zrangebyscore student 0 80  # Miles Jerry