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Redis實現(xiàn)負索引的創(chuàng)新應(yīng)用
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Redis是一種高性能的鍵值對存儲系統(tǒng)，既支持字符串、列表、哈希、集合、有序集合等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于正整數(shù)的索引類型，而對負整數(shù)的處理有所欠缺。不過，Redis通過創(chuàng)新性地實現(xiàn)了負索引，實現(xiàn)了在負整數(shù)值和正整數(shù)值之間進行相互轉(zhuǎn)換的功能。本文將介紹Redis實現(xiàn)負索引的創(chuàng)新應(yīng)用，以及代碼實現(xiàn)。
一般情況下，正索引是Redis提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中最基本的一種類型。在使用Redis過程中，如獲取字符串的某個字符、列表中的某個元素等，我們常常需要用到正整數(shù)類型的索引。例如：
$redis->set('str', 'abcdefg');
$redis->getrange('str', 1, 3); //返回bcd
此處，getrange()方法需要使用Redis字符串結(jié)構(gòu)中從1到3的索引范圍來獲取子串。
然而，負索引對于某些應(yīng)用場景卻是非常有用的。對于字符串，我們可以用負索引來獲取其最后幾個字符。比如，
$redis->getrange('str', -3, -1); //返回efg
至此，我們已經(jīng)成功地用負索引提取出了字符串結(jié)構(gòu)中的最后三個字符。可以看出，負索引的使用是非常靈活和方便的，為應(yīng)用程序提供了更大的便捷性。
此外，在處理列表數(shù)據(jù)類型時，應(yīng)用負索引也同樣是非常有用的。常常我們需要在列表中獲取最后一個元素，此時我們可以借助于Redis的負索引來實現(xiàn)：
$redis->rpush('mylist', 'Hello', 'World', 'Asia', 'Europe', 'Africa');
$redis->lindex('mylist', -1); //返回Africa
上面的代碼利用了右側(cè)推入的方式，向列表中添加了元素。而lindex()方法則根據(jù)負索引從右往左獲取了列表中的最后一個元素。
其實，負索引并不是Redis針對新場景所創(chuàng)新的，類似的例子在Python和其他腳本語言中也有應(yīng)用。但是，Redis利用負索引來擴展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中索引的應(yīng)用范圍，還是一個非常值得探究的創(chuàng)新點。
底層實現(xiàn)
Redis如何實現(xiàn)負索引呢？通過分析源代碼可以發(fā)現(xiàn)，Redis之所以能夠創(chuàng)新性地實現(xiàn)負索引，其根本原因在于底層實現(xiàn)特殊編碼。
在字符串結(jié)構(gòu)中，如下圖所示，Redis為了節(jié)約空間，一個字符僅占用一個字節(jié)。此外，Redis在處理字符串結(jié)構(gòu)索引時，采取了較為簡單的下標方式?？梢园l(fā)現(xiàn)，Redis通過從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的尾部開始，將負整數(shù)值加上所對應(yīng)的最大正整數(shù)值，得到最終的正索引值。負整數(shù)值和正整數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系定義如下：
正整數(shù)值 = （當前最大正整數(shù)+1）+負整數(shù)值
結(jié)合上述的負索引實現(xiàn)方式，可以舉個例子：
$max = 4; //假設(shè)當前正整數(shù)最大值為4
$index = -2; //請求負索引-2
//計算得到實際的正索引值為3
$real_index = $max + 1 + $index; //等價于5 + (-2) = 3
//從緩存中獲取鍵值對，并提取子串
$str = $redis->get('key');
$substr = substr($str, $real_index, 3);
如上述代碼所示，我們可以根據(jù)實際應(yīng)用的場景，將負整數(shù)值轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的正整數(shù)值進行使用。
結(jié)語
Redis利用自身特有的鍵值存儲的優(yōu)勢，通過創(chuàng)新地實現(xiàn)負索引，為應(yīng)用程序提供了更多的便利性。在常規(guī)的應(yīng)用場景中，負索引功不可沒。在適量應(yīng)用負索引的同時，我們也需要注意負索引的使用方法，避免潛在的安全隱患。
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當前標題：Redis實現(xiàn)負索引的創(chuàng)新應(yīng)用（redis負索引）
標題鏈接：http://m.fisionsoft.com.cn/article/cohshdg.html
