Laboratório 5: Herança

Você pode colaborar com um ou dois colegas neste laboratório, embora seja esperado que todos os estudantes em tal grupo contribuam igualmente para o laboratório.

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

$ ./inheritance
Criança (Geração 0): tipo sanguíneo OO
    Pai (Geração 1): tipo sanguíneo AO
        Avô (Geração 2): tipo sanguíneo OA
        Avó (Geração 2): tipo sanguíneo BO
    Pai (Geração 1): tipo sanguíneo OB
        Avô (Geração 2): tipo sanguíneo AO
        Avó (Geração 2): tipo sanguíneo BO

Contexto

O tipo sanguíneo de uma pessoa é determinado por dois alelos (ou seja, diferentes formas de um gene). Os três alelos possíveis são A, B e O, dos quais cada pessoa tem dois (possivelmente iguais, possivelmente diferentes). Cada um dos pais de uma criança passa aleatoriamente um de seus dois alelos de tipo sanguíneo para a criança. As possíveis combinações de tipo sanguíneo 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 seriam AO, OB, AB e OO.

Iniciando

Abra o [VS Code] (https://code.cs50.io/).

Comece clicando dentro da janela do seu terminal e execute cd sozinho. Você deve encontrar que o "prompt" se parece com o abaixo.

Clique dentro da janela do terminal e execute

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

seguido por Enter para baixar um ZIP chamado inheritance.zip em seu espaço de códigos. 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 você 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 mover-se para dentro (ou seja, abrir) esse diretório. Seu prompt agora deve se parecer com o abaixo.

inheritance/ $

Se tudo correu bem, você deve executar

ls

e deve ver inheritance.c.

Se você encontrar algum problema, siga essas mesmas etapas novamente e veja se pode determinar onde errou!

Entendendo

Dê uma olhada no código distribuído em inheritance.c.

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

Agora, dê uma olhada na funçãomain. A função começa por "seeding" (ou seja, fornecendo alguma entrada inicial para) um gerador de números aleatórios, que usaremos mais tarde para gerar alelos aleatórios. A função main, então, chama a função create_family para simular a criação de structs person para uma família de três gerações (ou seja, uma pessoa, seus pais e seus avós). Nós, 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 tenha sido previamente alocada com malloc.

As funções create_family e free_family são deixadas a você para escrever!

Detalhes da Implementação

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

A função create_family recebe um inteiro (generations) como entrada e deve alocar (por meio de malloc) uma person para cada membro da família desse número de gerações, retornando um ponteiro para a 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 alleles atribuídos a eles. A geração mais velha deve ter alelos escolhidos aleatoriamente (por meio da função random_allele), e gerações mais jovens devem herdar um alelo (escolhido aleatoriamente) de cada pai. * Cada person deve ter parents atribuídos a eles. A geração mais velha deve ter ambos os parents definidos como NULL, e gerações mais jovens devem ter parents sendo uma matriz de dois ponteiros, cada um apontando para um pai diferente.

Dividimos a função create_family em alguns TODOs para você completar.

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

A função free_family deve aceitar como entrada um ponteiro para uma person, desalocar a memória dessa pessoa e, em seguida, desalocar recursivamente a memória de todos os seus ancestrais.

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

Tutorial

Este vídeo foi gravado quando o curso ainda usava o CS50 IDE para escrever código. Embora a interface possa parecer diferente do seu codespace, o comportamento dos dois ambientes deve ser semelhante!

Dicas

Você pode achar a função rand() útil para atribuir alelos aleatoriamente. Esta função retorna um inteiro entre 0 e RAND_MAX, ou 2147483647. * Em particular, para gerar um número pseudoaleatório 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 malloc(n), que leva 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 for um ponteiro para uma pessoa, então um ponteiro para o primeiro pai deste pessoa pode ser acessado por p->parents[0].

Não tem certeza de como resolver?

Como Testar Seu Código

Ao executar ./inheritance, seu programa deve aderir às regras descritas no background. A criança deve ter dois alelos, um de cada pai. Os pais devem ter dois alelos, um de cada um de 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 A do primeiro avô e um O do segundo avô. Da mesma forma, o segundo pai recebeu um O e um B de seus avós.

$ ./inheritance Criança (geração 0): tipo sanguíneo OO Pai (geração 1): tipo sanguíneo AO Avô (geração 2): tipo sanguíneo OA Avô (geração 2): tipo sanguíneo BO Pai (geração 1): tipo sanguíneo OB Avô (geração 2): tipo sanguíneo AO Avô (geração 2): tipo sanguíneo BO

Execute o comando abaixo para avaliar a correção do seu código usando check50. Mas lembre-se de compilar e testá-lo também!

check50 cs50/labs/2023/x/inheritance

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

style50 inheritance.c

Como Enviar o Trabalho

Em seu terminal, execute o comando abaixo para enviar seu trabalho.

submit50 cs50/labs/2023/x/inheritance