Redis 常见数据类型-Set 类型

类型简介
相关指令
- sadd
- smembers
- sismember
- scard
- spop
- smove
- srem
集合间操作
set 相关指令汇总表
内部编码
- 2.5.4 内部编码
应用场景
- 集合类型在标签系统中的应用

类型简介

集合类型也是保存多个字符串类型的元素的，但和列表类型不同的是，集合中 1）元素之间是⽆序的 2）元素不允许重复，
⼀个集合中最多可以存储 $2^{32}$ - 1 个元素。Redis 除了⽀持集合内的增删查改操作，同时还⽀持多个集合取交集、并集、差集，合理
地使⽤好集合类型，能在实际开发中解决很多问题

相关指令

sadd

命令格式：

SADD key member [member ...]

将一个或多个元素添加到 set 中，重复定义的元素是无法添加到 set 中的

时间复杂度：O(1)

返回值：本次添加成功的个数

使用示例：

# 预期添加 5 个元素
127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 3 4
# 元素3被重复添加，只能添加一个
(integer) 4
127.0.0.1:6379> smembers k1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"

smembers

命令格式：

SMEMBERS key

获取—个 set 中的所有元素，元素间的顺序是无序的

时间复杂度：O(N)

返回值：所有元素的列表

使用示例：

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> smembers k1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"

sismember

命令格式：

SISMEMBER key member

判断一个元素是否在 set 中

时间复杂度：O(1)

返回值：1表示存在，0表示不存在

使用示例：

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4
(integer) 4
# 查询元素 2 存在
127.0.0.1:6379> sismember k1 2
(integer) 1
# 查询元素 5 不存在
127.0.0.1:6379> sismember k1 5
(integer) 0

scard

命令格式：

SCARD key

获取一个 set 的基数，即 set 中的元素个数

时间复杂度：O(1)

返回值：set 中元素的个数

使用示例：

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> scard k1
(integer) 4

spop

从set 中删除并返回—个或者多个元素。注意，由于 set 内的元素是无序的，所以取出哪个元素实际是
未定义行为，即可以看作随机的

命令格式：

SPOP key [count]

时间复杂度：O(N) n表示count

返回值：取出的元素

使用示例：

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4 5 6
(integer) 6
# 默认删除一个随机元素
127.0.0.1:6379> spop k1
"5"
# 删除两个随机元素
127.0.0.1:6379> spop k1 2
1) "4"
2) "6"
# 剩余元素
127.0.0.1:6379> smembers k1
1) "1"
2) "2"
3) "3"

smove

将一个元素从源 set 取出并放到目的 set 中

命令格式：

SMOVE source destination member

时间复杂度：O(1)

返回值：1表示移动成功，0表示移动失败

使用示例：

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4
(integer) 4
# 依次将 k1 中的所有元素移动到 k2 中
127.0.0.1:6379> smove k1 k2 3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smove k1 k2 4
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smove k1 k2 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smove k1 k2 1
(integer) 1
# k1 中的元素都被移动到 k2 中
127.0.0.1:6379> smembers k1
(empty array)
127.0.0.1:6379> smembers k2
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
127.0.0.1:6379> sadd k1 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smove k1 k2 1
(integer) 1
# 移动相同的元素到 k2 中虽然移动成功，但因为 k2 中已经有该元素了，故 k2 无变化
127.0.0.1:6379> smembers k2
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"

srem

该指令用于将指定元素从 set 中删除

命令格式：

SREM key member [member ...]

时间复杂度：O(N)，N 表示要删除的元素个数

返回值：本次操作被删除的元素个数

使用示例：

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> srem k1 1 2 3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> srem k1 4 4 4
(integer) 1
127.0.0.1:6379> srem k1 6 7
(integer) 0

集合间操作

sinter

该指令用于获取给定 set 的交集中的元素

命令格式：

SINTER key [key ...]

时间复杂度：O(N * M), N 是最小的集合元素个数. M 是集合个数.

返回值：交集的元素

使用示例：

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> sadd k2 2 3 4 5
(integer) 4
127.0.0.1:6379> sadd k3 3 4 5 6
(integer) 4
127.0.0.1:6379> sinter k1 k2 k3
1) "3"
2) "4"

下面是针对该时间复杂度的讨论：

Redis 的 SINTER 指令用于计算多个集合的交集，其时间复杂度为 O(N * M)，其中：

N 是最小集合的基数（元素个数）
M 是参与计算的集合数量

原因分析

遍历最小集合：

Redis 会优先选择元素最少的集合作为基准（假设为集合 A），遍历其中的每个元素。这一步的时间复杂度为 O(N)（N 是集合 A 的元素数量）。
检查其他集合：

对于集合 A 中的每个元素，需要检查它是否存在于其他 M-1 个集合中。每次检查的时间复杂度为 O(1)（Redis 的集合底层是哈希表，支持常数时间查找）。
因此，总检查次数为 N × (M-1) ≈ O(N * M)。
最坏情况：

当所有集合大小相近时，时间复杂度趋近于 O(N * M)。若某个集合为空，则直接返回空结果（O(1)）。

示例

假设有三个集合：

key1 = {a, b, c}（N=3）
key2 = {a, c, d, e}
key3 = {a, c, f}（M=3）

Redis 会遍历最小的 key1（3 个元素），并对每个元素检查是否同时在 key2 和 key3 中，总操作次数为 3 × 2 = 6 次。

sinterstore

该指令用于获取给定 set 的交集中的元素并保存到目标 set 中

指令格式：

SINTERSTORE destination key [key ...]

时间复杂度：O(N * M), N 是最小的集合元素个数. M 是集合个数.

返回值：交集的元素个数

使用示例：

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> sadd k2 2 3 4 5
(integer) 4
127.0.0.1:6379> sadd k3 3 4 5 6
(integer) 4
127.0.0.1:6379> sinterstore k4 k1 k2 k3
(integer) 2
127.0.0.1:6379> smembers k4
1) "3"
2) "4"

sunion、sunionstore、sdiff、sdiffstore

这四个命令和上面的 sinter 和 sinterstore 指令类似，union 用于求并集，diff 用于求差集，故不再赘述

set 相关指令汇总表

命令	时间复杂度
sadd key element [element …]	O(k)，k 是元素个数
srem key element [element …]	O(k)，k 是元素个数
scard key	O(1)
sismember key element	O(1)
srandmember key [count]	O(n)，n 是 count
spop key [count]	O(n)，n 是 count
smembers key	O(k)，k 是元素个数
sinter key [key …] / sinterstore	O(m * k)，k 是几个集合中元素最小的个数，m 是键个数
sunion key [key …] / sunionstore	O(k)，k 是多个集合的元素个数总和
sdiff key [key …] / sdiffstore	O(k)，k 是多个集合的元素个数总和

内部编码

2.5.4 内部编码

集合类型的内部编码有两种：

intset（整数集合）： 当集合中的元素都是整数并且元素的个数小于 set-max-intset-entries 配置（默认 512 个）时，Redis 会选用 intset 来作为集合的内部实现，从而减少内存的使用。
hashtable（哈希表）： 当集合类型无法满足 intset 的条件时，Redis 会使用 hashtable 作为集合的内部实现。

示例

当元素个数较少并且都为整数时，内部编码为 intset：

127.0.0.1:6379> sadd setkey 1 2 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> object encoding setkey
"intset"

当元素个数超过 512 个，内部编码为 hashtable：

127.0.0.1:6379> sadd setkey 1 2 3 4 ... 513
(integer) 513
127.0.0.1:6379> object encoding setkey
"hashtable"

当存在元素不是整数时，内部编码为 hashtable：

127.0.0.1:6379> sadd setkey a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> object encoding setkey
"hashtable"

应用场景

集合类型在标签系统中的应用

集合类型在标签(tag)系统中有着典型的使用场景，例如：

用户兴趣标签（娱乐、体育、历史、新闻等）
基于标签的用户分析（共同兴趣、个性化推荐）
电子商务的个性化产品推荐

实现标签功能的Redis命令演示

1. 给用户添加标签

sadd user:1:tags tag1 tag2 tag5
sadd user:2:tags tag2 tag3 tag5
...
sadd user:k:tags tag1 tag2 tag4

2. 给标签添加用户

sadd tag1:users user:1 user:3
sadd tag2:users user:1 user:2 user:3
...
sadd tagk:users user:1 user:4 user:9 user:28

3. 删除用户下的标签

srem user:1:tags tag1 tag5

4. 删除标签下的用户

srem tag1:users user:1
srem tag5:users user:1

5. 计算用户的共同兴趣标签

sinter user:1:tags user:2:tags

应用价值

这种实现方式可以：

发现喜欢同一标签的用户群体
分析用户的共同兴趣标签
为个性化推荐系统提供数据支持
增强用户体验和用户黏度