前言

本文是总结详细请看下列：

引言

数据结构

什么是结构

结构是指在一个系统或者材料之中，互相关联的元素的排列、组织。结构按类别可分为等级结构
（有层次的一对多）、网格结构（多对多）、晶格结构（临近的个体互相连接）等。

什么是数据结构

相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，包括逻辑结构和物理结构。定义了计算机存储、组织数据的方式

逻辑结构

逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系，它独立于数据在计算机的存储方式，可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型

逻辑结构又分为：线性结构（有且只有一个开始结点和终端结点；所有结点最多只有一个直接前驱和一个直接后继），非线性结构（对应于线性结构，非线性结构每个结点可以有不止一个直接前驱和直接后继）

线性结构：数组、链表、栈、队列 …
非线性结构：集合、树、图…

物理结构

物理结构也称存储结构，是逻辑结构用计算机语言的实现，它依赖于计算机语言。
数据的存储结构主要有：顺序存储、链式存储、索引存储、散列存储。
在具体实现存储时，可以选择在内存里开辟连续内存空间或不连续的内存空间，也可以混搭成更复杂的存储方式

顺序存储：存储的物理位置通常情况是连续分布的
链接存储：存储的物理位置未必连续，看实现方式，通过记录相邻元素的物理位置来找到相邻元素
索引存储：类似于树状目录，存储形式看实现方式
散列存储：通过关键字直接计算出元素的物理地址。存储形式看实现方式

数据类型

数据结构：相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，包括逻辑结构和物理结构
数据类型：一个值的集合以及定义在这个值集合上的一组操作（增删改查读写…）的总称

数据类型和数据结构其实是所属关系

据类型有两种，是按照定义中“值的集合”来区分的。一、“值的集合”是数据结构，“数据结构”的集合和在该集合上的一组操作叫做结构类型。二、“值的集合”是基本的原子类型（int、double、char、byte、boolean、指针类型、空类型 …）再加上在该值集合上的操作就是原子类型

总之，数据结构是一种“值的集合”，这种值的集合+值集合上的操作 = 结构类型，而结构类型是数据类型中的一种。

举例redis

string（字符串）

redis的string数据类型由SDS数据结构+API组成

1）常数复杂度获取字符串长度。0(1)

存在一个len的结构成员

2）杜绝缓冲区溢出。

当SDS API需要对SDS进行修改时，API会先检查SDS的空间是否满足修改所需的要求，如果不满足的话，API会自动将SDS的空间扩展至执行修改所需的大小，然后才执行实际的修改操作，所以使用 SDS既不需要手动修改SDS的空间大小

3）减少修改字符串长度时所需的内存重分配次数。

1.空间预分配

如果对SDS进行修改之后，SDS的长度（也即是len属性的值）将小于1MB，那么程序分配和len属性同样大小的未使用空间，这时SDS len属性的值将和free属性的值相同。

举个例子，如果进行修改之后， SDS的len将变成13字节，那么程序也会分配13字节的未使用空间，SDS 的buf数组的实际长度将变成13+13+1=27字节（额外的一字节用于保存空字符）。

·如果对SDS进行修改之后，SDS的长度将大于等于1MB，那么程序会分配1MB的未使用空间。举个例子，如果进行修改之后，SDS的len将变成30MB，那么程序会分配1MB的未使用空间，SDS的buf数组的实际长度将为30MB+1MB+1byte

4）二进制安全。

通过len来判断是否完结杜绝“/0″的可能

5）兼容部分C字符串函数

hash（哈希）

hash=字典+压缩列表+API

字典重点：

字典被广泛用于实现Redis的各种功能，其中包括数据库和哈希键。 ·

Redis中的字典使用哈希表作为底层实现，每个字典带有两个哈希表，一个平时使用，另一个仅在进行rehash时使用。

·当字典被用作数据库的底层实现，或者哈希键的底层实现时， Redis使用MurmurHash2算法来计算键的哈希值。

·哈希表使用链地址法来解决键冲突，被分配到同一个索引上的多个键值对会连接成一个单向链表。

在对哈希表进行扩展或者收缩操作时，程序需要将现有哈希表包含的所有键值对rehash到新哈希表里面，并且这个rehash过程并不是一次性地完成的，而是渐进式地完成的。

压缩列表：

压缩列表是一种为节约内存而开发的顺序型数据结构。

·压缩列表被用作列表键和哈希键的底层实现之一。

·压缩列表可以包含多个节点，每个节点可以保存一个字节数组或者整数值。

·添加新节点到压缩列表，或者从压缩列表中删除节点，可能会引发连锁更新操作，但这种操作出现的几率并不高

list（列表）

list=list+ziplist

链表被广泛用于实现Redis的各种功能，比如列表键、发布与订阅、慢查询、监视器等。

·每个链表节点由一个listNode结构来表示，每个节点都有一个指向前置节点和后置节点的指针，所以Redis的链表实现是双端链表。

·每个链表使用一个list结构来表示，这个结构带有表头节点指针、表尾节点指针，以及链表长度等信息。

·因为链表表头节点的前置节点和表尾节点的后置节点都指向 NULL，所以Redis的链表实现是无环链表。

·通过为链表设置不同的类型特定函数，Redis的链表可以用于保存各种不同类型的值

set（集合）

set=整数集合+API

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，这个数组以有序、无重复的方式保存集合元素，在有需要时，程序会根据新添加元素的类型，改变这个数组的类型。

·升级操作为整数集合带来了操作上的灵活性，并且尽可能地节约了内存。 ·整数集合只支持升级操作，不支持降级操作。

sort set （有序集合）

sortset=跳跃表+API

跳跃表

·跳跃表是有序集合的底层实现之一。

·Redis的跳跃表实现由zskiplist和zskiplistNode两个结构组成，其中 zskiplist用于保存跳跃表信息（比如表头节点、表尾节点、长度），而 zskiplistNode则用于表示跳跃表节点。

·每个跳跃表节点的层高都是1至32之间的随机数。

·在同一个跳跃表中，多个节点可以包含相同的分值，但每个节点的成员对象必须是唯一的。 ·跳跃表中的节点按照分值大小进行排序，当分值相同时，节点按照成员对象的大小进行排序

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/129597.html

关于redis的基本数据结构总结

前言

引言

数据结构

数据类型

举例redis

string（字符串）

hash（哈希）

hash=字典+压缩列表+API

list（列表）

set（集合）

sort set （有序集合）

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关于redis的基本数据结构总结

前言

引言

数据结构

数据类型

举例redis

string（字符串）

hash（哈希）

hash=字典+压缩列表+API

list（列表）

set（集合）

sort set （有序集合）

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