redis 整数集合底层实现

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，并且这个集合数量不多时，redis会使用整数键作为集合键的底层实现。

整数集合是redis用于保存数值的数据结构，可以保存类型 int16_t,int32_t,int64_t的整数值，并且保证集合中不会出现重复元素。

typedef struct intset{
    // 编码方式
    uint32_t encoding;
    //集合中包含的元素数量
    uint32_t length;
    //保存元素的数组
    int8_t contents;
    
} intset;

• contents 是整数集合中的底层实现，各个数组中按值的大小从小到大排列，并且无重复。

• length 属性记录了整数集合包含的元素数量

• contents属性声明为 int8_t类型的数组，但实际上数组并不保存int8_t 的值，contents数组真正类型是取决于encoding的值

  • encoding 值为intset_enc_int16 则contents是int16_t 类型的数组（- 32768,32767）

  • encoding 的值为 intset_enc_int32 则contents是int32_t类型的数组（-2147483648,2147483647）

  • encoding 的值为 intset_enc_int64 则contents是int64_t类型的数组（-922372 036 854 775 808，-922372 036 854 775 807）

每当我们要将一个新元素添加到整数集合中，并且新元素的类型都比整数集合现有所有元素类型都要长时，整数集合需要先进行升级，然后才能将新元素添加到集合里面。

• 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，而且在放置元素上时，需要维持数组有序性质不变。
• 将新元素添加到底层数组里面。

由于每次升级都需要对底层数组中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）

​ 升级好处

提高整数集合的灵活性，尽可能节约内存

• 为了避免类型错误，不会将两种不同的类型放到一个数据结构中

• 节约内存：让一个数组可以同时保存int16_t,int32_t,int64_t类型数据，最简单做法是使用int64_t 类型，会导致浪费内存的情况

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。

• 整数集合是集合键的底层实现之一
• 整数集合的底层实现为数组，这个数组是以有序，无重复的方式保存了集合元素。
• 升级带来操作上的灵活性，并可能的节约了内存
• 整数集合只支持升级操作，不支持降级操作