文档：有序集合

有序集合是唯一字符串（成员）的集合，这些字符串通过关联的分数进行排序。当多个字符串具有相同分数时，它们会按字典顺序排序。有序集合的一些用例包括

• 排行榜。例如，您可以使用有序集合轻松维护大型在线游戏中的最高分数排序列表。
• 速率限制器。特别是，您可以使用有序集合构建滑动窗口速率限制器，以防止过多的 API 请求。

您可以将有序集合视为集合（Set）和哈希（Hash）的混合体。与集合类似，有序集合由唯一、不重复的字符串元素组成，因此在某种意义上，有序集合也是一种集合。

然而，集合内部的元素是无序的，而有序集合中的每个元素都关联着一个浮点数值，称为分数（这就是为什么该类型也类似于哈希，因为每个元素都映射到一个值）。

此外，有序集合中的元素是按顺序获取的（因此它们不是按需排序的，顺序是有序集合所用数据结构的一个特点）。它们根据以下规则进行排序：

• 如果 B 和 A 是两个分数不同的元素，那么如果 A 的分数 > B 的分数，则 A > B。
• 如果 B 和 A 的分数完全相同，那么如果字符串 A 在字典顺序上大于字符串 B，则 A > B。B 和 A 的字符串不能相等，因为有序集合只包含唯一元素。

让我们从一个简单的例子开始，我们将添加所有赛车手以及他们在第一场比赛中获得的分数

127.0.0.1:6379> ZADD racer_scores 10 "Norem"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD racer_scores 12 "Castilla"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD racer_scores 8 "Sam-Bodden" 10 "Royce" 6 "Ford" 14 "Prickett"
(integer) 4

如您所见，ZADD 类似于 SADD，但它接受一个额外的参数（放在要添加的元素之前），即分数。ZADD 也是可变参数的，因此您可以自由指定多个分数-值对，即使上述示例中没有使用。

使用有序集合，按出生年份排序的黑客列表很容易返回，因为实际上它们已经排序好了。

实现说明：有序集合是通过包含跳跃表和哈希表的双端口数据结构实现的，因此每次添加元素时，Valkey 都会执行 O(log(N)) 操作。这很好，但是当我们请求排序元素时，Valkey 完全不需要做任何额外工作，它已经排好序了。请注意，ZRANGE 命令的顺序是从低到高，而 ZREVRANGE 命令的顺序是从高到低

127.0.0.1:6379> ZRANGE racer_scores 0 -1
1) "Ford"
2) "Sam-Bodden"
3) "Norem"
4) "Royce"
5) "Castilla"
6) "Prickett"
127.0.0.1:6379> ZREVRANGE racer_scores 0 -1
1) "Prickett"
2) "Castilla"
3) "Royce"
4) "Norem"
5) "Sam-Bodden"
6) "Ford"

注意：0 和 -1 表示从索引 0 到最后一个元素（-1 在这里的作用与 LRANGE 命令中一样）。

也可以使用 WITHSCORES 参数返回分数。

127.0.0.1:6379> ZRANGE racer_scores 0 -1 withscores
 1) "Ford"
 2) "6"
 3) "Sam-Bodden"
 4) "8"
 5) "Norem"
 6) "10"
 7) "Royce"
 8) "10"
 9) "Castilla"
10) "12"
11) "Prickett"
12) "14"

对范围进行操作

有序集合比这更强大。它们可以对范围进行操作。让我们获取所有分数等于或低于 10 分的赛车手。我们使用 ZRANGEBYSCORE 命令来完成此操作

127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE racer_scores -inf 10
1) "Ford"
2) "Sam-Bodden"
3) "Norem"
4) "Royce"

我们要求 Valkey 返回所有分数介于负无穷大和 10 之间的元素（包括两端）。

要删除一个元素，我们只需使用赛车手的名字调用 ZREM。也可以删除一系列元素。让我们删除赛车手 Castilla 以及所有分数严格低于 10 分的赛车手

127.0.0.1:6379> ZREM racer_scores "Castilla"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYSCORE racer_scores -inf 9
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ZRANGE racer_scores 0 -1
1) "Norem"
2) "Royce"
3) "Prickett"

ZREMRANGEBYSCORE 可能不是最好的命令名称，但它非常有用，并返回已删除元素的数量。

为有序集合元素定义的另一个极其有用的操作是获取排名的操作。可以查询一个元素在有序元素集合中的位置。ZREVRANK 命令也可用，用于获取元素按降序排序时的排名。

127.0.0.1:6379> ZRANK racer_scores "Norem"
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ZREVRANK racer_scores "Norem"
(integer) 3

字典序分数

一系列命令允许按字典顺序获取范围，前提是所有有序集合中的元素都插入了相同的分数。元素使用 C 语言的 memcmp 函数进行比较，因此保证没有排序规则，并且每个 Valkey 实例都将返回相同的输出。

用于操作字典序范围的主要命令是 ZRANGEBYLEX、ZREVRANGEBYLEX、ZREMRANGEBYLEX 和 ZLEXCOUNT。

例如，让我们再次添加我们的著名黑客列表，但这次为所有元素使用零分。我们将看到，由于有序集合的排序规则，它们已经按字典顺序排序。使用 ZRANGEBYLEX 我们可以请求字典序范围

127.0.0.1:6379> ZADD racer_scores 0 "Norem" 0 "Sam-Bodden" 0 "Royce" 0 "Castilla" 0 "Prickett" 0 "Ford"
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZRANGE racer_scores 0 -1
1) "Castilla"
2) "Ford"
3) "Norem"
4) "Prickett"
5) "Royce"
6) "Sam-Bodden"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYLEX racer_scores [A [L
1) "Castilla"
2) "Ford"

范围可以是包含的或不包含的（取决于第一个字符），字符串无穷大和负无穷大分别用 + 和 - 字符串指定。有关更多信息，请参阅文档。

此功能很重要，因为它允许我们将有序集合用作通用索引。例如，如果您想按 128 位无符号整数参数索引元素，您所需要做的就是将元素添加到具有相同分数（例如 0）但带有 16 字节前缀的有序集合中，该前缀由大端序的 128 位数字组成。由于大端序的数字在按字典顺序（原始字节顺序）排序时实际上也是按数字顺序排序的，因此您可以在 128 位空间中请求范围，并获取元素的实际值（丢弃前缀）。

更新分数：排行榜

在切换到下一个主题之前，关于有序集合的最后一点说明。有序集合的分数可以随时更新。只需对有序集合中已包含的元素调用 ZADD 即可更新其分数（和位置），时间复杂度为 O(log(N))。因此，当有大量更新时，有序集合是合适的。

由于此特性，一个常见的用例是排行榜。典型的应用是 Facebook 游戏，您结合了按高分排序用户以及获取排名操作的能力，以便显示前 N 名用户以及用户在排行榜中的排名（例如，“您是这里的第 #4932 名最佳分数”）。

示例

• 有两种方式可以使用有序集合表示排行榜。如果我们知道赛车手的新分数，我们可以直接通过 ZADD 命令更新它。然而，如果我们要在一个现有分数上添加分数，我们可以使用 ZINCRBY 命令。

127.0.0.1:6379> ZADD racer_scores 100 "Wood"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD racer_scores 100 "Henshaw"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD racer_scores 150 "Henshaw"
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ZINCRBY racer_scores 50 "Wood"
"150"
127.0.0.1:6379> ZINCRBY racer_scores 50 "Henshaw"
"200"

您会看到，当成员已存在时，ZADD 返回 0（分数被更新），而 ZINCRBY 返回新分数。赛车手 Henshaw 的分数从 100 变为 150（不考虑之前分数），然后又增加了 50 分达到 200。

基本命令

• ZADD 将新成员及其关联分数添加到有序集合中。如果成员已存在，则更新分数。
• ZRANGE 返回有序集合的成员，在给定范围内排序。
• ZRANK 返回给定成员的排名，假设有序集合按升序排列。
• ZREVRANK 返回给定成员的排名，假设有序集合按降序排列。

查看完整的有序集合命令列表。

性能

大多数有序集合操作的时间复杂度为 O(log(n))，其中 n 是成员的数量。

在使用 ZRANGE 命令返回大量结果（例如，数万个或更多）时，需要谨慎。此命令的时间复杂度为 O(log(n) + m)，其中 m 是返回结果的数量。