单链表练习题-构造环以及判断是否有环(C语言实现)

• 单链表练习题-构造环以及判断是否有环(C语言实现)
• • 一.题目
  • 二.构造环
  • 三.判断是否有环
  • 四.全部代码
  • 五.测试

​ 如下图所示：

本次就是要构造环以及判断是否有环。

​ 构造环比较简单，只需要修改某个结点的指针就可以了，为了方便我这里直接修改尾结点的指针，使其指向指定元素的后继，这样就构成了一个环。

bool Make_Loop(linkList *L,ElemType e)  //构造环,直接让尾指针指向特定结点的后继 
{
	linkList *q,*s,*tail;//*s标记特定的结点,tail表示最后一个结点 
	q = L->next;

	//打印出所有元素 
	while(q->next!=NULL)
	{
		if(q->data==e)//找到指定结点 
			s = q; 
		q = q->next;
	}
	tail = q;//跳出while循环时,q已经指向了最后一个结点
	
	//构造环
	tail->next = s->next; 
	return true;
}

​ 判断是否有环也比较简单，思路是：设置一个快指针和慢指针，慢指针每次走一步，快指针每次走两步，如果环存在，那么快指针总能追上慢指针，也就是如果快慢指针能指向同一个元素的时候，那么说明是有环的。反之，如果快慢指针无法相遇，那么链表就无环。

bool Is_Loop(linkList *L)//判断链表是否有环,有环现在能判断 
{
	linkList *slow,*fast;
	slow = fast = L->next;
	fast = fast->next;//fast先走一步
	
	while((slow!=NULL)&&(fast->next!=NULL))
	{
		slow = slow->next;//slow指针每次走一步 
		fast = fast->next;//fast指针每次走两步 
		fast = fast->next;
		
		if(slow == fast)//如果快慢指针相遇,说明环存在,直接返回true
			return true;
	} 
	return false;//如果指针到了末尾函数还没返回，说明环不存在
} 

#include
#include
#include //根据C99标准,C语言使用bool类型需要添加这个头文件

typedef int ElemType;

typedef struct linkNode
{
	ElemType data;
	struct linkNode *next;
}linkList;

//------------ 函数声明 ----------//
void MainMenu();
bool InitlinkList(linkList *L);//初始化 
bool InsertlinkList(linkList *L,ElemType e);//插入
void PrintAll(linkList *L);//输出所有元素  
bool Make_Loop(linkList *L,ElemType e);  //构造环 
bool Is_Loop(linkList *L);//判断链表是否有环  
//------------ 函数声明 ----------//

int main()
{
	linkList L;
	
	int ch; 
	ElemType element;
	
	if(InitlinkList(&L))
		printf("初始化成功！n");
	else
		printf("初始化失败！n");
	
	while(1)
	{
		MainMenu(); 
		printf("请输入您要执行的操作:");
		scanf("%d",&ch);
		
		switch(ch)
		{
			case 0:		printf("感谢使用，已退出！");	exit(0);	break;
			case 1:		printf("请输入您要插入的元素:n");
						scanf("%d",&element); 
						if(InsertlinkList(&L,element))
							printf("插入成功！n");
						else
							printf("插入失败！n");
						break;
			case 2:		PrintAll(&L);
						break;		
						
			case 3:		printf("请输入您要让环指针指向的元素:n");
						scanf("%d",&element); 
						if(Make_Loop(&L,element))
							printf("环构造成功！n");
						else
							printf("环构造失败！n");
						break;
			case 4:     if(Is_Loop(&L))
							printf("链表有环！n");
						else
							printf("链表无环！n");
						break; 
			default:	printf("您输入的操作指令有误！请重新输入！");
		}
	}
	
	return 0;
}

//主菜单，显示 
void MainMenu()
{
	printf("nnn");
	printf("t      **** 单链表构造环、判断是否有环 ****nn"); 
	printf("t      -------	0.退出 nn");
	printf("t      -------	1.插入元素nn");
	printf("t      -------	2.输出所有元素nn");
	printf("t      -------	3.使链表构成环nn");
	printf("t      -------	4.判断链表是否有环nn");
	printf("t      *************************************n");
}


//初始化单链表(带头结点) 
bool InitlinkList(linkList *L)
{
	//先申请一个头结点
	linkList *head = (linkList *)malloc(sizeof(linkList));

	L->next = head;
	head->next = NULL;//头结点之后一开始还没元素
	return true;
} 

//插入
bool InsertlinkList(linkList *L,ElemType e)
{
	//头插法
	linkList *p = L;//
	
	//申请一个新的结点
	linkList *s = (linkList *)malloc(sizeof(linkList));
	
	s->data = e;//赋值 
	
	//修改指针  将结点s插入到结点p之后 
	s->next = p->next;//s指针指向
	p->next = s;

	return true;
} 

//打印所有元素 
void PrintAll(linkList *L)
{
	linkList *q;
	q = L->next;

	//打印出所有元素 
	while(q->next!=NULL)
	{
		printf("%d ",q->data);
		q = q->next;
	}
}

bool Make_Loop(linkList *L,ElemType e)  //构造环,直接让尾指针指向特定结点的后继 
{
	linkList *q,*s,*tail;//*s标记特定的结点,tail表示最后一个结点 
	q = L->next;

	//打印出所有元素 
	while(q->next!=NULL)
	{
		if(q->data==e)//找到指定结点 
			s = q; 
		q = q->next;
	}
	tail = q;//跳出while循环时,q已经指向了最后一个结点
	
	//构造环
	tail->next = s->next; 
	return true;
}

bool Is_Loop(linkList *L)//判断链表是否有环,有环现在能判断 
{
	linkList *slow,*fast;
	slow = fast = L->next;
	fast = fast->next;//fast先走一步
	
	while((slow!=NULL)&&(fast->next!=NULL))
	{
		slow = slow->next;//slow指针每次走一步 
		fast = fast->next;//fast指针每次走两步 
		fast = fast->next;
		
		if(slow == fast)
			return true;
	} 
	return false;
} 

1.首先依次插入元素并输出：

2.此时是无环的，先判断一下算法是否正确：

3.判断正确，那就构造一个环：

4.再来判断是否有环：

完成。