C#Redis Sorted-Sets

Posted 2020-08-28 小崔笔记本

一、前戏

Sorted-Sets和Sets类型极为相似，它们都是字符串的集合，都不允许重复的成员出现在一个Set中。它们之间的主要差别是Sorted-Sets中的每一个成员都会有一个分数(score)与之关联，Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。然而需要额外指出的是，尽管Sorted-Sets中的成员必须是唯一的，但是分数(score)却是可以重复的。
    在Sorted-Set中添加、删除或更新一个成员都是非常快速的操作，其时间复杂度为集合中成员数量的对数。由于Sorted-Sets中的成员在集合中的位置是有序的，因此，即便是访问位于集合中部的成员也仍然是非常高效的。事实上，Redis所具有的这一特征在很多其它类型的数据库中是很难实现的，换句话说，在该点上要想达到和Redis同样的高效，在其它数据库中进行建模是非常困难的。

二、理论

命令原型	时间复杂度	命令描述	返回值
ZADD key score member [score] [member]	O(log(N))	时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量。添加参数中指定的所有成员及其分数到指定key的Sorted-Set中，在该命令中我们可以指定多组score/member作为参数。如果在添加时参数中的某一成员已经存在，该命令将更新此成员的分数为新值，同时再将该成员基于新值重新排序。如果键不存在，该命令将为该键创建一个新的Sorted-Sets Value，并将score/member对插入其中。如果该键已经存在，但是与其关联的Value不是Sorted-Sets类型，相关的错误信息将被返回。	本次操作实际插入的成员数量。
ZCARD key	O(1)	获取与该Key相关联的Sorted-Sets中包含的成员数量。	返回Sorted-Sets中的成员数量，如果该Key不存在，返回0。
ZCOUNT key min max	O(log(N)+M)	时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量，M则表示min和max之间元素的数量。该命令用于获取分数(score)在min和max之间的成员数量。针对min和max参数需要额外说明的是，-inf和+inf分别表示Sorted-Sets中分数的最高值和最低值。缺省情况下，min和max表示的范围是闭区间范围，即min <= score <= max内的成员将被返回。然而我们可以通过在min和max的前面添加"("字符来表示开区间，如(min max表示min < score <= max，而(min (max表示min < score < max。	分数指定范围内成员的数量。
ZINCRBY key increment member	O(log(N))	时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量。该命令将为指定Key中的指定成员增加指定的分数。如果成员不存在，该命令将添加该成员并假设其初始分数为0，此后再将其分数加上increment。如果Key不存，该命令将创建该Key及其关联的Sorted-Sets，并包含参数指定的成员，其分数为increment参数。如果与该Key关联的不是Sorted-Sets类型，相关的错误信息将被返回。	以字符串形式表示的新分数。
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]	O(log(N)+M)	时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示返回的成员数量。该命令返回顺序在参数start和stop指定范围内的成员，这里start和stop参数都是0-based，即0表示第一个成员，-1表示最后一个成员。如果start大于该Sorted-Set中的最大索引值，或start > stop，此时一个空集合将被返回。如果stop大于最大索引值，该命令将返回从start到集合的最后一个成员。如果命令中带有可选参数WITHSCORES选项，该命令在返回的结果中将包含每个成员的分数值，如value1,score1,value2,score2...。	返回索引在start和stop之间的成员列表。
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]	O(log(N)+M)	时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示返回的成员数量。该命令将返回分数在min和max之间的所有成员，即满足表达式min <= score <= max的成员，其中返回的成员是按照其分数从低到高的顺序返回，如果成员具有相同的分数，则按成员的字典顺序返回。可选参数LIMIT用于限制返回成员的数量范围。可选参数offset表示从符合条件的第offset个成员开始返回，同时返回count个成员。可选参数WITHSCORES的含义参照ZRANGE中该选项的说明。最后需要说明的是参数中min和max的规则可参照命令ZCOUNT。	返回分数在指定范围内的成员列表。
ZRANK key member	O(log(N))	时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量。Sorted-Set中的成员都是按照分数从低到高的顺序存储，该命令将返回参数中指定成员的位置值，其中0表示第一个成员，它是Sorted-Set中分数最低的成员。	如果该成员存在，则返回它的位置索引值。否则返回nil。
ZREM key member [member ...]	O(M log(N))	时间复杂度中N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示被删除的成员数量。该命令将移除参数中指定的成员，其中不存在的成员将被忽略。如果与该Key关联的Value不是Sorted-Set，相应的错误信息将被返回。	实际被删除的成员数量。
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]	O(log(N)+M)	时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示返回的成员数量。该命令的功能和ZRANGE基本相同，唯一的差别在于该命令是通过反向排序获取指定位置的成员，即从高到低的顺序。如果成员具有相同的分数，则按降序字典顺序排序。	返回指定的成员列表。
ZREVRANK key member	O(log(N))	时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量。该命令的功能和ZRANK基本相同，唯一的差别在于该命令获取的索引是从高到低排序后的位置，同样0表示第一个元素，即分数最高的成员。	如果该成员存在，则返回它的位置索引值。否则返回nil。
ZSCORE key member	O(1)	获取指定Key的指定成员的分数。	如果该成员存在，以字符串的形式返回其分数，否则返回nil。
ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]	O(log(N)+M)	时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示返回的成员数量。该命令除了排序方式是基于从高到低的分数排序之外，其它功能和参数含义均与ZRANGEBYSCORE相同。	返回分数在指定范围内的成员列表。
ZREMRANGEBYRANK key start stop	O(log(N)+M)	时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示被删除的成员数量。删除索引位置位于start和stop之间的成员，start和stop都是0-based，即0表示分数最低的成员，-1表示最后一个成员，即分数最高的成员。	被删除的成员数量。
ZREMRANGEBYSCORE key min max	O(log(N)+M)	时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量，M则表示被删除的成员数量。删除分数在min和max之间的所有成员，即满足表达式min <= score <= max的所有成员。对于min和max参数，可以采用开区间的方式表示，具体规则参照ZCOUNT。	被删除的成员数量。

三、实战

127.0.0.1:6379> zadd mykey 10 a 11 b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zcard mykey
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zadd mykey 12 c 13 d
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zcard mykey
(integer) 4
127.0.0.1:6379> zcount mykey 11 13
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zincrby mykey 5 a
"15"
127.0.0.1:6379> zrange mykey 1 3
1) "c"
2) "d"
3) "a"
127.0.0.1:6379> zrange mykey 1 3 withscores
1) "c"
2) "12"
3) "d"
4) "13"
5) "a"
6) "15"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore mykey 11 13
1) "b"
2) "c"
3) "d"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore mykey 11 13 withscores
1) "b"
2) "11"
3) "c"
4) "12"
5) "d"
6) "13"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore mykey 11 13 withscores
1) "b"
2) "11"
3) "c"
4) "12"
5) "d"
6) "13"
127.0.0.1:6379> zrank mykey a
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zrem mykey a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrevrange mykey 1 3 withscores
1) "c"
2) "12"
3) "b"
4) "11"
127.0.0.1:6379> zrevrank mykey a
(nil)
127.0.0.1:6379> zrevrank mykey b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zscore mykey b
"11"
127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore mykey 13 11 withscores
1) "d"
2) "13"
3) "c"
4) "12"
5) "b"
6) "11"
127.0.0.1:6379> zremrangebyrank mykey 1 2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zremrangebyscore mykey 10 15
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange mykey 0 4 withscores
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> zcard mykey
(integer) 0
127.0.0.1:6379>