CS50-MCZ

Lab 5: Herança

Você pode colaborar com um ou dois colegas de classe neste laboratório, embora seja esperado que todos os alunos em qualquer grupo contribuam igualmente para o trabalho.

Simule a herança de tipos sanguíneos para cada membro de uma família.

$ ./inheritance
Child (Generation 0): blood type OO
    Parent (Generation 1): blood type AO
        Grandparent (Generation 2): blood type OA
        Grandparent (Generation 2): blood type BO
    Parent (Generation 1): blood type OB
        Grandparent (Generation 2): blood type AO
        Grandparent (Generation 2): blood type BO
  

Contexto

O tipo sanguíneo de uma pessoa é determinado por dois alelos (ou seja, formas diferentes de um gene). Os três alelos possíveis são A, B e O, dos quais cada pessoa possui dois (possivelmente os mesmos, possivelmente diferentes). Cada um dos pais de uma criança passa aleatoriamente um de seus dois alelos do tipo sanguíneo para a criança. As possíveis combinações de tipos sanguíneos são: OO, OA, OB, AO, AA, AB, BO, BA e BB.

Por exemplo, se um dos pais tem tipo sanguíneo AO e o outro tem tipo sanguíneo BB, então os possíveis tipos sanguíneos da criança seriam AB e OB, dependendo de qual alelo é recebido de cada pai. Da mesma forma, se um dos pais tem tipo sanguíneo AO e o outro OB, então os possíveis tipos sanguíneos da criança são AO, OB, AB e OO.

Começando

Abra o VS Code.

Comece clicando dentro da janela do terminal e, em seguida, execute cd por si só. Você deve encontrar que seu "prompt" se assemelha ao abaixo.

Clique dentro dessa janela de terminal e execute

wget https://cdn.cs50.net/2022/fall/labs/5/inheritance.zip

digite Enter para baixar um arquivo ZIP chamado inheritance.zip em seu espaço de códigos. Tenha cuidado para não ignorar o espaço entre wget e a URL seguinte, ou qualquer outro caractere!

Agora execute

unzip inheritance.zip

para criar uma pasta chamada inheritance. Você não precisa mais do arquivo ZIP, então pode executar

rm inheritance.zip

e responda com "y" seguido de Enter no prompt para remover o arquivo ZIP que você baixou.

Agora digite

cd inheritance

seguido de Enter para entrar (ou seja, abrir) nesse diretório. Seu prompt agora deve se parecer com o abaixo.

inheritance/ $

Se tudo foi bem sucedido, você deve executar

ls

e você deve ver o arquivo inheritance.c.

Se você encontrar algum problema, siga os mesmos passos novamente e veja se consegue determinar onde errou!

Entendendo

Dê uma olhada no código de distribuição em inheritance.c.

Observe a definição de um tipo chamado person. Cada pessoa possui um array de dois parents, cada um dos quais é um ponteiro para outra struct person. Cada pessoa também possui um array de dois alleles, cada um dos quais é um char (ou seja, 'A', 'B' ou 'O').

Agora, dê uma olhada na função main. A função começa por "seeding" (ou seja, fornecendo algumas entradas iniciais para) um gerador de números aleatórios, que usaremos posteriormente para gerar alelos aleatórios. A função main então chama a função create_family para simular a criação de structs person para uma família de 3 gerações (ou seja, uma pessoa, seus pais e seus avós). Então chamamos print_family para imprimir cada um desses membros da família e seus tipos sanguíneos. Finalmente, a função chama free_family para liberar qualquer memória que foi previamente alocada com malloc.

As funções create_family e free_family são deixadas para você escrever!

Detalhes de Implementação

Complete a implementação de inheritance.c, de modo a criar uma família de tamanho de geração especificado e atribuir alelos de tipo sanguíneo a cada membro da família. A geração mais antiga terá alelos atribuídos aleatoriamente a eles.

A função create_family recebe um inteiro (generations) como entrada e deve alocar (como via malloc) uma estrutura person para cada membro da família com o número de gerações especificado, retornando um ponteiro para o person na geração mais nova.
- Por exemplo, create_family(3) deve retornar um ponteiro para uma pessoa com dois pais, onde cada pai também tem dois pais.
- Cada person deve ter seus alelos atribuídos a eles. A geração mais antiga deve ter alelos escolhidos aleatoriamente (como chamando a função random_allele), e as gerações mais jovens devem herdar um alelo (escolhido aleatoriamente) de cada pai.
- Cada person deve ter seus parents atribuídos a eles. A geração mais antiga deve ter ambos os parents definidos como NULL, e as gerações mais jovens devem ter parents sendo um array de dois ponteiros, cada um apontando para um pai diferente.

Nós dividimos a função create_family em algumas tarefas TODO para você completar.

Primeiramente, você deve alocar memória para uma nova pessoa. Lembre-se de que você pode usar malloc para alocar memória e sizeof(person) para obter o número de bytes a serem alocados.
Em seguida, incluímos uma condição para verificar se generations > 1.
- Se generations > 1, então há mais gerações que ainda precisam ser alocadas. Já criamos dois novos parents, parent0 e parent1, chamando recursivamente create_family. Sua função create_family deve, então, definir os ponteiros dos pais para a nova pessoa que você criou. Finalmente, atribua ambos os alleles para a nova pessoa escolhendo aleatoriamente um allele de cada pai.
- Caso contrário (se generations == 1), não haverá dados de pais para essa pessoa. Ambos os parents da nova pessoa devem ser definidos como NULL e cada allele deve ser gerado aleatoriamente.
Por fim, sua função deve retornar um ponteiro para a person que foi alocada.

A função free_family deve receber como entrada um ponteiro para uma pessoa, liberar a memória para essa pessoa e, em seguida, recursivamente liberar a memória para todos os seus ancestrais.

Como essa é uma função recursiva, você deve primeiro lidar com o caso base. Se a entrada da função for NULL, não há nada para liberar, então a função pode retornar imediatamente.
Caso contrário, você deve recursivamente liberar ambos os pais da pessoa antes de liberar a criança.

Dicas

Você pode achar a função rand() útil para atribuir aleatoriamente alelos. Esta função retorna um número inteiro entre 0 e RAND_MAX, ou 2147483647.
- Em particular, para gerar um número pseudorandom que é 0 ou 1, você pode usar a expressão rand() % 2.
Lembre-se de que, para alocar memória para uma pessoa específica, podemos usar o malloc(n), que recebe um tamanho como argumento e alocará n bytes de memória.
Lembre-se de que, para acessar uma variável por meio de um ponteiro, podemos usar a notação de seta.
- Por exemplo, se p é um ponteiro para uma pessoa, então um ponteiro para o primeiro pai desta pessoa pode ser acessado por p->parents[0].

Como Testar Seu Código

Ao executar ./inheritance, o seu programa deve aderir às regras descritas no contexto. A criança deve ter dois alelos, um de cada pai. Os pais devem ter cada um dois alelos, um de cada um dos seus pais.

Por exemplo, no exemplo abaixo, a criança na Geração 0 recebeu um alelo O de ambos os pais da Geração 1. O primeiro pai recebeu um alelo A do primeiro avô e um alelo O do segundo avô. Da mesma forma, o segundo pai recebeu um alelo O e um alelo B de seus avós.

$ ./inheritance
Child (Generation 0): blood type OO
    Parent (Generation 1): blood type AO
        Grandparent (Generation 2): blood type OA
        Grandparent (Generation 2): blood type BO
    Parent (Generation 1): blood type OB
        Grandparent (Generation 2): blood type AO
        Grandparent (Generation 2): blood type BO
  

Execute o comando abaixo para avaliar a correção do seu código usando o check50. Mas certifique-se de compilar e testar o código você mesmo também!

check50 cs50/labs/2023/x/inheritance

Execute o código abaixo para avaliar o estilo do seu código usando style50.

style50 inheritance.c

Como enviar

No seu terminal, execute o seguinte para enviar seu trabalho.

submit50 cs50/labs/2023/x/inheritance