【Redis】Redis中5种基础数据结构以及相应的命令行和Python数据操作

本文主要介绍了Redis中5种基本的数据结构，以及相应的数据操作命令。

Redis基本数据结构

Redis是键值对(Key-Value)存储的非关系型数据库，存储形式可以类比Python中的字典。

其中，键的类型是字符串，而值的类型常见的有以下5种：

• 字符串(String)
• 哈希(Hash)
• 列表(List)
• 集合(Set)
• 有序集合(Sorted Set)

数据库操作命令

在介绍5种基本数据结构之前，先简单了解一下Redis数据库的基本操作。

安装配置好的Redis，默认是有16个数据库的，而且，这16个数据库的名称是由0-15命名的，我们可以通过以下命令进行查询数据库数量：

CONFIG GET databases

默认情况下，我们选中的是0 数据库，可以通过以下命令进行切换：

SELECT db

可以看到，我们成功切换到1数据库：

Python连接Redis数据库

讲完Redis数据库的简单操作，我们先讲解一下如何通过Python连接Redis数据库，方便后面对命令行操作Redis和Python操作Redis进行对比。

Pyton连接Redis服务也非常简单，只需要通过redis.StrictRedis方法即可：

import redis

# 如果有设置redis密码，那么在连接时则需要传入"password"参数
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=1)

可以看到，我们不仅成功的连接上了Redis，同时还选择了1数据库：

接下来我们开始介绍Redis的5种基本数据结构。

String 字符串

简介

字符串的特性：

• string是redis最基本的类型；
• 最大能存储512MB的数据；
• string类型是二进制安全的，即可以为任何数据，比如数字、图片、序列化对象等。

数据操作

新增(插入数据)

设置键值：

SET key value

设置key=name, value="data"：

同时设置多个键值：

MSET key value [key value ...]

设置k1:v1, k2:v2, k3:v3共3对键值对：

查询

接下来查询一下刚刚新增的数据。

根据键获取值：

GET key

如果不存在此键则返回nil：

同时根据多个键获取多个值:

MGET key [key ...]

更新

追加值（在字符串后面增加）：

APPEND key value

往刚刚名称为name的key后面添加字符串，并查询修改结果：

GETSET：获取旧值并设置新值。

GETSET命令就像GET命令和SET命令的组合版本，GETSET首先获取字符串键目前已有的值，接着为键设置新值，最后把之前获取到的旧值返回给用户：

GETSET key new_value

把“12”替换成“123”：

运算

前提要求：值是数字的才可以进行运算操作。

将key对应的value加1:

INCR key

将key对应的value加整数increment:

INCRBY key increment

先设置number=1，然后再分别+1，+10：

将key对应的value减1:

DECR key

将key对应的value减整数decrement:

DECRBY key decrement

操作同加法，不再进行演示。

其他操作

获取字符串值的字节长度:

STRLEN key

查询刚刚修改后的number的值的长度：

Python操作

新增和查询键值对：

r.set("number", 123)  # 新增键值对
r.get("number")  # 查询键

Output:

b'123'

多键值对的同时操作：

r.mset({"k1": 1, "k2": "2"})  # 注意：多对键值对需要以字典形式传入
r.mget(["k1", "k2"])

Output:

[b'1', b'2']

键命令

主要介绍跟键key相关的一些常用命令。

查找键，参数支持正则：

KEYS pattern

判断键是否存在，如果存在返回1，不存在返回0：

EXISTS key [key ...]

查看键对应的value的类型：

TYPE key

可以看到，number虽然是可以进行运算的，但是实际上还是以“string”形式进行存储的：

删除键及对应的值：

DEL key [key ...]

删除k1及对应的值：

设置键值对的过期时间（以秒为单位）：

创建时没有设置过期时间则一直存在，直到使用DEL移除。

EXPIRE key seconds

查看有效时间(以秒为单位):

TTL key

Hash 哈希/散列

简介

Hash用于存储对象，对象的格式为键值对，可以类比为Pyton中的字典嵌套字典。

数据操作

新增(插入数据)

同时设置一个或多个属性：

HSET key field value [field value ...]


# 可以理解为下面这种结构
key: {
  field: value
}

查询

获取一个属性的值：

HGET key field

获取多个属性的值：

HMGET key field [field ...]

注意这里的查询和string类型不同，需要具体到属性名：

获取所有属性：

HKEYS key

获取所有值：

HVALS key

获取所有属性和对应值：

HGETALL key

获取属性的个数：

HLEN key

获取属性的长度：

HLEN key

判断属性是否存在：

HEXISTS key field

删除

删除属性及对应值：

HDEL key field [field ...]

Python操作

# 一次设置多个属性
r.hset('student', mapping={"name": "xiaoming", "age": 18})

# 一次查询一个属性
r.hget('student', 'name')

# 一次查询多个属性
r.hmget('student', ['name', 'age'])

List 列表

简介

列表特性：

• 列表的元素类型为string；
• 按照插入顺序排序；
• 可在列表的头部或者尾部添加元素。

数据操作

新增

插入数据：

# 在头部(左边)插入数据
LPUSH key value [value ...]

# 在尾部(右边)插入数据
RPUSH key value [value ...]

注意最终列表元素的顺序，LPUSH越晚插入的排在越前面：

在一个元素的前|后插入新元素：

LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value

在s1前面插入s0：

设置指定索引的元素值：

说明：索引从0开始，负数表示从尾部开始。

LSET key index value

把索引0位置的元素替换为“s5”：

查询

返回存储在 key 的列表里指定范围内的元素：

LRANGE key start stop

-1表示最后一位元素，所以0 -1表示获取所有元素，这一点和Python的列表一样。

返回列表里索引对应的元素：

LINDEX key index

返回存储在 key 里的list的长度：

LLEN key

更新

裁剪列表，改为原集合的一个子集，相当于Python中列表进行了切片和重新赋值两个操作：

LTRIM key start stop

删除

移除第一个元素：

# 移除并且返回 key 对应的 list 的第一个元素（左边第一个元素）
LPOP key

# 移除并返回存于 key 的 list 的最后一个元素（右边第一个元素）
RPOP key

移除所有元素：

说明：只要start的数值比end的数值大即可，且要求数值都为正数。

LTRIM key 1 0

Python操作

从左边插入一个元素：

r.lpush("list0", "s1")
r.lrange("list0", 0, -1)

Output：

[b's1']

从右边插入一个元素：

r.rpush("list0", "s2")
r.lrange("list0", 0, -1)

Output：

[b's1', b's2']

Set 无序集合

简介

Set的特性：

• 没有顺序；
• 元素为string类型；
• 元素具有唯一性，不重复（这一点类似Python的set）。

数据操作

新增

添加元素：

SADD key member [member ...]

查询

返回集合所有的元素：

SMEMBERS key

返回集合元素个数(长度)：

SCARD key

计算

先准备好两个集合：

# set0
("s1", "s2")

# set1
("s2", "s3", "s4")

交集：

SINTER key [key ...]

差集：

SDIFF key [key ...]

并集：

SUNION key [key ...]

判断元素是否在集合中：

SISMEMBER key member

Python操作

添加元素：

r.sadd("set0", "s1", "s2")
r.smembers("set0")

Output：

{b's1', b's2'}

计算集合：

r.sinter("set0", "set1")  # 交集
r.sdiff("set0", "set1")  # 差集
r.sunion("set0", "set1")  # 并集

Sorted Set 有序集合

简介

Sorted Set的特性：

• 元素为string类型；
• 元素具有唯一性，不重复；
• 元素之间有序，每个元素都会关联一个double类型的score，表示权重，通过权重将元素从小到大排序，不同元素之间的权重可以相同。

数据操作

新增

添加（score参数表示顺序，数字越小，排名越前）：

ZADD key score member [score member ...]

查询

返回指定范围内的元素：

# 增加 [WITHSCORES] 参数能同时显示权重和元素
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

新增zset0并且查询所有元素，同时插入两个score相同的a和b，可以看到成功的插入了3个元素：

返回元素个数：

ZCARD key

返回有序集key中，score值在min和max之间的成员个数：

ZCOUNT key min max

返回有序集key中，指定成员member的score值:

ZSCORE key member

Python操作

和命令行输入的命令相同，新增一个有序集合，并进行查询：

# 插入元素以字典形式表示，key对应元素，value对应score
r.zadd("zset0", {"a": 1, "b": 1, "c": 2})
r.zrange("zset0", 0, -1, withscores=True)

Output:

[(b'a', 1.0), (b'b', 1.0), (b'c', 2.0)]

小结

至此，Redis中最基础的数据结构我们已经介绍完毕，最后总结一下文章介绍的所有内容：

• 常用键命令；
• Python连接和操作Redis数据库；
• 5种基本的数据结构：字符串、哈希、列表、无序集合和有序集合，及其相应的数据操作命令。