继承 - CS50x 2026

待解决的问题

一个人的血型由两个等位基因（即基因的不同形式）决定。三种可能的等位基因是 A、B 和 O，每个人都有两个（可能相同，也可能不同）。每个孩子的父母会随机将其两个血型等位基因中的一个传给孩子。因此，可能的血型组合包括：OO、OA、OB、AO、AA、AB、BO、BA 和 BB。

例如，如果父母一方的血型为 AO，另一方的血型为 BB，那么根据从每位家长那里获得的等位基因，孩子的可能血型将是 AB 和 OB。同样，如果父母一方的血型为 AO，另一方为 OB，那么孩子的可能血型将是 AO、OB、AB 和 OO。

在名为 inheritance 的文件夹中一个名为 inheritance.c 的文件中，模拟家庭中每个成员的血型继承。

演示

分发代码

对于这个问题，你将扩展 CS50 工作人员提供给你的代码的功能。

下载分发代码

登录 cs50.dev，点击终端窗口，并单独执行 cd。你应该会发现终端窗口的提示符如下所示：

$

接下来执行

wget https://cdn.cs50.net/2026/x/psets/5/inheritance.zip

以便将名为 inheritance.zip 的 ZIP 文件下载到你的 codespace 中。

然后执行

unzip inheritance.zip

创建一个名为 inheritance 的文件夹。你不再需要该 ZIP 文件，因此可以执行

rm inheritance.zip

并在提示符处输入 “y” 后按 Enter 键，以删除下载的 ZIP 文件。

现在输入

cd inheritance

后按 Enter 键进入（即打开）该目录。你的提示符现在应该如下所示。

inheritance/ $

单独执行 ls，你应该会看到一个名为 inheritance.c 的文件。

如果你遇到任何问题，请再次按照这些步骤操作，看看能否确定哪里出错了！

实现细节

完成 inheritance.c 的实现，使其创建一个指定代数大小的家庭，并为每个家庭成员分配血型等位基因。最老的一代将随机分配等位基因。

  • create_family 函数接收一个整数（generations）作为输入，并应为该代数家庭的每个成员分配（通过 malloc）一个 person 结构体，返回指向最年轻一代 person 的指针。

    • 例如，create_family(3) 应返回指向一个拥有父母的人的指针，而其父母也各自拥有父母。
    • 每个 person 都应分配有 alleles（等位基因）。最老的一代应随机选择等位基因（通过调用 random_allele 函数），而较年轻的一代应从每位父母那里（随机选择）继承一个等位基因。
    • 每个 person 都应分配有 parents。最老的一代其 parents 应都设为 NULL，而较年轻的一代其 parents 应是一个包含两个指针的数组，每个指针指向不同的父母。

提示

理解 inheritance.c 中的代码

查看 inheritance.c 中的分发代码。

注意名为 person 的类型的定义。每个人都有一个包含两个 parents 的数组，每个 parents 都是指向另一个 person 结构体的指针。每个人还有一个包含两个 alleles 的数组，每个 alleles 都是一个 char（要么是 'A'，要么是 'B'，或者是 'O'）。

// Each person has two parents and two alleles
typedef struct person
{
    struct person *parents[2];
    char alleles[2];
}
person;

现在，看看 main 函数。该函数首先为随机数生成器“播种”（即提供一些初始输入），我们稍后将使用它来生成随机等位基因。

// Seed random number generator
srandom(time(0));

然后，main 函数调用 create_family 函数，模拟为一个 3 代家庭（即一个人、他们的父母和他们的祖父母）创建 person 结构体。

// Create a new family with three generations
person *p = create_family(GENERATIONS);

接着，我们调用 print_family 来打印出每个家庭成员及其血型。

// Print family tree of blood types
print_family(p, 0);

最后，函数调用 free_family 来 free（释放）之前用 malloc 分配的任何内存。

// Free memory
free_family(p);

create_family 和 free_family 函数留给你来编写！

完成 create_family 函数

create_family 函数应返回指向一个 person 的指针，该人已从输入的 generations 代数中继承了血型。

  • 首先注意，这个问题提供了使用递归的好机会。

    • 要确定当前人的血型，你需要先确定其父母的血型。
    • 要确定父母的血型，你必须先确定 他们 父母的血型。以此类推，直到达到你想要模拟的最后一代。

为了解决这个问题，你会在分发代码中找到几个 TODO。

首先，你应该为新成员分配内存。回想一下，你可以使用 malloc 分配内存，并使用 sizeof(person) 获取要分配的字节数。

// Allocate memory for new person
person *new_person = malloc(sizeof(person));

接下来，你应该检查是否还有代数需要创建：即 generations > 1 是否成立。

如果 generations > 1，则还有更多代数需要分配。我们已经通过递归调用 create_family 创建了两个新父母 parent0 和 parent1。然后，你的 create_family 函数应设置你创建的新人的父母指针。最后，通过从每位父母中随机选择一个等位基因，为新人分配两个 alleles。

  • 请记住，要通过指针访问变量，可以使用箭头符号。例如，如果 p 是指向一个人的指针，那么可以通过 p->parents[0] 访问指向此人第一位父母的指针。
  • 你可能会发现 random() 函数对于随机分配等位基因很有用。此函数返回一个介于 0 和 RAND_MAX（即 32767）之间的整数。特别是，要生成一个为 0 或 1 的伪随机数，你可以使用表达式 random() % 2。
// Create two new parents for current person by recursively calling create_family
person *parent0 = create_family(generations - 1);
person *parent1 = create_family(generations - 1);

// Set parent pointers for current person
new_person->parents[0] = parent0;
new_person->parents[1] = parent1;

// Randomly assign current person's alleles based on the alleles of their parents
new_person->alleles[0] = parent0->alleles[random() % 2];
new_person->alleles[1] = parent1->alleles[random() % 2];

假设没有更多代数需要模拟了。也就是说，generations == 1。如果是这样，此人将没有父母数据。你的新人的两位父母都应设置为 NULL，并且每个 allele 都应随机生成。

// Set parent pointers to NULL
new_person->parents[0] = NULL;
new_person->parents[1] = NULL;

// Randomly assign alleles
new_person->alleles[0] = random_allele();
new_person->alleles[1] = random_allele();

最后，你的函数应返回指向所分配的 person 的指针。

// Return newly created person
return new_person;

完成 free_family 函数

free_family 函数应接收指向 person 的指针作为输入，释放该人的内存，然后递归释放其所有祖先的内存。

  • 既然这是一个递归函数，你首先应该处理基本情况（base case）。如果函数的输入是 NULL，那么就没有什么可释放的，因此你的函数可以立即返回。
  • 否则，你应该在释放孩子之前，递归地 free 父母双方。

以下是一个相当大的提示，这里是具体的操作方法！

// Free `p` and all ancestors of `p`.
void free_family(person *p)
{
    // Handle base case
    if (p == NULL)
    {
        return;
    }

    // Free parents recursively
    free_family(p->parents[0]);
    free_family(p->parents[1]);

    // Free child
    free(p);
}

演练

不确定如何解决？

如何测试

运行 ./inheritance 后，你的程序应遵守背景中描述的规则。孩子应该有两个等位基因，父母各传一个。父母也应该各有两个等位基因，分别来自他们的父母。

例如，在下面的示例中，第 0 代的孩子从第 1 代的两位父母那里都获得了一个 O 等位基因。第一位父母从第一位祖父母那里获得了一个 A，从第二位祖父母那里获得了一个 O。类似地，第二位父母从他们的祖父母那里获得了一个 O 和一个 B。

$ ./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

正确性

check50 cs50/problems/2026/x/inheritance

风格

style50 inheritance.c

如何提交

在你的终端中，执行以下命令提交你的作品，并根据提示回答问题。

submit50 cs50/problems/2026/x/inheritance