redis3.0---数据结构---整数集合

简介

 整数集合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。

实现

 整数集合(intset)时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intest 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;

 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。
 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/INTSET_ENC_INT32/INTSET_ENC_INT64，那么contents就是一个int16_t/int32_t/int64_t类型的数组，数组里的每个项都是一个int16_t/int32_t/int64_t类型的整数值。
  

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元素的类型都要长时，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。
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在在正确的位上，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。
3). 将新元素添加到底层数组里面。
 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所有元素进行类型转换，所以向整数集合添加新元素的时间复杂度为O(N)。

升级的好处

提升灵活性

 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类型地整数添加到集合中，而不必担心出现类型错误，这种做法非常灵活。

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，最简单的做法是直接使用int64_t类型的数组作为整数集合的底层实现。但这样，如果添加的都是int16_t类型或者int32_t类型的值，整数都需要使用int64_t类型的空间去保存它们，从而出现浪费内存的情况。
现在这种做法可以尽量节省内存。

降级

 整数集合不支持降级操作，一旦对数组进行了升级，编码就会一致保持升级后的状态。

应用场景

 集合键的底层实现之一。

参考

《Redis设计与实现》