Redis数据结构-Zset有序集合
1.Zset有序集合
有序集合保留了集合不能有重复成员的特点，但与集合不同的是，有序集合中的每个元素都有一个唯一的浮点类型的分数与之关联，这使得有序元素中的元素是可以维护有序行的，但这个有序不是用下表作为排序依据而是用这个分数（进行排序时，就是按照分数大小来进行按照升/降序排序）
注：有序集合中的元素是不能重复的，但是分数运行重复。当分数相同时，会安好元素自身的字符串的字典序来排序
2.常用命令
2.1 ZADD
添加或者更新指定的元素以及关联的分数到zset中，分数应该符合double类型，+inf/-inf作为正负极线也是合法的
ZADD的相关选项：
XX：仅仅用于更新已经存在的元素，不会添加新的元素
NX：仅用于添加新元素，不会更新已经存在的元素
CH：默认情况下，ZADD返回本次添加元素的个数，但是指定这个选项后，就会包干本次更新的元素个数（添加的元素个数+更新的元素个数）
INCR：此时命令类似于ZINCRBY的效果，将元素的分数加上指定的分数，此时只能制定一个元素和分数
LT：小于
GT：大于
score：可以填写小数
语法：ZADD key [ NX | XX ] [ GT | LT ] [ CH ] [ INCR ] score member [score member ...]
时间复杂度：O(logN)，由于Zset是有序结构的，要求新增的元素要放到合适的位置上
返回值：本次添加成功的元素个数
示例：
由此可见，Zset内部默认是按照升序方式排列的
2.2 ZCARD
获取一个zset的技术（cardinality），即zset中元素的个数
语法：ZCARD key
时间复杂度：O(1)
返回值：zset内的元素个数
示例：
2.3 ZCOUNT
返回分数在min和max之间的元素个数，默认情况下，min和max都是包含的，可以通过(排除（此处的min，max表示的分数）
语法：ZCOUNT key min max
时间复杂度：O(logN)
返回值：满足条件的元素列数个数
示例：
2.4 ZRANGE
返回指定区间里的元素，分数按照升序。带上WITHSCORES可以吧分数也返回
语法：ZRANGE key start stop
此处的[start，stop]为下标构成的区间，从0开始支持负数
时间复杂度：O(logN+M)
返回值：区间内的元素列表
示例：
2.5 ZREVRANGE
返回指定区间里的元素，分数按照降序。带上withscores可以把分数也返回
语法：ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]
时间复杂度：O(logN+M)
返回值：区间内的元素列表
2.6 ZRANGEBYSCORE
返回分数在min和max之间的元素，默认情况下，min和max都是包含的，可以通过(排除
语法：ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES]
时间复杂度：O(logN+M)
返回值：区间内的元素列表
示例：
2.7 ZPOPMAX
删除并返回分数最高的count个元素
语法：ZPOPMAX key [count]
时间复杂度：O(log(N)*M)
返回值：分数和元素列表
示例：
2.8 ZPOPMIN
删除并返回分数最低的count个元素
语法：ZPOPMIN key [count]
时间复杂度：O(log(N)*M)
返回值：分数和元素列表
示例：
2.9 ZRANK
返回指定元素的排名，次序
语法：ZRANK key member
时间复杂度：O(logN)
返回值：排名（当member不存在时，返回nil）
示例：
2.10 ZREVRANK
返回指定元素的排名，降序
语法：ZREVRANK key member
时间复杂度：O(logN)
返回值：排名（member不存在时，返回nil）
示例：
2.11 ZSCORE
返回指定元素的分数
语法：ZSCORE key member
时间复杂度：O(1)（此处相当于Redis针对查询操作做了优化处理，付出了额外的空间代价，优化到O(1)）
返回值：分数
示例：
2.12 ZREM
删除指定元素
语法：ZREM key member [member ...]
时间复杂度：O(M*logN)
返回值：本次操作删除的元素个数
示例：
2.13 ZREMRANGEBYRANK
按照排序，升序删除指定范围的元素，左闭右闭
语法：ZREMRANGEBYRANK key start stop
时间复杂度：O(logN+M)
返回值：本次操作删除的元素个数
示例：
2.14 ZREMRANGEBYSCORE
按照分数删除指定返回的元素，左闭右闭
语法：ZREMRANGEBYSCORE key min max
时间复杂度：O(logN+M)
返回值：本次操作删除的元素个数
示例：
2.15 ZINCRBY
为指定的元素的关联分数添加指定的分数值
语法：ZINCRBY key increment member（increment支持负数和小数）
时间复杂度：O(logN)
返回值：增加后元素的分数
示例：
阻塞版本指令
2.16 BZPOPMAX
ZPOPMAX的阻塞版本，当有序集合中为空时阻塞，阻塞到队列中插入元素
语法：BZPOPMAX key [key ...] timeout
时间复杂度：O(logN)
返回值：元素列表
2.17 BZPOPMIN
ZPOPMIN的组设版本，与BZPOPMAX用法一致
语法：BZPOPMIN key [key ...] timeout
时间复杂度：O(logN)
返回值：元素列表
集合间操作指令
2.18 ZINTERSTORE
求出给定有序集合中元素的交集并保存到目标有序集合中，在合并过程中以元素为单位进行合并，元素对应的分数按照不同的聚合方式和权重得到新的分数
语法：ZINTERSCORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]
destination：表示保存到的目标有序结合
numkeys：整数，描述了后续有多少个key参与交集运算（为了避免选项和keys混淆）
AGGREGATE：总数，合计。默认情况下求和
WEIGHTS：权重，分数会乘以对应的权重
时间复杂度：O(N*K)+O(M*logM)，N是输入的有序集合中，最小的有序集合的元素个数，K是输入了几个有序集合，M是最终结果的有序集合的元素个数
返回值：目标集合中的元素个数
示例：
2.19 ZUNIONSTORE
求出给定有序集合中元素的并集并保存进目标有序集合中，在合并过程中以元素为单位进行合并，元素对应的分数按照不同的聚合方式和权重重新得到新的分数
语法：ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]
时间复杂度：O(N)+O(M*logM)（N是输入有序集合中总的元素个数，M是最终结果的有序结合的元素个数）
返回值：目标集合中元素的个数
示例：
3.内部编码
3.1 ziplist
ziplist（压缩列表）：当有序集合的元素个数小于zset-max-ziplist-entries配置（默认128个），同时每个元素的值都小于zset-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会用ziplist来作为有序集合的内部实现，ziplist可以有效减少内存的使用
3.2 skiplist
skiplist（跳表）：当ziplist条件不满足时，有序集合会使用skiplist作为内部实现，因为此时ziplist的操作效率会下降。（此处不详讲）
4.Zset的经典使用场景
4.1 排行榜系统
最常见的应用场景：微博热搜，游戏天梯排行榜，成绩排行
关键要点：用来排行的分数是实时变化的，虽然是实时变化的，也能够高效的更新排行
使用zset完成上述操作，就会非常简单。比如游戏天梯排行，只需要吧玩家信息和对应的分数给放到有序集合中即可，自动形成了一个排行榜，随时可以按照排行（下标）按照分数，进行范围查找随者分数发生变化，也可以比较方便的，zincrby修改分数，排行顺序也能自动调整（logN）
对于游戏排行榜，前后顺序非常容易确定，但是有些排行榜就要复杂一些，例如微博热搜（综合数值：浏览量，点赞量，转发量，评论量；具体有多少个维度，每个维度权重怎么分配以及怎么设定最优）根据每个维度，计算得到综合得分=热度，此时就可以借助zinterstore/zunionstor按照加权方式处理，此时就可以把上述维度的数值都放入一个有序集合中，member是微博id，score就是各自维度的数值，通过zinterstore或zunionstore把上述有序集合约定好的权重，进行集合间运算，得到的结果集合的分数就是热度
5.列表，集合，有序集合之间的异同点
| 数据结构 | 是否允许重复元素 | 是否有序 | 有序依据 | 应用场景 |
| 列表 | 是 | 是 | 索引下标 | 时间轴，消息队列 |
| 集合 | 否 | 否 | 标签，社交 | |
| 有序集合 | 否 | 是 | 分数 | 排行系统，社交等 |