Assignment 2  Self-referential structures, structures, pointer arrays

In this assignment you are going to implement a customized data structure and then implement a self- referential data structure.

Question 1  pointer arrays, structures in C (80 pts)

Subject:  Structures, array of pointer to structures

Specification:  in this exercise you are going to develop a simple patient database management system for a hospital.

The purpose of this exercise is to help you get better understanding of some fundamental concepts in C that we covered after midterm. These include array of pointers, structures, pointer to structures,             dynamic memory allocation, formatted IO.

Download file a2DB.c to start off.   Study the provided codes.

The database maintains a collection of patient records. Each patient record is naturally implemented as a structure, and contains the following information fields:

•    name of type  char [], which represents the patient’s name

•     int age, which represents the patient’s age

•     float highBP, which represents the patient’s high (systolic)  blood pressure

•     float lowBP, which represents the patient’s low (diastolic) blood pressure

•    float riskFactor, which represents the patient’s risk factor for stroke due to hypertension.

Programmatically, the database maintains an array of pointers to record structs, as shown in the Figure below.

Figure 1 Main database: Array of pointers to record (structure)

The program will provide several basic functions:

•    Accepting entry of a new patient record into the current database, and generating risk factor for the patient.

•    Displaying all patient records in the current database

•    Removing an existing patient’s record in the current database

•    Swapping the records in the current database

•    Sorting the patient records in the current database

•    Clearing the current database

Specifically, the program keeps on prompting the user with the following menu, until q or Q is chosen, which terminates the program.

The program should fulfill the following functionalities (some have been implemented for you):

•    Keeps on prompting and responding to user inputs. Valid input includes V/v, N/n, D/d, S/s,  C/c, R/r, P/p and Q/q. Displays error messages for other inputs as shown       below.  (This has been implemented for you.)

•    When the users enters n or N, which represents New record, the program further prompts the user to enter a new patient record into the database. The function reads in patient’s name, age,  high blood pressure and low blood pressure. It then calculates and sets the risk factor of the         new patient. The function then creates a new patient record and inserts the new record into the database (i.e., the pointer array).

Assume in the input, the high blood pressure is higher than the low blood pressure. Assume the optimal high blood pressure (optimalH) is 120 and optimal low blood pressure (optimalL) is 80.   The risk factor is evaluated as follows (the lower the healthier):

o The risk factor is 0 if both the blood pressures are below (or equal to) their optimal value. That is, the high blood pressure is not higher than optimalH and low blood     pressure is not higher than optimalL.

▪      Here we assume that from the perspective of stroke risk, it is always good that          blood pressure is low. Thus a high and low blood pressure of 45 and 30 respectively also get risk factor 0 (which means low risk for stroke, but in reality such person        might have other problem.)

o If one of blood pressure is below (or equal to) to its optimal value, but the other is above the optimal value by no more than 10, then the risk factor is 1;

o If both the pressures are above their optimal value (but) by no more than 10, then the risk factor is 2;

o If one pressure is below (or equal to) its optimal value, but the other is above the optimal value by 11-20, then the risk factor is 3;

o If both the pressures are higher than their optimal value by 11-20, the risk factor is 4;

o In all other higher cases, the risk factor is 5.

The above evaluation criterion applies to patients who are no more than 50 years of age. If the patient is more than 50 years of age, then each case above has additional risk factor of  0.5, except the first case where both the blood pressure are below (or equal to) their            optimal values.

•    When the user enters d or D, displays the current database of (all) patient records.

•    When the user enters c or C, clear the current database (partially implemented).

Sample inputs/outputs involving n/N and d/D and   c/C are shown below.

Implement function  void enterNew (struct db_type * pArr[]),

void displayDB(struct db_type * pArr[]) and clearDB(struct db_type * pArr[])to accomplish the above. Feel free to add any helper functions as needed.

•    When user chooses R or r, which represents Remove record,  further prompts the     user for the name of the patient whose record is to be removed (case sensitive). If no       record by that name is found in the current database, then the error message “record      not found” should be printed out.  If the record is found, the record is removed from the database, with message “record [xx] removed successfully”. Note that after removal,      the relative ordering of the remaining records should remain unchanged, as shown        below.

Implement function  void swap(struct db_type * pArr[]) to accomplish swapping

Note that efficiency matters. In implementing swap, you should not use strcpy(), sprintf() etc

to copy/move record data. That

•    When the user chooses S or   s, which represents   Sort database,  the program further prompts the user with an option to sort records based on name (in alphabetic order) or risk factor (in ascending order).  The function then sorts the database accordingly.        

Implement function  void sort (struct db_type * pArr[]) to accomplish the sorting

You can implement a sorting algorithm on your own, or explore and use a library function to do the sorting.

If you implement on your own, you should not use strcpy() sprintf() etc to copy/move record

data.

Notes

•    You should not add global or static variables in the program. Should not change main()

method.

•    Except displayDB(), all other functions that you implemented will alter the database.

•    Assume input values (e.g., numerical values for age and blood pressures) are valid

•    An executable file named sampleDB.out, which is my implementation for the          assignment, is provided for you to try out different functionalities and their expected  outputs.  When running this file the first time, you may get “Permission denied” error. The reason is that the file does not have execute permission. Then issue command       chmod 700 sampleDB.out to fix this.

This file is generated from gcc, so run it the same way you run a.out

Note that this file may not be run on some system (like some MAC terminal). Run it under the lab environment.

•    Since the provided code for a2DB.c uses fgets to read user input. If you use scanf in    your functions, you may experience some unexpected behaviors -- mixing scanf and      fget has some problems. Thus in your implementation you should try to use fgets   too. If you really want to use scanf, you may need to add a getchar() call after scanf to consume the extra chars leftover by scanf.

Submit your program by issuing submit command     submit 2031AC a2 a2DB.c

or, use web-submit athttps://webapp.eecs.yorku.ca/submit/

(see end of this pdf for more info)

Problem 2 Doubly linked list in C (60 pts)

Subject:  Stream IO, Structures, Array of structures, memory allocation

Specification

You have practiced in lab 6 the linked list where each node has one pointer to the next node. That kind   of linked list is also called singly linked list.  Based on that experience, here you write an ANSI-C program to implement a full-fledged doubly linked list data structure. In a doubly linked list, each node has two

pointers, one point to the next node in the chain and one points to the node preceding it. The first node’s pointer to previous node is NULL, as shown below.

A doubly linked list can be traversed in both directions. At the cost of more space per node (due to the   extra pointer to the preceding node), some operations can be more efficient than on a singly linked list.

Implementation

You are provided with a partially implemented program a2dList.c, and a data file data.txt. Study the existing code of the program, which does the following:

•    Opens a data file data.txt using FILE IO in C. The file contains lines of integers, each line contains exactly two integers. (Stream and FILE IO is a topic that is usually in the syllabus but is skipped this   semester.)

•    Reads the data file line by line, and store the two integers in each line into a structure of type             twoInts. The structures are maintained by  arr,  which is an array of pointers to struct twoInts. The structure twoInts contains two integer data members.

▪    the structure pointed by the pointer in arr[i] gets the two values for its data members from the two integers in the i’th line of the file. For example, the structure pointed in arr [0] gets the two values for its members from the two integers in the first line of the file,  arr [1] gets  the two values for its members from the two integers in the second line, and so on.

Based on the existing implementation, implement the following:

•    In main, build the linked list (pointed by head) by reading in pointee structures maintained in the    pointer array, adding up the two integer fields and then inserting the sum value (as a char) into the linked list.

•    Implement or complete the following functions.

o int len (),  which returns the number of nodes in the list.

Make sure your program compiles in the lab environment.  The program that does not compile in the lab environment will get 0.

In summary, for this assignment you should submit three files:     a2DB.c a2dList.c data.txt

At any time and from any directory, you can issue submit -l 2031AC a2 to view the list of files that you have submitted. Or check from websubmit page.

Common Notes

All submitted files should contain the following header: