引言：

整数集合（intset）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。

举个例子，如果我们创建一个只包含五个元素的集合键，并且集合 中的所有元素都是整数值，那么这个集合键的底层实现就会是整数集合

redis> SADD numbers 1 3 5 7 9
(integer) 5
redis> OBJECT ENCODING numbers
"intset"

整数集合

整数集合（intset）是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。

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;

解析：

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（item），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。

length属性记录了整数集合包含的元素数量，也即是contents数组的 长度。

虽然intset结构将contents属性声明为int8_t类型的数组，但实际上 contents数组并不保存任何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，那么contents就是 一个int16_t类型的数组，数组里的每个项都是一个int16_t类型的整数值 （最小值为-32768，最大值为32767）。

·如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT32，那么contents就是 一个int32_t类型的数组，数组里的每个项都是一个int32_t类型的整数值 （最小值为-2147483648，最大值为2147483647）。 ·

如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT64，那么contents就是 一个int64_t类型的数组，数组里的每个项都是一个int64_t类型的整数值 （最小值为-9223372036854775808，最大值为 9223372036854775807）

举例一

 ·encoding属性的值为INTSET_ENC_INT16，表示整数集合的底层实 现为int16_t类型的数组，而集合保存的都是int16_t类型的整数值。

·length属性的值为5，表示整数集合包含五个元素。

·contents数组按从小到大的顺序保存着集合中的五个元素。 ·因为每个集合元素都是int16_t类型的整数值，所以contents数组的 大小等于sizeof（int16_t）*5=16*5=80位

举例二：

 ·encoding属性的值为INTSET_ENC_INT64，表示整数集合的底层实 现为int64_t类型的数组，而数组中保存的都是int64_t类型的整数值。

·length属性的值为4，表示整数集合包含四个元素。

·contents数组按从小到大的顺序保存着集合中的四个元素。 ·因为每个集合元素都是int64_t类型的整数值，所以contents数组的 大小为sizeof（int64_t）*4=64*4=256位。

虽然contents数组保存的四个整数值中，只有-2675256175807981027 是真正需要用int64_t类型来保存的，而其他的1、3、5三个值都可以用 int16_t类型来保存，不过根据整数集合的升级规则，当向一个底层为 int16_t数组的整数集合添加一个int64_t类型的整数值时，整数集合已有 的所有元素都会被转换成int64_t类型，所以contents数组保存的四个整数 值都是int64_t类型的，不仅仅是-2675256175807981027

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 比整数集合现有所有元素的类型都要长时，整数集合需要先进行升级 （upgrade），然后才能将新元素添加到整数集合里面

升级整数集合并添加新元素共分为三步进行：

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到正确的位上，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

举个例子，假设现在有一个INTSET_ENC_INT16编码的整数集合， 集合中包含三个int16_t类型的元素

 因为每个元素都占用16位空间，所以整数集合底层数组的大小为 3*16=48位

 现在，假设我们要将类型为int32_t的整数值65535添加到整数集合 里面，

因为65535的类型int32_t比整数集合当前所有元素的类型都要 长，所以在将65535添加到整数集合之前，程序需要先对整数集合进行 升级。 升级首先要做的是，根据新类型的长度，以及集合元素的数量（包 括要添加的新元素在内），对底层数组进行空间重分配。

整数集合目前有三个元素，再加上新元素65535，整数集合需要分 配四个元素的空间，因为每个int32_t整数值需要占用32位空间，所以在 空间重分配之后，底层数组的大小将是32*4=128位，。

下图所示 虽然程序对底层数组进行了空间重分配，但数组原有的三个元素1、2、3 仍然是int16_t类型，这些元素还保存在数组的前48位里面，所以程序接 下来要做的就是将这三个元素转换成int32_t类型，并将转换后的元素放 置到正确的位上面，而且在放置元素的过程中，需要维持底层数组的有 序性质不变

 首先，因为元素3在1、2、3、65535四个元素中排名第三，所以它 将被移动到contents数组的索引2位置上，也即是数组64位至95位的空间内

 接着，因为元素2在1、2、3、65535四个元素中排名第二，所以它 将被移动到contents数组的索引1位置上，也即是数组的32位至63位的空 间内

 之后，因为元素1在1、2、3、65535四个元素中排名第一，所以它 将被移动到contents数组的索引0位置上，即数组的0位至31位的空间内

 然后，因为元素65535在1、2、3、65535四个元素中排名第四，所 以它将被添加到contents数组的索引3位置上，也即是数组的96位至127 位的空间内

 最后，程序将整数集合encoding属性的值从INTSET_ENC_INT16改 为INTSET_ENC_INT32，并将length属性的值从3改为4，设置完成之后 的整数集合

 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）

优点：

1.提升灵活性：

因为C语言是静态类型语言，为了避免类型错误，我们通常不会将 两种不同类型的值放在同一个数据结构里面

2.节约内存

当然，要让一个数组可以同时保存int16_t、int32_t、int64_t三种类 型的值，最简单的做法就是直接使用int64_t类型的数组作为整数集合的 底层实现。不过这样一来，即使添加到整数集合里面的都是int16_t类型 或者int32_t类型的值，数组都需要使用int64_t类型的空间去保存它们， 从而出现浪费内存的情况。

而整数集合现在的做法既可以让集合能同时保存三种不同类型的 值，又可以确保升级操作只会在有需要的时候进行，这可以尽量节省内 存

降级

整数集合不支持降级操作，一旦对数组进行了升级，编码就会一直 保持升级后的状态

举个例子，对于下图所示的整数集合来说，即使我们将集合里唯 一一个真正需要使用int64_t类型来保存的元素4294967295删除了，整数 集合的编码仍然会维持INTSET_ENC_INT64，底层数组也仍然会是 int64_t类型的

删除之后