整数集合是集合键的底层实现之一，当一个集合只包含整数时，redis会使用整数集合作为集合的底层实现，整数集合类型会尽可能的节约内存空间，只有新插入的数据大于encoding时，才会升级集合类型。

数据结构

整数集合的定义包含三个部分，encoding表示集合元素的数据类型，length表示集合包含多少元素，contents存储集合成员的一段连续的地址空间。

1、整数集合

typedef struct intset {
    // 集合的编码，可以为16 32 64位的整数类型
    uint32_t encoding;
    // 集合长度
    uint32_t length;
    // 集合成员数组，是一段连续的内存空间，具体元素的值与encoding有关
    int8_t contents[];
} intset;

特点

1、整数集合内的元素从小到大有序排列。

2、当新的元素占用存储空间大于encoding时，整数集合会进行集合类型升级，然后再进行插入。

3、整数集合不支持数据类型的降级，如果删除一个64的整数时，32位的整数类型就可以满足，这时整数集合是不会进行降级操作的。

4、整数集合根据待插入的元素，来动态升级集合元素类型，可以提高数据插入的灵活性，避免了插入时的类型错误，并尽可能的节约内存。

源码

1、初始化整数集合

/* Create an empty intset. */
intset *intsetNew(void) {
    intset *is = zmalloc(sizeof(intset));
    is->encoding = intrev32ifbe(INTSET_ENC_INT16);
    is->length = 0;
    return is;
}

2、插入数据

/* Insert an integer in the intset */
intset *intsetAdd(intset *is, int64_t value, uint8_t *success) {
    uint8_t valenc = _intsetValueEncoding(value);
    uint32_t pos;
    if (success) *success = 1;
    
    /* Upgrade encoding if necessary. If we need to upgrade, we know that
         * this value should be either appended (if > 0) or prepended (if < 0),
         * because it lies outside the range of existing values. */
    if (valenc > intrev32ifbe(is->encoding)) {
        // 如果添加的元素大于已有的encoding，则进行整体升级并插入
        /* This always succeeds, so we don't need to curry *success. */
        return intsetUpgradeAndAdd(is,value);
    } else {
        /* Abort if the value is already present in the set.
                 * This call will populate "pos" with the right position to insert
                 * the value when it cannot be found. */
        if (intsetSearch(is,value,&pos)) {
            if (success) *success = 0;
            return is;
        }
        
        // 扩展数组长度，并且移动已有的元素
        is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
        if (pos < intrev32ifbe(is->length)) intsetMoveTail(is,pos,pos+1);
    }
    
    _intsetSet(is,pos,value);
    is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
    return is;
}

3、升级数据类型

/* Upgrades the intset to a larger encoding and inserts the given integer. */
static intset *intsetUpgradeAndAdd(intset *is, int64_t value) {
    uint8_t curenc = intrev32ifbe(is->encoding);
    uint8_t newenc = _intsetValueEncoding(value);
    int length = intrev32ifbe(is->length);
    // 引起类型升级的只有新增的数字长度大于当前的encode, 大于0表示插入在集合末尾，小于0表示添加在集合头部
    int prepend = value < 0 ? 1 : 0;
    
    /* First set new encoding and resize */
    is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
    is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
    
    /* Upgrade back-to-front so we don't overwrite values.
         * Note that the "prepend" variable is used to make sure we have an empty
         * space at either the beginning or the end of the intset. */
    // 将原来的元素类型升级为新的数据类型
    while(length--)
        // _intsetGetEncoded(is,length,curenc) 在升级之后的content上按原来的encode获取原来的数组元素的值，如果新元素小于0, 则已有的数组元素整体后移一个位置
        _intsetSet(is,length+prepend,_intsetGetEncoded(is,length,curenc));
    
    /* Set the value at the beginning or the end. */
    // 添加的元素，如果小于0则插入在集合头部，大于0则放在集合尾部
    if (prepend)
        _intsetSet(is,0,value);
    else
        _intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);
    // 集合长度+1
    is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
    return is;
}

4、查找元素

/* Search for the position of "value". Return 1 when the value was found and
 * sets "pos" to the position of the value within the intset. Return 0 when
 * the value is not present in the intset and sets "pos" to the position
 * where "value" can be inserted. */
static uint8_t intsetSearch(intset *is, int64_t value, uint32_t *pos) {
    int min = 0, max = intrev32ifbe(is->length)-1, mid = -1;
    int64_t cur = -1;
    
    /* The value can never be found when the set is empty */
    if (intrev32ifbe(is->length) == 0) {
        if (pos) *pos = 0;
        return 0;
    } else {
        /* Check for the case where we know we cannot find the value,
                 * but do know the insert position. */
        // 如果value比集合最大值还大，那pos就为length
        if (value > _intsetGet(is,max)) {
        if (pos) *pos = intrev32ifbe(is->length);
            return 0;
        }
        // 如果value比集合最小值还小，那pos就为0
        else if (value < _intsetGet(is,0)) {
            if (pos) *pos = 0;
            return 0;
        }
    }
    
    // 二分查找指定元素
    while(max >= min) {
        mid = ((unsigned int)min + (unsigned int)max) >> 1;
        cur = _intsetGet(is,mid);
        if (value > cur) {
            min = mid+1;
        } else if (value < cur) {
            max = mid-1;
        } else {
            break;
        }
    }
    
    // 如果待插入的val和二分查找最后的中间值一样则返回当前的位置，否则返回min的值
    if (value == cur) {
    if (pos) *pos = mid;
        return 1;
    } else {
        if (pos) *pos = min;
        return 0;
    }
}

5、删除一个元素

/* Delete integer from intset */
intset *intsetRemove(intset *is, int64_t value, int *success) {
    uint8_t valenc = _intsetValueEncoding(value);
    uint32_t pos;
    if (success) *success = 0;
    
    if (valenc <= intrev32ifbe(is->encoding) && intsetSearch(is,value,&pos)) {
        uint32_t len = intrev32ifbe(is->length);
        
        /* We know we can delete */
        if (success) *success = 1;
        
        /* Overwrite value with tail and update length */
        // 调整剩下元素位置和数组长度
        if (pos < (len-1)) intsetMoveTail(is,pos+1,pos);
        is = intsetResize(is,len-1);
        is->length = intrev32ifbe(len-1);
    }
    return is;
}