判断一个链表是否有环

     给出一个单向链表，判断链表中是否存在环。虽然是一个实际工作中基本不会碰到的场景，但是面试的时候总是会考到，因此整理下各种解法，以免需要的时候用到。温故而知新！

方法一

     第一种方法是很容易想到，利用空间来换时间：遍历链表中的每一个节点，放入一个容器中（此处使用std::set，查找速度快），每次插入容器的时候，判断是否已经存在相同节点元素，如果存在，那么就是有环的。
代码简单演示如下：

#include <set>
#include <iostream>

typedef struct Node
{
	int nVal;
	Node *pNext;
}*LinkNode;

int HasLoop1(LinkNode L)
{
	std::set<LinkNode> nodeSet;

	LinkNode pTemp = L;
	while (pTemp != nullptr)
	{
		auto it = nodeSet.insert(pTemp);
		if (it.second)	//返回的是一个key-value键值对，value为是否插入成功，对于set而言，如果存在，那么就插入失败
		{

		}
		else
		{
			int nDistance = std::distance(nodeSet.begin(), it.first);
			std::cout << "第" << nDistance << "个节点是环" << std::endl;
			return 1;
		}

		pTemp = pTemp->pNext;
	}
	return 0;
}

     下面两种方法就只写函数实现了，节点定义都是一样的。

方法二

     第二种方法：使用p,q两个指针，p总是向前走，但q每次都从头开始走，对于每个节点，看p走的步数是否和q一样，步数不等，则存在环。
     这种方法最差的情况下，时间复杂度可以达到O(n^2)，因此不是很推荐，但也是一种方法，可以拓展下思路。
     代码简单演示如下：

int HasLoop2(LinkNode L)
  {
    LinkNode cur1 = L;     //定义节点cur1
    int pos1 = 0;   //cur1的步数
    
    //套了两层循环，cur1不动，cur2从头循环到尾
    while(cur1)   //cur1节点存在
    {
        LinkNode cur2 =L;    //定义节点cur2
        int pos2 = 0;   //cur2的步数
        while(cur2 )//cur2节点存在
        {
            if(pos1 = pos2)   //当cur1和cur2到达相同节点时
            {
                if(pos1 == pos2)    //如果走过的步数一样，说明没有环
                   break;
                else    
                {
                    printf("环的位置在第%d个节点处\n",pos2);
                    return 1;   //有环并返回
                }
            }
            cur2 = cur2->next; //如果没发现环，继续下一个节点
            pos2++;//cur2步数自增
        }
        cur1 = cur1->next; //cur1继续下一个节点
        pos1++;  
    }
    return 0;
  }

方法三

     最后一种方法，也可以说是标答了，我当初在学校时刷的剑指offer，以及在牛客网上的答案，推荐的答案都是一样的：快慢指针。使用p,q两个指针，P每次向前走一步，q每次向前走两步，若在某个时候p = q，则存在环。
     大家有没有想到，为什么快慢指针中的快指针要走两步呢（慢指针走一步原因都知道，因为要走遍所有节点）。那是因为要成环，至少要有三个节点，如果快指针走三步，那么对于三个节点的环，它永远只能走一个固定点，但是如果走两步，不论从哪一个节点开始，它都可以把环中的三个节点全部遍历完。
     代码简单演示如下：

int HasLoop3(LinkNode L)
{
	LinkNode p;
	LinkNode q;

	//一层循环 
	while (p != NULL && q != NULL && q->next != NULL)
	{
		p = p->pNext; //慢指针走一步
		if (q->pNext != NULL)
			q = q->pNext->pNext;  //快指针走两步

		if (p == q)
			return 1;
	}
	return 0;
}