我們繼續接著上一篇部落格，今天來看看記憶體對映資料結構。

　　上篇我們講了內部資料結構，雖然內部資料結構非常強大，但是建立一系列完整的資料結構本身也是一件相當耗費時間的工作，當一個物件包含的元素數量並不多，或者元素本身的體積並不大時，使用代價高昂的內部資料結構並不是最好的辦法。因此我們會用記憶體對映資料結構來代替內部資料結構。

　　記憶體對映資料結構是一系列經過特殊編碼的位元組序列，建立他們所消耗的記憶體通常比作用類似的內部資料結構要少得多，如果使用得當，記憶體對映資料結構可以為使用者節省大量的記憶體。不過，記憶體對映資料結構的編碼和操作方式要比內部資料結構複雜的多，所以記憶體對映資料結構所佔用的CPU時間會比作用類似的內部結構要多。

2.1整數集合

　　整數集合（intset）用於有序、無重複地儲存多個整數值，他會根據元素的值，自動選擇該用什麼長度的整數型別來儲存元素。

　　2.1.1 整數集合的應用

　　intset是集合鍵的底層實現之一，如果一個集合滿足：

　　* 值儲存著整數元素；

　　* 元素的數量不多；

　　那麼就會使用intset來儲存集合元素。

　　2.1.2 資料結構和主要操作

typedef struct intset {
// 儲存元素所使用的型別的長度
uint32_t encoding;
// 元素個數
uint32_t length;
// 儲存元素的陣列
int8_t contents[];
} intset;
 
　

　　encoding 的值可以是以下三個常量的其中一個（定義位於intset.c ）：
　　　　#define INTSET_ENC_INT16 (sizeof(int16_t))
　　　　#define INTSET_ENC_INT32 (sizeof(int32_t))
　　　　#define INTSET_ENC_INT64 (sizeof(int64_t))

　　contents陣列是實際儲存元素的地方，陣列有一下兩個特性：

　　* 沒有重複元素；

　　* 從小到大排序；

　　contents的 int8_t型別只是作為一個佔位符使用，intset不使用int8_t型別儲存任何元素。新增元素預設的encoding是int16_t,當新增的新元素不適合於當前intset的編碼型別時，intset集合將會進行升級。

　　2.1.3 小結

　　* intset用於有序、無重複的儲存多個整數值。他會根據元素的值，自動選擇該用什麼長度的整數型別來儲存元素；

　　* 當一個位長度更長的整數值新增到intset時，需要對intset進行升級，新intset中的每個元素的位長度都等於新新增值的位長度，但原有元素的值不變；

　　* 升級會引起整個intset進行記憶體重分配，並移動集合中的所有元素，這個操作的複雜度為O(N);

　　* intset只支援升級，不支援降級；

　　* intset是有序的，程式使用二分法查詢演算法來實現查詢操作，複雜度為O(lgN)；

2.2 壓縮列表 

　　ziplist 是由一系列特殊編碼的記憶體塊構成的列表，一個ziplist 可以包含多個節點（entry），每個節點可以儲存一個長度受限的字元陣列（不以\0結尾的char陣列）或者整數，包括：　　

　　• 字元陣列
　　– 長度小於等於63 （26 - 1）位元組的字元陣列
　　– 長度小於等於16383 （214 - 1）位元組的字元陣列
　　– 長度小於等於4294967295 （232 - 1）位元組的字元陣列
　　• 整數
　　– 4 位長，介於0 至12 之間的無符號整數
　　– 1 位元組長，有符號整數
　　– 3 位元組長，有符號整數
　　– int16_t 型別整數
　　– int32_t 型別整數
　　– int64_t 型別整數

　　因為ziplist節約記憶體的性質，它被雜湊鍵、列表建和有序集合鍵作為初始化的底層實現來使用。

　　2.2.1 ziplist的結構：

　　因為ziplist header 部分的長度總是固定的（4 位元組+ 4 位元組+ 2 位元組），因此將指標移動到表頭節點的複雜度為常數時間；除此之外，因為表尾節點的地址可以通過zltail 計算得出，因此將指標移動到表尾節點的複雜度也為常數時間。　　

　　因為ziplist 由連續的記憶體塊構成，在最壞情況下，當ziplistPush 、ziplistDelete 這類對節點進行增加或刪除的函式之後，程式需要執行一種稱為連鎖更新的動作來維持ziplist 結構本身的性質，所以這些函式的最壞複雜度都為O(N2) 。不過，因為這種最壞情況出現的概率並不高，所以大可以放心使用ziplist ，而不必太擔心出現最壞情況。

 　　2.2.2 節點的構成：

　　pre_entry_length:記錄了前一個節點的長度，通過這個值，可以進行指標計算，從而跳轉到上一個節點。（注：若前一個節點的長度小於254位元組，則使用一個位元組儲存pre_entry_length的值，若大於等於254，則使用5個位元組儲存，其中第一個位元組儲存254，後4個位元組儲存前一個節點的實際長度）；

　　encoding:記錄了content的資料型別，長度為2個bit，它的值可以是00、01、10和11（其中00、01和10表示Content中儲存著字元陣列；11表示content中儲存著整數）；

　　length：記錄了content的資料長度；

　　content：儲存著節點的內容

 　　2.2.3 小結：

　　* ziplist是由一系列特殊編碼的記憶體塊構成的列表，它可以儲存字元陣列或整數值，它還是雜湊鍵、列表鍵和有序集合鍵的底層實現之一。

　　* 新增和刪除ziplist節點有可能會引起連鎖更新，因此，新增和刪除操作的最壞複雜度為O(N²)，不過，因為連鎖更新的出現概率並不高，所以一般可以將新增和刪除操作的複雜度視為O(N)。