整数集合（intset）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。
127.0.0.1:6379> sadd numbers 1 2 3 4 5 (integer) 5 127.0.0.1:6379> object encoding numbers "intset"
这么做的好处是当集合中只有少量的整数元素的时候，采用之前介绍的其他数据结构，比如sds，都会占用比较大的内存，但如果仅保存为整数集合的话，则会更加经济。
整数数组数据结构整数数组的定义位于intset.h中，具体如下：
typedef struct intset { uint32_t encoding; // 编码方式 uint32_t length; // 保存的元素个数 int8_t contents[]; // 保存元素的数组 } intset;
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：
#define intset_enc_int16 (sizeof(int16_t)) #define intset_enc_int32 (sizeof(int32_t)) #define intset_enc_int64 (sizeof(int64_t)) /* return the required encoding for the provided value. */ static uint8_t _intsetvalueencoding(int64_t v) { if (v < int32_min || v > int32_max) return intset_enc_int64; else if (v < int16_min || v > int16_max) return intset_enc_int32; else return intset_enc_int16; }
可以看到一共会有三种类型，分别对应int_16, int_32, int_64。
整数数组中所有的元素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。
整数集合操作创建整数集合// 初始化空的整数集合intset *intsetnew(void) { intset *is = zmalloc(sizeof(intset)); is->encoding = intrev32ifbe(intset_enc_int16); // 默认创建int_16的编码格式 is->length = 0; return is; }
插入一个元素/* insert an integer in the intset */intset *intsetadd(intset *is, int64_t value, uint8_t *success) { uint8_t valenc = _intsetvalueencoding(value); uint32_t pos; if (success) *success = 1; // 如果超出了当前编码格式所能表示的范围，则升级整数集合并添加元素 if (valenc > intrev32ifbe(is->encoding)) { /* this always succeeds, so we don't need to curry *success. */ return intsetupgradeandadd(is,value); } else { // 如果元素已经存在于集合，success返回0 // 如果不存在的话， 这个函数会返回元素应该插入的位置pos if (intsetsearch(is,value,&pos)) { if (success) *success = 0; return is; } // 否则，需要重新调整集合的大小 is = intsetresize(is,intrev32ifbe(is->length)+1); // 将pos之后的数据全都向后挪动一个位子 if (pos < intrev32ifbe(is->length)) intsetmovetail(is,pos,pos+1); } _intsetset(is,pos,value); // 添加数据到第pos位 is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1); // 调整元素个数 return is; }
在插入元素的时候，需要根据新元素的大小来重新确定所采用的编码。如果新元素超出了原有编码的表示范围，就需要调整编码，同时调整集合中所有其他元素的编码格式。调整编码是一个不可逆的过程，就是说只能从小的编码调整到大的编码，只能升级不能降级。
升级过程升级整数集合并添加新元素调用的是intsetupgradeandadd函数，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的有序性质不变。
将新元素添加到底层数组里面。
/* upgrades the intset to a larger encoding and inserts the given integer. */static intset *intsetupgradeandadd(intset *is, int64_t value) { // 当前的编码 uint8_t curenc = intrev32ifbe(is->encoding); // 根据新元素的值获得新的编码 uint8_t newenc = _intsetvalueencoding(value); int length = intrev32ifbe(is->length); // 由于整数集合是一个有序集合，所以新的这个超出范围的元素，要不插入头部，要不插入尾部 // 当value大于0的时候，就是插入到尾部，否则插入到头部，用参数prepend来标记 int prepend = value < 0 ? 1 : 0; /* first set new encoding and resize */ // 重新设置整数集合的编码 is->encoding = intrev32ifbe(newenc); // 根据新编码调整整数集合的大小 is = intsetresize(is,intrev32ifbe(is->length)+1); // 从尾部向头部进行升级，这样在挪动其中的元素的时候，不会覆盖原来的值 while(length--) // 如果新元素是插入到尾部，prepend==0， 所以原来最后的元素是挪动到length位置 // 如果新元素是插入到头部，prepend==1，所有的元素都要向后挪动一个位置，将头部空出来 _intsetset(is,length+prepend,_intsetgetencoded(is,length,curenc)); /* set the value at the beginning or the end. */ if (prepend) // 如果prepend==1， 插入到头部 _intsetset(is,0,value); else // 否则，设置最后一个位置的元素为value _intsetset(is,intrev32ifbe(is->length),value); // 元素个数加1 is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1); return is; }
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。
查找元素查找的时候，需要先判断要查找的元素是否在当前编码的有效范围内，如果不在当前范围内，可以直接返回。
另外因为整数集合是一个有序集合，可以采用二分查找的办法，
uint8_t intsetfind(intset *is, int64_t value) { // 获得目标值的编码 uint8_t valenc = _intsetvalueencoding(value); // 只有目标值的编码比当前编码小，才继续执行查找过程 return valenc <= intrev32ifbe(is->encoding) && intsetsearch(is,value,null); }// 如果找到这个元素，返回1，同时pos表示这个值在整数集合里边的位置 // 如果没有找到这个元素，返回0， 同时pos表示这个值可以插入的位置 static uint8_t intsetsearch(intset *is, int64_t value, uint32_t *pos) { int min = 0, max = intrev32ifbe(is->length)-1, mid = -1; int64_t cur = -1; /* the value can never be found when the set is empty */ // 如果集合的长度为0， 直接返回0 if (intrev32ifbe(is->length) == 0) { if (pos) *pos = 0; return 0; } else { /* check for the case where we know we cannot find the value, * but do know the insert position. */ // 如果目标值大于当前最大值，肯定找不到，返回0， 同时待插入的位置pos为length if (value > _intsetget(is,intrev32ifbe(is->length)-1)) { if (pos) *pos = intrev32ifbe(is->length); return 0; } else if (value < _intsetget(is,0)) { // 如果目标址小于当前最小值，返回0， 同时待插入的位置pos为0 if (pos) *pos = 0; return 0; } } // 二分查找 while(max >= min) { // 得到中间位置 mid = ((unsigned int)min + (unsigned int)max) >> 1; // 得到中间位置的值 cur = _intsetget(is,mid); if (value > cur) { min = mid+1; } else if (value < cur) { max = mid-1; } else { break; } } if (value == cur) { if (pos) *pos = mid; return 1; } else { if (pos) *pos = min; return 0; } }
以上就是redis中整数小集合 的详细内容。