做网站找那些公司,网站备案阿里云流程,网站建设怎么搭建服务器,重庆做商城网站设计整数集合 整数集合#xff08;insert#xff09;是集合键的底层实现之一#xff0c;当一个集合只包含整数值元素#xff0c;并且这个集合的元素数量不多时#xff0c;Redis就会使用整数集合作为集合键的底层实现。举个栗子#xff0c;如果我们创建一个只包含五个元素的集… 整数集合 整数集合insert是集合键的底层实现之一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集合键的底层实现。举个栗子如果我们创建一个只包含五个元素的集合键并且集合中的所有元素都是整数值那么这个集合键的底层实现就会是整数集合 127.0.0.1:6379 SADD numbers 1 3 5 7 9
(integer) 5
127.0.0.1:6379 SMEMBERS numbers
1) 1
2) 3
3) 5
4) 7
5) 9
127.0.0.1:6379 OBJECT ENCODING numbers
intset整数集合的实现 整数集合insert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。 intset.h 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;contents数组是整数集合的底层实现整数集合的每个元素都是contents数组中的一个数组项各个项在数组中按值的大小从小到大有序地排列并且数组中不包含任何重复项。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结构将contents属性声明为int8_t类型的数组但实际上contents数组并不保存任何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属性的值为为INTSET_ENC_INT16那么contents就是一个int16_t类型的数组了数组里的每个项都是一个int16_t类型的整数值最小值为-32 768最大值为32 767如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT32那么contents就是一个int32_t类型的数组了数组里的每个项都是一个int32_t类型的整数值最小值为-2 147 483 648最大值为2 147 483 647如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT64那么contents就是一个int64_t类型的数组了数组里的每个项都是一个int64_t类型的整数值最小值为-9 223 372 036 854 775 808最大值为9 223 372 036 854 775 807。图1-1展示了一个整数集合示例 图1-1 一个包含五个int6_t类型整数值的整数集合 如果encoding属性的值为为INTSET_ENC_INT16表示整数集合的底层实现为int16_t类型的数组而集合保存的都是int16_t类型的整数值length属性为5表示整数集合包含5个元素contents数组按从小到大的顺序保存着集合中的五个元素因为每个集合元素都是int16_t类型的整数值所以contents数组的大小等于sizeof(int16_t)*516*580位图1-2展示了另一个整数集合示例 图1-2 一个包含四个int16_t类型整数值的整数集合 encoding属性的值为INTSET_ENC_INT64表示整数集合的底层实现为int64_t类型的数组而数组中保存的都是int64_t类型的整数值length属性的值为4表示整数集合包含四个元素contents数组按从小到大的顺序保存着集合中的四个元素因为每个集合元素都是int64_t类型的整数值所以contents数组的大小为sizeof(int64_t)*464*4256位虽然contents数组保存的四个整数值中只有-2 675 256 175 807 981 027是真正需要用int64_t类型来保存的而其他的1、3、5三个值都可以用int16_t类型来保存不过根据整数集合的升级规则当向一个底层为int16_t数组的整数集合添加一个int64_t类型的整数值时整数集合已有的所有元素都会被转换成int64_t类型所以contents数组保存的四个整数值都是int64_t类型的不仅仅是 -2 675 256 175 807 981 027 升级 每当我们要将一个新元素添加到整数集合里面并且新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型要长时整数集合需要先进行升级upgrade然后才能将新元素添加到整数集合里面。升级整数集合并添加新元素共分为三步进行 根据新元素的类型扩展整数集合底层数组对的空间大小并为新元素分配空间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到正确的位置上而且在放置元素的过程中需要继续维持底层数组的有序性质不变将新元素添加到底层数组里面举个栗子假设现在有一个INTSET_ENC_INT16编码的整数集合集合中包含三个int16_t类型的元素如图1-3所示 图1-3 一个包含三个int16_t类型的元素的整数集合 因为每个元素都占用16位空间所以整数集合底层数组的大小为3*1648位图1-4展示了整数集合的三个元素在这48位里的位置 现在假设我们要将类型为int32_t的整数值65 535添加到整数集合里面因为65 535的类型int32_t比整数集合当前所有元素要长所以在将65 535添加到整数集合之前程序需要先对整数集合进行升级。升级首先要做的是根据新类型的长度以及集合元素的数量包括要添加的新元素在内对底层数组进行空间重分配 整数集合目前有三个元素再加上新元素65 535整数集合需要分配四个元素的空间因为每个int32_t整数值需要占用32位空间所以在空间重分配之后底层数组的大小将是32*4128位如图1-5所示。虽然程序对底层数组进行了空间重分配但数组原有的三个元素1、2、3仍然是int16_t类型这些元素还保存在数组的前48位里面所以程序接下来要做的就是将这三个元素转换成int32_t类型并将转换后的元素放置到正确的位上面而且在放置元素的过程中需要维持底层数组的有序性质不变 图1-5 进行空间重分配之后的数组 首先因为元素3在1、2、3、65535四个元素中排名第三所以它将被移动到contents数组的索引2位置上也即是数组64位至95位的空间内如图1-6所示 图1-6 对元素3进行类型转换并保存在适当的位置上 接着因为元素2在1、2、3、65535四个元素中排名第二所以它将被移动到contents元素的索引1的位置上也即是数组的32位至63位的空间内如图1-7 图1-7 对元素2进行类型转换并保存在适当的位上 之后因为元素1在1、2、3、65536四个元素中排名第一所以它将被移动到contents数组的索引0位置上即数组的0位至31位空间内如图1-8所示 图1-8 对元素1进行类型转换并保存在适当的位置上 然后因为元素65535在1、2、3、65535四个元素中排名第四所以它将被添加到contents数组的索引3位置上也即时数组的96位至127位的空间内如图1-9所示 如图1-9 添加65535到数组 最后程序将整数集合encoding属性的值从INTSET_ENC_INT16改为INTSET_ENC_INT32并将length属性的值从3改为4设置完成之后的整数集合如图1-10所示 图1-10 完成添加操作之后的整数集合 因为每次向整数集合添加新元素都可能会引起升级而每次升级都需要对底层数组中已有的元素进行类型转换所以向整数集合添加新元素的时间复杂度为O(N)。其他类型的升级操作比如从INTSET_ENC_INT16编码升级为INTSET_ENC_INT64编码或从INTSET_ENC_INT32编码升级为INTSET_ENC_INT64编码升级的过程都和上面展示的升级过程类似 升级的好处 整数集合的升级策略有两个好处一个是提升整数集合的灵活性另一个是尽可能地节约内存 提升灵活性 因为C语言是静态类型语言为了避免类型错误我们通常不会将两种不同类型的值放在同一数据结构里面。例如我们一般只用int16_t类型的数组来保存int16_t类型的值只使用int32_t类型的数组来保存int32_t类型的值诸如此类。但是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int64_t类型的整数添加到集合中而不必担心出现类型错误 节约内存 要让一个数组可以同时保存int16_t、int32_t、int64_t三种类型的值最简单的做法就是直接使用int64_t类型的数组作为整数集合的底层实现。不过这样一来部分可以用int16_t、int32_t来存储的值因使用int64_t类型来存储会造成内存的浪费。而整数集合现在的做法既可以让集合能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 降级 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。举个栗子对于图1-11所示的整数集合来说即使我们将集合里唯一一个真正需要使用int64_t类型来保存的元素4 294 967 295删除了整数集合的编码仍然会维持使用int64_t底层数组也仍然会使int64_t类型如图1-12所示 图1-11 数组编码为INTSET_ENC_INT64的整数集合 图1-12 删除4 294 967 295的整数集合 整数集合API 表1-1列出了整数集合的操作API 表1-1 整数集合API函数作用时间复杂度intsetNew(void)创建一个新的整数集合O(1)intsetAdd(intset *is, int64_t value, uint8_t *success)将给定元素添加到整数集合里面O(N)intsetRemove(intset *is, int64_t value, int *success)从整数集合中移除给定元素O(N)intsetFind(intset *is, int64_t value)检查给定值是否存在于集合因为底层数组有序查找可以通过二分查找法来进行所以复杂度为O(logN)intsetRandom(intset *is)从整数集合中随机返回一个元素O(1)intsetGet(intset *is, uint32_t pos, int64_t *value)取出底层数组在给定索引上的元素O(1)intsetLen(intset *is)返回整数集合包含的元素个数O(1)intsetBlobLen(intset *is)返回整数集合占用的内存字节数O(1)转载于:https://www.cnblogs.com/beiluowuzheng/p/9734227.html
