一、字符串操作
1. set命令
1）set命令詳解
- 基本語法與參數
- 命令格式：set key value [ex 秒數]/[px 毫秒數][nx]/[xx]
- 有效期設置：
- ex參數：以秒為單位設置過期時間，如set a 1 ex 10表示10秒有效
- px參數：以毫秒為單位設置過期時間，如set a 1 px 9000表示9秒有效
- 注意事項：
- ex和px不要同時使用，否則以后面的參數為準
- 例如set a 1 ex 100 px 9000實際以9000毫秒為準
- 條件參數nx/xx
- nx(not exist)：
- 僅當key不存在時才執行操作
- 示例：set site www.baidu.com nx，若site已存在則操作無效
- xx(exist)：
- 僅當key存在時才執行操作（相當于修改）
- 示例：set site www.google.com xx，若site不存在則操作無效
- 默認行為：
- 不加參數時：key不存在則創建，存在則修改
- nx(not exist)：
- 有效期沖突處理
- 沖突規則：
- 當ex和px同時指定時，以后面的參數為準
- 示例：set search www.baidu.com ex 10 px 1567實際以1567毫秒為準
- 實際應用：
- 建議只使用一種時間單位（秒或毫秒）
- 毫秒級精度更高，適合需要精確控制的場景
- 相關輔助命令
- ttl命令：查看key剩余生存時間（秒）
- pttl命令：查看key剩余生存時間（毫秒）
- persist命令：移除key的過期時間，使其永久有效
- flushdb命令：清空當前數據庫所有key
- 批量操作命令
- mset命令：一次性設置多個鍵值對
- 示例：mset key1 v1 key2 v2...
- mget命令：一次性獲取多個key的值
- 示例：mget key1 key2...
- mset命令：一次性設置多個鍵值對
2）mset命令
- 批量設置：一次性設置多個鍵值對，語法為mset key1 value1 key2 value2...
- 實例演示：如mset a aman b bold c controller d diamond同時設置四個鍵值
- 效率優勢：相比多次使用set命令，減少網絡往返時間，提升操作效率
- 注意事項：所有鍵值必須成對出現，若參數數量為奇數會報錯
3）mget命令
- 批量獲取：一次性獲取多個鍵的值，語法為mget key1 key2...
- 實例演示：如mget a b c可同時獲取鍵a、b、c對應的值
- 返回值順序：返回值的順序與請求鍵的順序嚴格對應
- 特殊處理：當某個鍵不存在時，返回列表中對應位置顯示(nil)
- 性能對比：與循環執行get命令相比，顯著減少網絡開銷
- 相關字符串操作
- 過期時間設置：
- ex參數設置秒級過期（如set a 1 ex 10）
- px參數設置毫秒級過期（如set a 1 px 9000）
- 同時存在時以后出現的參數為準
- 條件設置：
- nx：僅當鍵不存在時設置（類似setnx）
- xx：僅當鍵存在時設置
- 字符串修改：
- setrange key offset value：從指定偏移量開始修改字符串
- 偏移量超長時自動用0x00填充（如setrange greet 6 !）
4）setrange命令
- 基本功能
- 命令格式: setrange key offset value
- 核心作用: 修改字符串中指定偏移位置的字節內容
- 操作原理: 從字符串的offset偏移位置開始，用value值進行覆蓋替換
- 基礎示例
- 示例演示:
- 偏移規則: 字符串偏移量從0開始計算，如"hello"中h=0，e=1，l=2...
- 邊界情況處理
- 超長偏移處理: 當offset超過原字符串長度時，中間空缺部分會自動用
0x000x000x00
填充 - 填充示例:
- 內存變化: 命令返回值為修改后的字符串總長度
- 實戰案例
- 應用場景: 可用于實現文字游戲功能
- 案例演示:
- 注意事項: 替換內容長度可以與原內容不同，但會影響最終字符串長度
- 特殊字符處理
- 空位填充: 偏移量超過字符串長度時，中間空位會顯示為
0x000x000x00
- 顯示效果: 在Redis客戶端中會直接顯示為\x00字符
- 內存占用: 這些填充字符會占用實際存儲空間
5）append命令
- 功能描述: 將指定value追加到key的原值末尾
- 語法格式: append key value
- 操作示例:
- 原值"he11o\x00!"執行append word @@后變為"he11o\x00!@@"
- 演示了在字符串尾部追加內容的實際效果
- 特點:
- 操作簡單直接，類似字符串拼接
- 會修改原始鍵值對內容
- 返回值為操作后字符串的總長度
6）getrange命令
- 功能描述: 獲取字符串中指定范圍的子串
- 語法格式: getrange key start stop
- 下標規則:
- 左數從0開始，右數從-1開始
- 示例：getrange title 0 3返回"chin"
- 示例：getrange title 1 -2返回"hines"
- 邊界情況:
- 當
start>=lengthstart >= lengthstart>=length
時返回空字符串 - 當
stop>=lengthstop >= lengthstop>=length
時截取至字符串結尾 - 當start位置在stop右邊時返回空字符串
- 當
- 注意事項:
- 范圍包含start和stop位置字符
- 支持正負索引混合使用
7）getset命令
- 功能描述: 獲取舊值并設置新值
- 語法格式: getset key newvalue
- 特點:
- 原子性操作，保證線程安全
- 返回值為修改前的舊值
- 示例：set cnt 0后執行getset會返回0
- 使用場景:
- 需要獲取當前值并更新的場景
- 計數器等需要原子操作的場景
8）setrange命令
- 功能描述: 從指定位置開始修改字符串內容
- 語法格式: setrange key offset value
- 操作示例:
- setrange word 2 ??將"he11o"修改為"he??o"
- setrange word 6 !在超出位置填充空字節后添加字符
- 特點:
- 可以覆蓋原有內容
- 當offset超過原字符串長度時用空字節(
\x00\x00\x00
)填充 - 返回值為修改后字符串的總長度
- 與append區別:
- setrange可指定修改位置
- append只能在末尾追加
9）getrange命令
- 基本語法: getrange key start stop
- 作用: 獲取字符串中
[start,stop][start,stop][start,stop]
范圍的子串 - 下標規則:
- 左數從
000
開始 - 右數從
?1-1?1
開始（倒數第一個字符）
- 左數從
- getrange命令使用示例
- 正向索引示例:
- set title 'chinese'后
- getrange title 0 3返回"chin"
- 解釋: 包含第0到第3個字符（含兩端）
- 反向索引示例:
- getrange title 1 -2返回"hines"
- 應用場景: 如處理動詞時去掉"ing"后綴
- 例：getrange status 0 -4可取出"work"（原詞為"working"）
- 正向索引示例:
- 特殊情況處理
- 邊界條件:
- 空字符串情況:
- 當
start≥lengthstart \geq lengthstart≥length
（超出字符串長度） - 當
startstartstart
在stopstopstop
右邊（如start=6start=6start=6
,stop=3stop=3stop=3
）
- 當
- 截斷處理:
- 當
stop≥lengthstop \geq lengthstop≥length
時自動截取至字符串結尾
- 當
- 空字符串情況:
- 記憶要點:
- 范圍包含兩端字符（閉區間）
- 反向索引時
?1-1?1
表示最后一個字符 - 無效范圍返回空字符串而非報錯
- 相關命令:
- getset key newvalue: 獲取舊值并設置新值
- 示例：計數器場景中getset cnt 1返回"0"并更新值為1
- 邊界條件:
10）getset命令
- 功能特點：同時執行獲取舊值和設置新值兩個操作，原子性保證數據一致性
- 典型應用：狀態更新場景（如睡眠->起床->工作狀態變更）
- 返回值說明：返回的是被替換前的舊值
- 操作示例：
- 效率優勢：相比先get再set的兩步操作，減少網絡往返時間
11）incr和decr命令
- incr和decr的基本操作
- 基礎功能：
- incr key：將key存儲的值加1，返回增加后的值
- decr key：將key存儲的值減1，返回減少后的值
- 特殊處理：
- 不存在的key會被當作0處理后再執行操作
- 數值范圍限制為64位有符號整數
- 操作示例：
- 基礎功能：
- 應用場景：秒殺和搶票設計
- 設計原理：利用內存操作的高性能和原子性特征
- 實現方案：
- 初始化商品數量：set product_count 100000
- 用戶搶購時執行：decr product_count
- 返回值≥0表示搶購成功，<0表示庫存不足
- 優勢分析：
- 避免直接操作關系型數據庫
- 資格確認與實際訂單分離
- 支持高并發請求處理
- 注意事項：需要后續異步處理真實訂單數據
- incrby和decrby命令
- 擴展功能：
- incrby key increment：按指定整數值增加
- decrby key decrement：按指定整數值減少
- incrbyfloat key increment：支持浮點數增量
- 操作示例：
- 使用場景：適用于需要批量調整數值的場景，如積分批量增減、年齡跨年更新等
12）incrby和decrby命令
- 整型增減:
- incrby key number：將鍵值增加指定整數，如incrby age 90將age從2增加到92
- decrby key number：將鍵值減少指定整數，如decrby age 3將age從19減少到16
- 基礎命令incr/decr是增減1的特例，如decr age使20變為19
- 浮點增減:
- incrbyfloat key floatnumber：支持浮點數增量，如incrbyfloat age 3.5使92變為95.5
- 特殊場景：適用于需要半歲概念的場景（如29.5歲），演示中通過incrbyfloat age 0.5實現
13）setbit命令
- 位讀取:
- getbit key offset：獲取值二進制表示的指定位（左起從0編號）
- 示例：字符'A'的二進制中，第1位為1，第2位為0，第7位為1
- 位修改:
- setbit key offset value：設置指定位的值并返回舊值
- 注意事項：
- offset過大會自動填充中間位為0
- 演示中將字符'Q'通過位操作變為'q'（修改第7位）
- 位運算:
- BITOP operation destkey key1 [key2...]：支持AND/OR/NOT/XOR四種位運算
- 特殊限制：NOT操作只能對單個key進行
- 案例：通過bitop or char char lower實現大小寫轉換
14）例題:字母大小寫轉換
- ASCII碼與大小寫轉換原理
- 大小寫ASCII碼差異：大寫字母與小寫字母在ASCII碼表中相差32，例如大寫A是65，小寫a是97。
- 二進制位規律：大寫字母與小寫字母的二進制表示在第5位（從右數第3位）不同，大寫為0，小寫為1。如A(65)是01000001，a(97)是01100001。
- 轉換方法：通過位操作直接加減32即可實現大小寫轉換，比if-else判斷更高效。
- Redis位操作命令
- setbit命令：
- 功能：設置指定偏移量上的二進制位值
- 語法：setbit key offset value
- 返回值：該位上的舊值
- 注意事項：offset過大會自動填充0
- getbit命令：
- 功能：獲取指定偏移量上的二進制位值
- 語法：getbit key offset
- 編號規則：從左從0開始編號
- setbit命令：
- BITOP位運算
- 功能：對多個key進行位運算并將結果保存到目標key
- 支持的運算：AND(與)、OR(或)、NOT(非)、XOR(異或)
- 語法：BITOP operation destkey key1 [key2...]
- 應用場景：可用于批量處理二進制數據，如同時修改多個標志位
- 通用大小寫轉換實現
- 核心思路：利用ASCII碼中大小寫字母固定的32差值
- 優勢：無需逐個字母判斷，通過統一位操作即可完成
- 實現步驟：
- 獲取字符的ASCII碼值
- 通過位操作修改第5位
- 將結果寫回Redis
- 效率對比：比傳統的條件判斷方法更高效，特別適合批量處理
2. setbit命令詳解
- 基本原理：通過修改ASCII碼的二進制位實現大小寫轉換
- 關鍵位：ASCII碼中第2位(偏移量2)決定大小寫，1為小寫，0為大寫
- 操作示例：
- 將字符'A'變為'a'：setbit char 2 1
- 將字符'b'變為'B'：setbit char 2 0
- 獲取字符值：get char
1）例題:設置字符為小寫
- 解題步驟：
- 確定要修改的位偏移量（ASCII碼第2位）
- 使用setbit命令將該位設為1
- 驗證結果使用get命令
- 關鍵點：無論原字符是什么，通過修改第2位都能實現大小寫轉換
1）setbit命令的注意事項
- 參數限制：
- offset最大值為
232?12^{32}-1232?1
（4294967295） - 超過限制會報錯："ERR bit offset is not an integer or out of range"
- offset最大值為
- 自動填充：當offset過大時，中間會自動填充0
- 內存影響：大offset操作會占用大量內存（最大512MB）
- 位操作原理
- 內存計算：
- 最大offset為N時，需要
(N+1)/8(N+1)/8(N+1)/8
個字節 2322^{32}232
位 = 512MB內存
- 最大offset為N時，需要
- 驗證方法：
- 嘗試setbit char 4294967296 1會報錯
- setbit char 4294967295 1可以成功
- 內存計算：
- BITOP命令
- 操作類型：AND、OR、NOT、XOR
- 使用示例：
- bitop or char char lower 將字符轉為小寫
- NOT操作只能對單個key進行
- 注意事項：操作結果會保存到destkey中
3. bitop命令
1）bitop命令介紹
- 基本語法: bitop operation destkey key1 [key2...]
- 操作類型:
- AND: 按位與操作
- OR: 按位或操作
- NOT: 按位非操作（注意：NOT操作只能對單個key執行）
- XOR: 按位異或操作
- 存儲機制: 將操作結果保存到destkey中
- 字符串限制:
- offset最大值為
232?12^{32}-1232?1
- 由此可推出最大字符串長度為512MB
- offset最大值為
2）bitop操作示例
- setbit使用:
- setbit lower 7 0：將lower鍵的第7位設為0
- setbit lower 2 1：將lower鍵的第2位設為1
- get操作驗證:
- get lower：查看設置后的二進制值
- set char Q：設置字符'Q'
- bitop or char char lower：對char和lower執行OR操作后存回char
- 結果驗證：get char返回"q"，說明大小寫轉換成功
3）位操作與字符串變化
- 位操作本質:
- 通過設置特定bit位（如第2位）為1，創建"觸發器鍵"
- OR操作特性：任何值與觸發器OR操作后，對應位必然變為1
- AND操作特性：與特定掩碼AND操作可清除指定位
- 最大偏移量驗證:
- setbit char 4294967295 1：成功設置最大偏移量
- setbit char 4294967296 1：報錯"bit offset out of range"
- 內存計算:
- 最大字符串值計算公式：
232?2?3=512MB2^{32}*2^{-3}=512MB232?2?3=512MB
- 每個字節對應8個bit位
- 最大字符串值計算公式：
4）大小寫轉換操作
- 小寫轉換器:
- setbit lower 2 1：設置第2位為1（ASCII大小寫差異位）
- 任何字符與lower執行OR操作后，對應字母變為小寫
- 示例：'Q'（01010001）OR lower → 'q'（01110001）
- 大寫轉換器:
- 創建特定掩碼（如11011111）
- 通過AND操作清除第5位實現大寫轉換
- 實際應用:
- 注意事項:
- NOT操作只能作用于單個key
- 位操作會直接修改原始值，建議先備份重要數據
- 大偏移量操作可能影響性能，需謹慎使用
二、知識小結
知識點 | 核心內容 | 關鍵參數/用法 | 應用場景 |
SET命令 | 設置字符串類型鍵值 | EX(秒級過期)、PX(毫秒級過期)、NX(僅不存在時設置)、XX(僅存在時更新) | 緩存設置、分布式鎖 |
MSET/MGET | 批量設置/獲取多個鍵值 | 原子性操作多個鍵值對 | 初始化配置、批量數據查詢 |
SETRANGE | 修改字符串指定偏移量內容 | offset(從0開始)、自動用0x00填充空缺 | 字符串局部修改、掩碼處理 |
GETRANGE | 獲取字符串子串 | 支持負偏移量(從-1開始反向計數) | 提取固定格式數據(如文件擴展名) |
APPEND | 字符串追加操作 | 自動擴展原始字符串 | 日志追加、消息隊列 |
INCR/DECR | 原子增減操作 | INCRBY/DECRBY指定步長、INCRBYFLOAT浮點增減 | 計數器、秒殺庫存控制 |
位操作 | 二進制位級別操作 | SETBIT(設置特定位)、BITOP(位運算AND/OR/XOR) | 布隆過濾器、權限位圖 |
GETSET | 獲取舊值并設置新值 | 原子性取值+更新操作 | 狀態機轉換記錄 |
字符串限制 | 最大長度限制 | 通過位偏移推算最大支持512MB字符串 | 大數據存儲場景 |
轉html)
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 D. Unique Palindromes(1900,構造))
