极客笔记在双向链表的开头插入新节点的Python程序
双向链表是一种常见的数据结构，它与单向链表最大的不同是在每个节点中，不仅包含了指向下一个节点的指针，还包含了指向上一个节点的指针。这种结构使得双向链表具有许多优点，例如可以从任意一个节点开始进行遍历等操作。
在本文中，我们将介绍一个Python程序，它可以在双向链表的开头插入新的节点。插入节点的操作是比较常见的，也是双向链表的一个基本操作，对于初学者而言，学会如何在开头插入新节点是非常有用的。
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双向链表的定义
在编写程序之前，我们需要定义一个双向链表的类。在Python中，可以通过定义一个类来表示一个数据结构。
class Node:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.prev = None
self.next = None
class DoublyLinkedList:
def __init__(self):
self.head = None
在这个类中，我们首先定义了一个Node类，它表示了双向链表中的每一个节点。每个节点包含了一个data属性，表示存储的数据，以及prev和next属性，分别表示指向前驱节点和后继节点的指针。然后我们定义了DoublyLinkedList类，它表示了整个双向链表，在初始化时，head属性被设置为None，表示链表为空。
在开头插入新节点
在双向链表中插入新节点的方式有很多种，这里我们将介绍一种在开头插入新节点的方法。这种方法需要执行以下步骤：
- 创建一个新节点，并将要插入的数据存储在其中。
- 将新节点的
next指针指向原来的头节点。 - 如果原来的头节点存在，将其
prev指针指向新节点。 - 将链表的头指针指向新节点。
代码实现如下：
class DoublyLinkedList:
def __init__(self):
self.head = None
def insert_at_beginning(self, data):
new_node = Node(data)
new_node.next = self.head
if self.head is not None:
self.head.prev = new_node
self.head = new_node
这个方法被定义在DoublyLinkedList类中，它接受一个参数data，表示要插入的数据。首先，我们创建一个新节点，并将要插入的数据存储在其中。然后，将新节点的next指针指向原来的头节点。如果原来的头节点存在，将其prev指针指向新节点。最后，将链表的头指针指向新节点。
示例
我们来编写一个示例程序来测试上面的代码。我们将创建一个双向链表，并在其中插入一些节点。然后，我们将使用上面定义的insert_at_beginning方法，在链表的开头插入一个新节点。最后，我们将遍历整个链表，并输出每个节点的数据。
doubly_linked_list = DoublyLinkedList()
doubly_linked_list.insert_at_beginning(1)
doubly_linked_list.insert_at_beginning(2)
doubly_linked_list.insert_at_beginning(3)
doubly_linked_list.insert_at_beginning(0)
current_node = doubly_linked_list.head
while current_node is not None:
print(current_node.data)
current_node = current_node.next
在这个程序中，我们首先创建了一个双向链表，并在其中插入了三个节点（以1、2、3为数据）。然后，我们在链表的开头插入一个新节点（以0为数据）。最后，我们遍历整个链表，并输出每个节点的数据。程序输出如下：
0
3
2
1
可以看到，新节点被成功插入到了链表的开头。
结论
在双向链表的开头插入新节点是常见的操作，也是双向链表的一个基本操作。在本文中，我们介绍了一个Python程序，可以用来在双向链表的开头插入新节点。这个程序首先定义了一个Node类和一个DoublyLinkedList类，然后在DoublyLinkedList类中定义了一个insert_at_beginning方法，用于在链表的开头插入新节点。最后，我们编写了一个示例程序来测试这个方法，证明它可以正确地实现在双向链表的开头插入新节点的功能。