坏程序员担心代码，好程序员会担心数据结构及其关系。——莱纳斯·托瓦尔兹（Linus Torvalds）
数据结构重要，程序员皆知。程序员要关心数据结构，但只关心数据结构，远远不够。要成为好程序员，你要关心数据结构的逻辑结构，还要关心数据结构的存储结构。
位置即逻辑
什么是逻辑结构？数据元素之间的逻辑关系。比如数组结构，其中元素前后相连，其逻辑关系是前后关系。又比如树结构，其中元素上下相连，其逻辑关系是父子关系。逻辑结构有很多种，比如常见的数组、链表、树，不常见的双向循环链表、基数树、前缀树。逻辑结构只关心逻辑关系，而不用关心如何实现逻辑关系。逻辑结构虽然有无数种，但基本逻辑结构只有三种：顺序表、树、图。
什么是存储结构？数据元素在存储器上的位置关系。比如数组元素，左右相邻，存储于一块连续内存空间。又如，树结构中的元素，分散于不同内存区域，通过指针相接。存储结构有两种：顺序结构、链式结构。顺序结构指通过相对位置表示逻辑关系，典型代表是数组。链式结构指通过指针表示逻辑关系，典型代表是链表。顺序结构和链式结构，就像物理学中的原子。两种原子，构成许多种分子；两种存储结构，构成许多种复杂存储结构。
存储器有很多种，但存储结构相同，只有两种。大的磁盘、光盘，小的U盘、SD卡；可随时插拔的移动硬盘，嵌入中央处理器的高速缓存；老一辈的磁带，新一代的固态硬盘。虽然大小、年代相差巨大，但是物理结构是一致的。因此这些不同种类的存储器，其存储结构是相同的。其存储结构，要么是顺序结构，要么是链式结构。
同一逻辑结构，能通过不同存储结构存储。线性表能通过顺序结构存储，也能通过链式结构存储。前者通过前后位置表示线性关系，后者通过指针表示线性关系。线性表的逻辑结构简单，两种存储结构都可以存储。逻辑结构复杂一点，比如树结构、图结构，则无法使用顺序结构存储，只能使用链式结构、或者复杂的复合存储结构。
数据结构是逻辑结构，也是存储结构。逻辑结构和存储结构是什么关系呢？映射关系。也就是说，逻辑结构映射存储结构，逻辑关系映射位置关系。位置即逻辑。
扇区、块、文件
谈论存储结构，不得不谈存储结构的物理基础——存储器。内存和磁盘是典型的存储器。如何在内存上放置存储结构，对有经验的程序员来说，知表知里。然而，如何在磁盘上存放存储结构，对有经验的程序员来说，同样空白。
磁盘是如何存放存储结构？想要知道，先看看内存如何存放存储结构。你会很快想到数组、链表、树等数据结构，并能很快回答：通过数组或者指针方式。磁盘与内存遵循同样的原理。不同的是，内存的最小格子是字节，磁盘的最小格子是扇区；内存通过内存指针，而磁盘通过磁盘指针。内存指针和磁盘指针本质相同，都是存储器中小格子地址而已。
扇区是磁盘的最小格子，也是供操作系统读写的最小单位。操作系统能读取一个扇区的数据，抹掉一个扇区的数据。也能从一个扇区，索引到另一个扇区。虽然磁盘给操作系统提供每一片扇区，但是，扇区还是太零碎了，并不利于操作系统管理磁盘空间。更好的方式，将多个连续扇区组织成一个块。
在 Windows 操作系统中，8个连续扇区组成一个块。每个块大小 4096字节，换算为 4KB。在 Linux 操作系统中，同样也是8个连续扇区组成一个「块」。块大小并非固定不变，而是可以设置的。只不过，默认大小是 4KB。
你可能从未接触过块，只接触过文件。在操作系统中，一切都是文件。在操作系统中，磁盘中的一切都是块。文件存储在磁盘上，文件与块是什么关系呢？文件由多个块组成。
文件可以分成两类：一类是普通文件，另一类是数据库文件。普通文件与数据库文件的区别在于，普通文件是顺序结构存储，数据库文件是链式结构存储。普通文件是顺序存储，一个块接一个块的存储，从1，2，3....到最后一个号块。顺序存储也是顺序访问，也从1，2，3....到最后一个块，依次访问。
数据库文件并不一个块一个块的存储与访问，而是按块编号直接访问。比如，数据位于98号块上，数据库会直接检索98号块的数据。数据库文件的存储结构，通常是 B Tree 结构。 B Tree 结构中的元素，通过链式指针相连，是链式结构。
典型代表
数据库文件是文件系统的典型代表， B Tree 则是存储结构的典型代表。
B Tree 转为数据库文件而设计，被各种数据库广泛采用。比如，Mysql、MongoDB、Oracle、SqlServer 均采用 B Tree，或其变种 B- Tree、B+ Bree。Mysql 采用 B+ Tree，存储数据和索引。Mysql 的索引文件是典型 B+ Tree 结构。B+ Tree 检索元素的复杂度是 O(logn)，对数级时间复杂度，其检索效率极高。而且，随着元素总数增多，其检索时间稳定而可预期。
B+ Tree 是谁发明的呢？通过现有资料，并没有发现明确来源。只知道，计算机科学家 Rudolf Bayer 和 Edward M. McCreight 在1972年的一篇论文中提及 B 树。美国普渡大学计算机科学家 Douglas Comer 在1979年发表了一篇名为《The Ubiquitous B-Tree》（无处不在的B Tree）的调查论文，指出 IBM 公司于 1973年发表的文章中，介绍了使用 B+ Tree 的 IBM's VSAM 存储技术。
虽然没有明确起源，但 B Tree 家族，被广泛研究，广泛应用。正如 Douglas Comer 所言：无处不在的 B Tree。
小结
有人说，逻辑结构决定数据结构的设计，存储结构决定数据结构实现。好程序员，必然心中有逻辑结构，手上有存储结构。在编写程序时，才能心到手到。
