纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！

集合，也是用来保存多个元素的一种数据结构，和之前介绍的列表有所区别：

1. 集合元素不允许重复；列表元素可重复；
2. 集合元素是无序的；列表元素是有序的；

内部编码

集合的内部编码分为两种：intset和hashtable。

（1）整数集合intset

从命名上，我们就可以看出来，intset是整数集合，所以，当集合内元素都是整数的时候，会使用intset作为内部编码，但也是有限制的，限制是什么呢？

# Sets have a special encoding in just one case: when a set is composed
# of just strings that happen to be integers in radix 10 in the range
# of 64 bit signed integers.
# The following configuration setting sets the limit in the size of the
# set in order to use this special memory saving encoding.
set-max-intset-entries 512

简单翻译一下：集合仅在一种情况下，使用特殊的内部编码，即当集合恰好是由64位有符号整数范围内的10进制整数组成时，下边这个配置项是配置intset编码保存的元素的最大个数。翻译过来，也就一目了然了。

typedef struct intset{
	uint32_t encoding;
  uint32_t length;
  int8_t content[];
} intset;

从intset的结构可以看出，底层使用的是一个整数数组实现的。并且有一个length记录长度，所以当获取intset编码的集合的长度时，时间复杂度为O(1)。也许大家注意到，content的类型是int8_t，但实际上content数组并不保存任何int8_t类型的值，真正的类型取决于第一个属性：encoding。如果encoding属性值为INTSET_ENC_INT16，那么，content就是一个int16_t类型的数组数组里的每一项都是int16_t类型的值，同理，content也可能是int32_t、int64_t类型的数组（保存的值得范围不同），这取决于集合存储多大的值。

当我们向一个使用intset编码的集合中添加一个新的整数值时，可能会触发升级操作。这里说的升级指的就是content里元素的升级，简单的说，因为content本身是个数组，只能有一个类型，如果说当前数组的所有元素都是int16_t类型的值，这时向集合中添加一个需要int32_t类型才能保存的值，就会触发升级操作，分为三个步骤进行：1、根据新元素的类型，扩展数组的空间大小，并分配空间；2、将数组内现有所有元素都转换成新元素的类型；3、将新元素添加。这种升级策略好处是满足存储要求的同时节约了内存的使用。虽然，固定使用int64_t类型的数组也能满足要求，但是，一般情况而言，一个集合中的数据应该是相似的，很少出现数据差距如此之大的情况。如果一个集合中的数据值都比较小，int16_t类型完全够用，那么使用int64_t类型就非常的浪费空间。

既然有升级，那是不是有降级操作呢？答案是没有！一旦升级之后，就无法降级了。

（2）哈希表hashtable

关于哈希表，在我介绍哈希类型的文章中介绍过，感兴趣的朋友可以点击文章底部的链接查看。

需要在这里说明的是，因为hashtable本身是键值对结构，而集合中元素只是单一元素，那么集合如何使用hashtable来实现呢？实际上，集合只使用了hashtable的键，也就是说使用hashtable编码的集合，集合元素就是hashtable的键，而其对应的值全都设置为了NULL。

常用命令

集合的命令包括两个方面，集合内命令和集合间命令。

（1）集合内命令

sadd：添加元素命令，可以一次添加多个元素，重复添加元素将被忽略。同时也看到，当集合元素是数值和字符串时，集合的底层编码是不同的。

srem：删除元素命令，可以同时指定多个元素，执行返回的是成功删除的元素的个数；

scard：统计元素个数的命令，返回集合元素个数，时间复杂度为O(1)，因为不管底层编码是intset还是hashtable，结构本身都有变量保存元素个数或者集合长度；

sismember：判断元素是否在集合内的命令，存在返回1不存在返回0；

srandmember：随机返回一个元素的命令，可以指定返回的个数，不指定默认为1；

spop：随机弹出指定个数的元素的命令，不指定个数默认为1个，该命令和srandmember的区别是，spop之后，元素从集合中删除；

smembers：获取集合所有元素的命令，需要注意的是，smembers和哈希的hgetall命令类似，当元素过多时，可能导致服务阻塞，产生性能问题，所以谨慎使用。

（2）集合间命令

集合间命令包含交集、并集、差集，以及将结果生成新集合。

sinter、sunion、sdiff分别返回多个（包含一个）集合的交集、并集、差集，在命令后边+store即可将结果保存在新的集合中。需要注意的是sdiff命令，计算差集时参数的顺序和返回内容有关。

典型应用场景

集合类型最典型的应用就是标签（tag）。大家可能对推荐比较熟悉，推荐的原理就是把推荐的内容分类，当你对分类中的某一种或者某几种感兴趣的时候，推荐系统就会把相同分类的其他内容推荐给你。打标签其实就是分类，比如你对娱乐、体育感兴趣，另一个用户对历史、新闻比较感兴趣，这些兴趣就是标签，有了这些标签，就可以知道哪些人喜好相同，从而增加用户的黏度。

集合还有一个应用场景就是随机抽奖，就是用到spop/srandmember命令，通过随机返回，生成随机数进行抽奖。

Redis基本数据结构之哈希