原文:
redis 系列8 資料結構之整數集合
一.概述
整數集合(intset)是集合鍵的底層實現之一, 當乙個集合只包含整數值元素，並且這個集合元素數量不多時, redis就會使用整數集合作為集合鍵的底層實現。下面建立乙個只包含5個元素的集合鍵，並且集合中所有元素都是整數值，那麼這個集合鍵的底層實現就會是整數集合。 接著新增非整數值，集合鍵的底層實現就會是hashtable。
127.0.0.1:6379> sadd numbers 135二. 整數集合實現整數集合是redis用於儲存整數值的集合抽象資料結構，它可以儲存型別為int16_t, int32_t, int64_t的整數值，並且保證集合中不會出現重複元素。資料集合定義如下：79(integer)
5127.0.0.1:6379> object
encoding numbers
"intset
"127.0.0.1:6379> sadd numbers '
one'
(integer)
1127.0.0.1:6379> object
encoding numbers
"hashtable
"
//(1) contents陣列是整數集合的底層實現,整數集合的每個元素都是contents陣列的乙個陣列項(item),各個項在陣列中按值從小到大有序排列,並且陣列中不包含重複項。如下面指令碼：每個intset.h/intset結構表示乙個整數集合
typedef struct
intset
intset;
127.0.0.1:6379> sadd record 534(2) length屬性記錄了整數集合包含的元素數量,也即是contents陣列的長度。雖然contents屬性宣告為int8_t型別的陣列,但實現上contents陣列並不儲存任何int8_t型別的值，contents陣列的真正型別取決於encoding屬性的值。560(integer)
5127.0.0.1:6379>smembers record
1) "0"
2) "3"
3) "4"
4) "5"
5) "
6"
a. 如果encoding 屬性的值為intset_enc_int16，那麼contents就是乙個int16_t型別的陣列，陣列裡的每個項都是乙個int16_t型別的整數值(範圍在 -32768 ~ 32767)。如下圖encoding屬性的值有5個整數型，根據這些整數值得出encoding為int16_t型別。
b. 如果encoding屬性的值為intset_enc_int32, 那麼陣列裡每個項就是乙個int32_t型別的整數值(範圍在 -2147483648 ~ 2147483647)。還有encoding屬性的值為intset_enc_int64型別的，陣列裡每個項取取值範圍更大。
需要注意的是：假設contents陣列儲存的值為2147483647, 1,2,3 四個整數值。 但只有第乙個整數值需要用int32_t型別來儲存，而其它三個值可以用int16_t型別來儲存。不過根據整數集合的公升級規則，當乙個底層的int16_t陣列的整數集合新增乙個int64_t型別的整數值時，整數集合中所有元素都會被轉換成int64_t型別。 所以contents陣列儲存的整數值都是int64_t型別的。
三. 公升級
當我們要將乙個新元素新增到整數集合裡面，並且新元素的型別比整數集合現有所有元素的型別都要長時，整數集合需要先進行公升級,然後才能將新元素新增到整數集合中。假設：集合中包含三個int16_t型別的元素，值分別是1,2,3 。因為每個元素都占用16位空間，所以整數集合底層陣列的大小 為3 * 16 =48位。現將int32_t的數值65535新增進去，這裡程式需要對整數集合進行公升級。
公升級整數集合並新增新元素共分三步進行：
(1) 根據新元素的型別，擴充套件整數集合底層陣列的空間大小 ，並為新元素分配空間。分配空間後，現在整數集合4個元素的底層陣列大小為4 *32 =128位, 此時前三位還是48位空間，如下圖所示：
(2) 將底層陣列現有的所有元素都轉換成與新元素相同的型別(需要從int16_t 轉成int32_t所需的空間) ，轉換後元素位置有序不變,如下圖所示：
(3) 將新元素新增到底層陣列裡面,如下圖所示：
四. 公升級的好處
4.1 提公升靈活性
為了避免型別錯誤，通常不會將兩種不同型別的值放在同乙個資料結構裡面，通過公升級處理可以隨意地將int16_t, int32_t, , int64_t 型別的整數新增到集合中，而不必擔心出現型別錯誤。
4.2 節約記憶體
要讓乙個陣列可以同時儲存int16_t,int32_t, , int64_t三種型別的值，最簡單的做法就是直接使用int64_t型別的陣列作為整數集合的底層實現，不過這樣浪費記憶體空間。
五. 降級
整數集合不支援降級操作，一旦對陣列進行了公升級，編碼就會一直保持公升級後的狀態。即使集合裡只有乙個需要使用int64_t型別的元素被刪除了，整數集合的編碼仍然會維持intset_enc_int64, 底層陣列也仍然會是int64_t型別,如下圖所示：
六. 整數集合api
函式
作用
intsetnew
建立乙個新的壓縮列表
intsetadd
將給定元素新增到整數集合裡面
intsetremove
從整數集合中移除給定元素
intsetfind
檢查給定值是否存在於集合
intsetrandom
從整數集合中隨機返回乙個元素
intsetget
取出底層陣列在給定索引上的元素
intsetlen
返回整數集合包含的元素個數
intsetbloblen
返回整數集合占用的記憶體位元組數
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