Redis数据结构——整数集合

1,当一个集合只包含整数值元素,并且这个集合的元素数量不多时,Redis就会使用整数集合作为这种集合的底层实现结构。它是Redis用于保存整数值的集合抽象数据结构,它可以保存类型为int16_t、int32_t、或者int64_t的整数值,并且保证集合中不会出现重复元素。
每个intset.h/intset结构表示一个整数集合:

typedef struct intset{
    
    
	//编码方式
	uint32_t encoding;
	//集合包含的元素数量
	uint32_t length;
	//保存元素的数组
	int8_t contents[];
}intset;

整数集合的每个元素都是contents数组的一个数据项(item),各个项在数组中按值的大小从小到大有序排列,并且数组不包含任何重复项。length属性记录了整数集合包含的元素数量,也即是contents数组的长度。虽然intset将contents属性声明为int8_t类型的数组,但实际上它并不保存任何int8_t类型的值,contents数组的真正类型取决于encoding属性的值
如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT16,那么contents就是一个int16_t类型的数组。
如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT32,那么contents就是一个int32_t类型的数组。
如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT64,那么contents就是一个int64_t类型的数组。
2,每当我们将一个新元素添加到整数集合中,并且新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型都要长的时候,整数集合需要先进行升级,然后才能将新元素添加到整数集合里面。升级的步骤分为以下3步:
1)根据新元素的类型,扩展整数集合底层数组的空间大小,并为新元素分配空间
2)将底层数组现有的所有元素都转换成与新元素相同的类型,并将类型转换后的元素放置到正确的位上,而且在放置元素的过程中,需要继续维持底层数组有序的性质不变。
3)将新元素添加到底层数组里面,并更改encoding属性的值和length属性值。
3,升级的好处
1)因为整数集合可以通过自动升级底层数组来适应新元素,所以我们可以随意地将int16_t、int32_t、或者int64_t类型的整数添加到集合中,而不出现类型错误。因为我们一般不会将两种不同类型的值放在同一个数据结构里面。
2)我们本可以一直使用int64_t类型来存储数据,而整数集合现在的做法可以让集合同时保存三种不同类型的值,又可以确保升级操作只会在有需要的时候进行,这可以尽量节省内存。
4,整数集合不支持降级操作,一旦对数组进行了升级,编码就会一直保持升级后的状态。

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