題目一：判斷單鏈表中是否有環

描述：
1.有環的定義：鏈表的尾結點指向了鏈表中的某個結點

兩種解決方案

【方法一】

• 使用p、q兩個指針，p總是向前走，但q每次都從頭開始走，對于每個結節點，看p走的步數是否和q一樣。如果不一樣，就存在環。如圖，當p從6走到3時，總共需要6步，此時q從頭head出發，只需要兩步就到3，步數不等，存在環。

【方法二】利用快慢指針

• 使用p、q兩個指針，p每次向前走一步，q每次向前走兩步，若在某個時候，p == q，則存在環。

代碼

第一步：創建有環單鏈表

實際上在前面單鏈表創建中有兩種整表創建的方法(頭插法和尾插法)：數據結構學習-線性表之單鏈表

這里只是最后一個有所改變，讓終端結點指向第二個結點,就構成了一個環。

/**
 * 隨機產生n個元素的值，建立帶頭結點的單鏈表L（尾插法）
 */
void CreatListTail(LinkList * L, int n){
    
    LinkList p,r;
    int i;
    
    srand(time(0));                            /* 初始化隨機數種子 */
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));        /* L為整個線性表 */
    r = *L;                                   /* r為指向尾部的結點 */
    
    for (i = 0; i < n; i++) {
        
        p = (LinkList)malloc(sizeof(Node));     /* 生成新節點 */
        p->data = rand()%100 +1;               /* 隨機生成100以內的數字 */
        r->next = p;                          /* 將表尾終端結點的指針指針指向新節點 */
        r = p;                                /* 將當前的新節點定義為表尾終端結點 */
    }
    
    r->next = (*L)->next->next;                /* 尾部指向第二個結點(如果無環r->next = null) */
}

第二步：用比較步數的方法【方法一】判斷是否有環

用兩個while循環實現步數的判斷

/**
 * 比較步數的方法
 */
int HasLoop(LinkList L){
    
    LinkList cur1 = L;                         /* 定義結點cur1 */
    int pos1 = 0;                              /* cur1的步數 */
    
    while (cur1) {                             /* 結點cur1存在 */
        
        LinkList cur2 = L;                     /* 定義結點cur2 */
        int pos2 = 0;                          /* cur2的步數 */
        
        while (cur2) {                         /* 結點cur2存在 */
            
            if (cur2 == cur1) {                /* 當cur2和cur1到達相同的結點時 */
                
                if (pos1 == pos2)              /* cur2和cur1走過的步數一樣,說明沒有環 */
                    break;
                else{                          /* 有環并返回1*/
                    printf("環的位置在第%d個結點處.\n\n",pos2);
                    return 1;
                }

            }
            cur2 = cur2->next;                 /* 若果沒有環，繼續下一個結點 */
            pos2++;                            /* cur2的步數自增 */
        }
        cur1 = cur1->next;                     /* cur1繼續向后一個結點 */
        pos1++;                                /* cur1的步數自增 */
    }
    return 0;
}

第三部：用快慢指針【方法二】

快慢指針在很多地方都有用到，前面一篇單鏈表練習題中也用過用快慢指針尋找中間節點

/**
 * 用快慢指針的方法
 */
int HasLoop2(LinkList L){

    LinkList p = L;
    LinkList q = L;
    
    while (p != NULL && q != NULL && q->next != NULL) {
        
        p = p->next;                          /* p每次走一步*/
        
        if (q->next != NULL) {
            q = q->next->next;                /* p每次走兩步*/
        }
        
        printf("p:%d, q:%d \n", p->data,q->data);
        
        if (p == q) {
            return 1;                        /* 當p和q相等，則表示有環 */
        }
    }
    return 0;
}