數據結構三要素
數據結構的三要素包括數據邏輯結構、數據存儲結構和數據的運算。
數據邏輯結構
數據的邏輯結構是指數據元素之間的邏輯關係，即從邏輯關係上描述數據。它與數據的具體存儲形式無關，是獨立於計算機的。數據邏輯結構通常分爲線性結構和非線性結構。典型的數據結構與其邏輯結構的對應關係如下：
對於線性表、集合、樹、圖這四種典型的數據結構，他們分別有以下特點：
- 集合結構：數據元素之間只存在 “同屬於一個集合”的關係。
- 線性結構：數據元素之間只存在“一對一”的關係。
- 樹形結構：數據元素之間存在“一對多”的關係。
- 圖狀結構或網狀結構：數據元素之間存在“多對多”的關係。
數據存儲結構
數據的存儲結構指的是數據結構在計算機中的表示，也稱爲物理結構，又稱映像。它包括數據元素的表示和關係的表示。數據存儲結構依賴於計算機語言，它是用計算機語言實現的邏輯結構。數據的線性存儲結構主要有：順序存儲、鏈式存儲、索引存儲、散列存儲。
- 順序存儲：把邏輯上相鄰的數據元素存儲在物理位置也相鄰的存儲單元裏，元素之間的關係由存儲單元之間的位置關係，即相鄰關係來體現。如順序表。
- 優點：容易實現隨機存取，每個元素佔用最少的存儲空間。
- 缺點：只能使用相鄰的一整塊存儲空間，容易產生較多的外部內存碎片。
- 鏈式存儲：使用表示元素存儲地址的指針來表示元素之間的邏輯關係，此時不要求邏輯上相鄰的數據元素在物理位置上也相鄰。如單鏈表。
- 優點：不會出現碎片內存，能充分利用存儲單元。
- 缺點：每個元素由於存儲指針而佔用額外的存儲空間，且只能通過遍歷實現順序存取。
- 索引存儲：在存儲數據元素的同時，建立一個附加的索引表。索引表中的每一項稱爲索引項項，其形式通常爲（關鍵字，地址）。
- 優點：檢索速度快。
- 缺點：附加的索引表會佔用額外的存儲空間。在添加或者刪除數據元素時，需要同步修改索引表，因此會花費額外的時間。
- 散列存儲：根據元素的關鍵字以某種方式計算出該元素的存儲地址，又稱爲 hash 存儲。如哈希表。
- 優點：檢索、添加、刪除的操作速度都很快。
- 如果散列函數（或者 hash 函數）設計不好的話，可能會出現 hash 衝突，解決衝突又會增加時間和空間開銷。
而數據的非線性存儲結構主要有：樹形存儲、圖形存儲。
數據的運算
數據的運算主要體現爲運算的定義，以及運算的實現。
運算的定義是針對數據邏輯結構的，它描述了運算所能實現的功能。
運算的實現是針對數據存儲結構的，它描述了運算的具體操作過程。