chiark / gitweb /
98724b39c62690daf6c18a9fbee3ffc9ec258aef
[sgt-puzzles.git] / devel.but
1 \cfg{text-indent}{0}
2 \cfg{text-width}{72}
3 \cfg{text-title-align}{left}
4 \cfg{text-chapter-align}{left}
5 \cfg{text-chapter-numeric}{true}
6 \cfg{text-chapter-suffix}{. }
7 \cfg{text-chapter-underline}{-}
8 \cfg{text-section-align}{0}{left}
9 \cfg{text-section-numeric}{0}{true}
10 \cfg{text-section-suffix}{0}{. }
11 \cfg{text-section-underline}{0}{-}
12 \cfg{text-section-align}{1}{left}
13 \cfg{text-section-numeric}{1}{true}
14 \cfg{text-section-suffix}{1}{. }
15 \cfg{text-section-underline}{1}{-}
16 \cfg{text-versionid}{0}
17
18 \cfg{html-contents-filename}{index.html}
19 \cfg{html-template-filename}{%k.html}
20 \cfg{html-index-filename}{docindex.html}
21 \cfg{html-leaf-level}{1}
22 \cfg{html-contents-depth-0}{1}
23 \cfg{html-contents-depth-1}{3}
24 \cfg{html-leaf-contains-contents}{true}
25
26 \define{dash} \u2013{-}
27
28 \title Developer documentation for Simon Tatham's puzzle collection
29
30 This is a guide to the internal structure of Simon Tatham's Portable
31 Puzzle Collection (henceforth referred to simply as \q{Puzzles}),
32 for use by anyone attempting to implement a new puzzle or port to a
33 new platform.
34
35 This guide is believed correct as of r6190. Hopefully it will be
36 updated along with the code in future, but if not, I've at least
37 left this version number in here so you can figure out what's
38 changed by tracking commit comments from there onwards.
39
40 \C{intro} Introduction
41
42 The Puzzles code base is divided into four parts: a set of
43 interchangeable front ends, a set of interchangeable back ends, a
44 universal \q{middle end} which acts as a buffer between the two, and
45 a bunch of miscellaneous utility functions. In the following
46 sections I give some general discussion of each of these parts.
47
48 \H{intro-frontend} Front end
49
50 The front end is the non-portable part of the code: it's the bit
51 that you replace completely when you port to a different platform.
52 So it's responsible for all system calls, all GUI interaction, and
53 anything else platform-specific.
54
55 The current front ends in the main code base are for Windows, GTK
56 and MacOS X; I also know of a third-party front end for PalmOS.
57
58 The front end contains \cw{main()} or the local platform's
59 equivalent. Top-level control over the application's execution flow
60 belongs to the front end (it isn't, for example, a set of functions
61 called by a universal \cw{main()} somewhere else).
62
63 The front end has complete freedom to design the GUI for any given
64 port of Puzzles. There is no centralised mechanism for maintaining
65 the menu layout, for example. This has a cost in consistency (when I
66 \e{do} want the same menu layout on more than one platform, I have
67 to edit two pieces of code in parallel every time I make a change),
68 but the advantage is that local GUI conventions can be conformed to
69 and local constraints adapted to. For example, MacOS X has strict
70 human interface guidelines which specify a different menu layout
71 from the one I've used on Windows and GTK; there's nothing stopping
72 the OS X front end from providing a menu layout consistent with
73 those guidelines.
74
75 Although the front end is mostly caller rather than the callee in
76 its interactions with other parts of the code, it is required to
77 implement a small API for other modules to call, mostly of drawing
78 functions for games to use when drawing their graphics. The drawing
79 API is documented in \k{drawing}; the other miscellaneous front end
80 API functions are documented in \k{frontend-api}.
81
82 \H{intro-backend} Back end
83
84 A \q{back end}, in this collection, is synonymous with a \q{puzzle}.
85 Each back end implements a different game.
86
87 At the top level, a back end is simply a data structure, containing
88 a few constants (flag words, preferred pixel size) and a large
89 number of function pointers. Back ends are almost invariably callee
90 rather than caller, which means there's a limitation on what a back
91 end can do on its own initiative.
92
93 The persistent state in a back end is divided into a number of data
94 structures, which are used for different purposes and therefore
95 likely to be switched around, changed without notice, and otherwise
96 updated by the rest of the code. It is important when designing a
97 back end to put the right pieces of data into the right structures,
98 or standard midend-provided features (such as Undo) may fail to
99 work.
100
101 The functions and variables provided in the back end data structure
102 are documented in \k{backend}.
103
104 \H{intro-midend} Middle end
105
106 Puzzles has a single and universal \q{middle end}. This code is
107 common to all platforms and all games; it sits in between the front
108 end and the back end and provides standard functionality everywhere.
109
110 People adding new back ends or new front ends should generally not
111 need to edit the middle end. On rare occasions there might be a
112 change that can be made to the middle end to permit a new game to do
113 something not currently anticipated by the middle end's present
114 design; however, this is terribly easy to get wrong and should
115 probably not be undertaken without consulting the primary maintainer
116 (me). Patch submissions containing unannounced mid-end changes will
117 be treated on their merits like any other patch; this is just a
118 friendly warning that mid-end changes will need quite a lot of
119 merits to make them acceptable.
120
121 Functionality provided by the mid-end includes:
122
123 \b Maintaining a list of game state structures and moving back and
124 forth along that list to provide Undo and Redo.
125
126 \b Handling timers (for move animations, flashes on completion, and
127 in some cases actually timing the game).
128
129 \b Handling the container format of game IDs: receiving them,
130 picking them apart into parameters, description and/or random seed,
131 and so on. The game back end need only handle the individual parts
132 of a game ID (encoded parameters and encoded game description);
133 everything else is handled centrally by the mid-end.
134
135 \b Handling standard keystrokes and menu commands, such as \q{New
136 Game}, \q{Restart Game} and \q{Quit}.
137
138 \b Pre-processing mouse events so that the game back ends can rely
139 on them arriving in a sensible order (no missing button-release
140 events, no sudden changes of which button is currently pressed,
141 etc).
142
143 \b Handling the dialog boxes which ask the user for a game ID.
144
145 \b Handling serialisation of entire games (for loading and saving a
146 half-finished game to a disk file, or for handling application
147 shutdown and restart on platforms such as PalmOS where state is
148 expected to be saved).
149
150 Thus, there's a lot of work done once by the mid-end so that
151 individual back ends don't have to worry about it. All the back end
152 has to do is cooperate in ensuring the mid-end can do its work
153 properly.
154
155 The API of functions provided by the mid-end to be called by the
156 front end is documented in \k{midend}.
157
158 \H{intro-utils} Miscellaneous utilities
159
160 In addition to these three major structural components, the Puzzles
161 code also contains a variety of utility modules usable by all of the
162 above components. There is a set of functions to provide
163 platform-independent random number generation; functions to make
164 memory allocation easier; functions which implement a balanced tree
165 structure to be used as necessary in complex algorithms; and a few
166 other miscellaneous functions. All of these are documented in
167 \k{utils}.
168
169 \H{intro-structure} Structure of this guide
170
171 There are a number of function call interfaces within Puzzles, and
172 this guide will discuss each one in a chapter of its own. After
173 that, \k{writing} discusses how to design new games, with some
174 general design thoughts and tips.
175
176 \C{backend} Interface to the back end
177
178 This chapter gives a detailed discussion of the interface that each
179 back end must implement.
180
181 At the top level, each back end source file exports a single global
182 symbol, which is a \c{const struct game} containing a large number
183 of function pointers and a small amount of constant data. This
184 structure is called by different names depending on what kind of
185 platform the puzzle set is being compiled on:
186
187 \b On platforms such as Windows and GTK, which build a separate
188 binary for each puzzle, the game structure in every back end has the
189 same name, \cq{thegame}; the front end refers directly to this name,
190 so that compiling the same front end module against a different back
191 end module builds a different puzzle.
192
193 \b On platforms such as MacOS X and PalmOS, which build all the
194 puzzles into a single monolithic binary, the game structure in each
195 back end must have a different name, and there's a helper module
196 \c{list.c} (constructed automatically by the same Perl script that
197 builds the \cw{Makefile}s) which contains a complete list of those
198 game structures.
199
200 On the latter type of platform, source files may assume that the
201 preprocessor symbol \c{COMBINED} has been defined. Thus, the usual
202 code to declare the game structure looks something like this:
203
204 \c #ifdef COMBINED
205 \c #define thegame net    /* or whatever this game is called */
206 \e                 iii    iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
207 \c #endif
208 \c 
209 \c const struct game thegame = {
210 \c     /* lots of structure initialisation in here */
211 \e     iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
212 \c };
213
214 Game back ends must also internally define a number of data
215 structures, for storing their various persistent state. This chapter
216 will first discuss the nature and use of those structures, and then
217 go on to give details of every element of the game structure.
218
219 \H{backend-structs} Data structures
220
221 Each game is required to define four separate data structures. This
222 section discusses each one and suggests what sorts of things need to
223 be put in it.
224
225 \S{backend-game-params} \c{game_params}
226
227 The \c{game_params} structure contains anything which affects the
228 automatic generation of new puzzles. So if puzzle generation is
229 parametrised in any way, those parameters need to be stored in
230 \c{game_params}.
231
232 Most puzzles currently in this collection are played on a grid of
233 squares, meaning that the most obvious parameter is the grid size.
234 Many puzzles have additional parameters; for example, Mines allows
235 you to control the number of mines in the grid independently of its
236 size, Net can be wrapping or non-wrapping, Solo has difficulty
237 levels and symmetry settings, and so on.
238
239 A simple rule for deciding whether a data item needs to go in
240 \c{game_params} is: would the user expect to be able to control this
241 data item from either the preset-game-types menu or the \q{Custom}
242 game type configuration? If so, it's part of \c{game_params}.
243
244 \c{game_params} structures are permitted to contain pointers to
245 subsidiary data if they need to. The back end is required to provide
246 functions to create and destroy \c{game_params}, and those functions
247 can allocate and free additional memory if necessary. (It has not
248 yet been necessary to do this in any puzzle so far, but the
249 capability is there just in case.)
250
251 \c{game_params} is also the only structure which the game's
252 \cw{compute_size()} function may refer to; this means that any
253 aspect of the game which affects the size of the window it needs to
254 be drawn in must be stored in \c{game_params}. In particular, this
255 imposes the fundamental limitation that random game generation may
256 not have a random effect on the window size: game generation
257 algorithms are constrained to work by starting from the grid size
258 rather than generating it as an emergent phenomenon. (Although this
259 is a restriction in theory, it has not yet seemed to be a problem.)
260
261 \S{backend-game-state} \c{game_state}
262
263 While the user is actually playing a puzzle, the \c{game_state}
264 structure stores all the data corresponding to the current state of
265 play.
266
267 The mid-end keeps \c{game_state}s in a list, and adds to the list
268 every time the player makes a move; the Undo and Redo functions step
269 back and forth through that list.
270
271 Therefore, a good means of deciding whether a data item needs to go
272 in \c{game_state} is: would a player expect that data item to be
273 restored on undo? If so, put it in \c{game_state}, and this will
274 automatically happen without you having to lift a finger. If not
275 \dash for example, the deaths counter in Mines is precisely
276 something that does \e{not} want to be reset to its previous state
277 on an undo \dash then you might have found a data item that needs to
278 go in \c{game_ui} instead.
279
280 During play, \c{game_state}s are often passed around without an
281 accompanying \c{game_params} structure. Therefore, any information
282 in \c{game_params} which is important during play (such as the grid
283 size) must be duplicated within the \c{game_state}. One simple
284 method of doing this is to have the \c{game_state} structure
285 \e{contain} a \c{game_params} structure as one of its members,
286 although this isn't obligatory if you prefer to do it another way.
287
288 \S{backend-game-drawstate} \c{game_drawstate}
289
290 \c{game_drawstate} carries persistent state relating to the current
291 graphical contents of the puzzle window. The same \c{game_drawstate}
292 is passed to every call to the game redraw function, so that it can
293 remember what it has already drawn and what needs redrawing.
294
295 A typical use for a \c{game_drawstate} is to have an array mirroring
296 the array of grid squares in the \c{game_state}; then every time the
297 redraw function was passed a \c{game_state}, it would loop over all
298 the squares, and physically redraw any whose description in the
299 \c{game_state} (i.e. what the square needs to look like when the
300 redraw is completed) did not match its description in the
301 \c{game_drawstate} (i.e. what the square currently looks like).
302
303 \c{game_drawstate} is occasionally completely torn down and
304 reconstructed by the mid-end, if the user somehow forces a full
305 redraw. Therefore, no data should be stored in \c{game_drawstate}
306 which is \e{not} related to the state of the puzzle window, because
307 it might be unexpectedly destroyed.
308
309 The back end provides functions to create and destroy
310 \c{game_drawstate}, which means it can contain pointers to
311 subsidiary allocated data if it needs to. A common thing to want to
312 allocate in a \c{game_drawstate} is a \c{blitter}; see
313 \k{drawing-blitter} for more on this subject.
314
315 \S{backend-game-ui} \c{game_ui}
316
317 \c{game_ui} contains whatever doesn't fit into the above three
318 structures!
319
320 A new \c{game_ui} is created when the user begins playing a new
321 instance of a puzzle (i.e. during \q{New Game} or after entering a
322 game ID etc). It persists until the user finishes playing that game
323 and begins another one (or closes the window); in particular,
324 \q{Restart Game} does \e{not} destroy the \c{game_ui}.
325
326 \c{game_ui} is useful for implementing user-interface state which is
327 not part of \c{game_state}. Common examples are keyboard control
328 (you wouldn't want to have to separately Undo through every cursor
329 motion) and mouse dragging. See \k{writing-keyboard-cursor} and
330 \k{writing-howto-dragging}, respectively, for more details.
331
332 Another use for \c{game_ui} is to store highly persistent data such
333 as the Mines death counter. This is conceptually rather different:
334 where the Net cursor position was \e{not important enough} to
335 preserve for the player to restore by Undo, the Mines death counter
336 is \e{too important} to permit the player to revert by Undo!
337
338 A final use for \c{game_ui} is to pass information to the redraw
339 function about recent changes to the game state. This is used in
340 Mines, for example, to indicate whether a requested \q{flash} should
341 be a white flash for victory or a red flash for defeat; see
342 \k{writing-flash-types}.
343
344 \H{backend-simple} Simple data in the back end
345
346 In this section I begin to discuss each individual element in the
347 back end structure. To begin with, here are some simple
348 self-contained data elements.
349
350 \S{backend-name} \c{name}
351
352 \c const char *name;
353
354 This is a simple ASCII string giving the name of the puzzle. This
355 name will be used in window titles, in game selection menus on
356 monolithic platforms, and anywhere else that the front end needs to
357 know the name of a game.
358
359 \S{backend-winhelp} \c{winhelp_topic}
360
361 \c const char *winhelp_topic;
362
363 This member is used on Windows only, to provide online help.
364 Although the Windows front end provides a separate binary for each
365 puzzle, it has a single monolithic help file; so when a user selects
366 \q{Help} from the menu, the program needs to open the help file and
367 jump to the chapter describing that particular puzzle.
368
369 Therefore, each chapter in \c{puzzles.but} is labelled with a
370 \e{help topic} name, similar to this:
371
372 \c \cfg{winhelp-topic}{games.net}
373
374 And then the corresponding game back end encodes the topic string
375 (here \cq{games.net}) in the \c{winhelp_topic} element of the game
376 structure.
377
378 \H{backend-params} Handling game parameter sets
379
380 In this section I present the various functions which handle the
381 \c{game_params} structure.
382
383 \S{backend-default-params} \cw{default_params()}
384
385 \c game_params *(*default_params)(void);
386
387 This function allocates a new \c{game_params} structure, fills it
388 with the default values, and returns a pointer to it.
389
390 \S{backend-fetch-preset} \cw{fetch_preset()}
391
392 \c int (*fetch_preset)(int i, char **name, game_params **params);
393
394 This function is one of the two APIs a back end can provide to
395 populate the \q{Type} menu, which provides a list of conveniently
396 accessible preset parameters for most games.
397
398 The function is called with \c{i} equal to the index of the preset
399 required (numbering from zero). It returns \cw{FALSE} if that preset
400 does not exist (if \c{i} is less than zero or greater than the
401 largest preset index). Otherwise, it sets \c{*params} to point at a
402 newly allocated \c{game_params} structure containing the preset
403 information, sets \c{*name} to point at a newly allocated C string
404 containing the preset title (to go on the \q{Type} menu), and
405 returns \cw{TRUE}.
406
407 If the game does not wish to support any presets at all, this
408 function is permitted to return \cw{FALSE} always.
409
410 If the game wants to return presets in the form of a hierarchical menu
411 instead of a flat list (and, indeed, even if it doesn't), then it may
412 set this function pointer to \cw{NULL}, and instead fill in the
413 alternative function pointer \cw{preset_menu}
414 (\k{backend-preset-menu}).
415
416 \S{backend-preset-menu} \cw{preset_menu()}
417
418 \c struct preset_menu *(*preset_menu)(void);
419
420 This function is the more flexible of the two APIs by which a back end
421 can define a collection of preset game parameters.
422
423 This function simply returns a complete menu hierarchy, in the form of
424 a \c{struct preset_menu} (see \k{midend-get-presets}) and further
425 submenus (if it wishes) dangling off it. There are utility functions
426 described in \k{utils-presets} to make it easy for the back end to
427 construct this menu.
428
429 If the game has no need to return a hierarchy of menus, it may instead
430 opt to implement the \cw{fetch_preset()} function (see
431 \k{backend-fetch-preset}).
432
433 The game need not fill in the \c{id} fields in the preset menu
434 structures. The mid-end will do that after it receives the structure
435 from the game, and before passing it on to the front end.
436
437 \S{backend-encode-params} \cw{encode_params()}
438
439 \c char *(*encode_params)(const game_params *params, int full);
440
441 The job of this function is to take a \c{game_params}, and encode it
442 in a string form for use in game IDs. The return value must be a
443 newly allocated C string, and \e{must} not contain a colon or a hash
444 (since those characters are used to mark the end of the parameter
445 section in a game ID).
446
447 Ideally, it should also not contain any other potentially
448 controversial punctuation; bear in mind when designing a string
449 parameter format that it will probably be used on both Windows and
450 Unix command lines under a variety of exciting shell quoting and
451 metacharacter rules. Sticking entirely to alphanumerics is the
452 safest thing; if you really need punctuation, you can probably get
453 away with commas, periods or underscores without causing anybody any
454 major inconvenience. If you venture far beyond that, you're likely
455 to irritate \e{somebody}.
456
457 (At the time of writing this, all existing games have purely
458 alphanumeric string parameter formats. Usually these involve a
459 letter denoting a parameter, followed optionally by a number giving
460 the value of that parameter, with a few mandatory parts at the
461 beginning such as numeric width and height separated by \cq{x}.)
462
463 If the \c{full} parameter is \cw{TRUE}, this function should encode
464 absolutely everything in the \c{game_params}, such that a subsequent
465 call to \cw{decode_params()} (\k{backend-decode-params}) will yield
466 an identical structure. If \c{full} is \cw{FALSE}, however, you
467 should leave out anything which is not necessary to describe a
468 \e{specific puzzle instance}, i.e. anything which only takes effect
469 when a new puzzle is \e{generated}. For example, the Solo
470 \c{game_params} includes a difficulty rating used when constructing
471 new puzzles; but a Solo game ID need not explicitly include the
472 difficulty, since to describe a puzzle once generated it's
473 sufficient to give the grid dimensions and the location and contents
474 of the clue squares. (Indeed, one might very easily type in a puzzle
475 out of a newspaper without \e{knowing} what its difficulty level is
476 in Solo's terminology.) Therefore, Solo's \cw{encode_params()} only
477 encodes the difficulty level if \c{full} is set.
478
479 \S{backend-decode-params} \cw{decode_params()}
480
481 \c void (*decode_params)(game_params *params, char const *string);
482
483 This function is the inverse of \cw{encode_params()}
484 (\k{backend-encode-params}). It parses the supplied string and fills
485 in the supplied \c{game_params} structure. Note that the structure
486 will \e{already} have been allocated: this function is not expected
487 to create a \e{new} \c{game_params}, but to modify an existing one.
488
489 This function can receive a string which only encodes a subset of
490 the parameters. The most obvious way in which this can happen is if
491 the string was constructed by \cw{encode_params()} with its \c{full}
492 parameter set to \cw{FALSE}; however, it could also happen if the
493 user typed in a parameter set manually and missed something out. Be
494 prepared to deal with a wide range of possibilities.
495
496 When dealing with a parameter which is not specified in the input
497 string, what to do requires a judgment call on the part of the
498 programmer. Sometimes it makes sense to adjust other parameters to
499 bring them into line with the new ones. In Mines, for example, you
500 would probably not want to keep the same mine count if the user
501 dropped the grid size and didn't specify one, since you might easily
502 end up with more mines than would actually fit in the grid! On the
503 other hand, sometimes it makes sense to leave the parameter alone: a
504 Solo player might reasonably expect to be able to configure size and
505 difficulty independently of one another.
506
507 This function currently has no direct means of returning an error if
508 the string cannot be parsed at all. However, the returned
509 \c{game_params} is almost always subsequently passed to
510 \cw{validate_params()} (\k{backend-validate-params}), so if you
511 really want to signal parse errors, you could always have a \c{char
512 *} in your parameters structure which stored an error message, and
513 have \cw{validate_params()} return it if it is non-\cw{NULL}.
514
515 \S{backend-free-params} \cw{free_params()}
516
517 \c void (*free_params)(game_params *params);
518
519 This function frees a \c{game_params} structure, and any subsidiary
520 allocations contained within it.
521
522 \S{backend-dup-params} \cw{dup_params()}
523
524 \c game_params *(*dup_params)(const game_params *params);
525
526 This function allocates a new \c{game_params} structure and
527 initialises it with an exact copy of the information in the one
528 provided as input. It returns a pointer to the new duplicate.
529
530 \S{backend-can-configure} \c{can_configure}
531
532 \c int can_configure;
533
534 This boolean data element is set to \cw{TRUE} if the back end
535 supports custom parameter configuration via a dialog box. If it is
536 \cw{TRUE}, then the functions \cw{configure()} and
537 \cw{custom_params()} are expected to work. See \k{backend-configure}
538 and \k{backend-custom-params} for more details.
539
540 \S{backend-configure} \cw{configure()}
541
542 \c config_item *(*configure)(const game_params *params);
543
544 This function is called when the user requests a dialog box for
545 custom parameter configuration. It returns a newly allocated array
546 of \cw{config_item} structures, describing the GUI elements required
547 in the dialog box. The array should have one more element than the
548 number of controls, since it is terminated with a \cw{C_END} marker
549 (see below). Each array element describes the control together with
550 its initial value; the front end will modify the value fields and
551 return the updated array to \cw{custom_params()} (see
552 \k{backend-custom-params}).
553
554 The \cw{config_item} structure contains the following elements:
555
556 \c char *name;
557 \c int type;
558 \c union { /* type-specific fields */ } u;
559 \e         iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
560
561 \c{name} is an ASCII string giving the textual label for a GUI
562 control. It is \e{not} expected to be dynamically allocated.
563
564 \c{type} contains one of a small number of \c{enum} values defining
565 what type of control is being described. The usable member of the
566 union field \c{u} depends on \c{type}. The valid type values are:
567
568 \dt \c{C_STRING}
569
570 \dd Describes a text input box. (This is also used for numeric
571 input. The back end does not bother informing the front end that the
572 box is numeric rather than textual; some front ends do have the
573 capacity to take this into account, but I decided it wasn't worth
574 the extra complexity in the interface.)
575
576 \lcont{
577
578 For controls of this type, \c{u.string} contains a single field
579
580 \c char *sval;
581
582 which stores a dynamically allocated string representing the contents
583 of the input box.
584
585 }
586
587 \dt \c{C_BOOLEAN}
588
589 \dd Describes a simple checkbox.
590
591 \lcont{
592
593 For controls of this type, \c{u.boolean} contains a single field
594
595 \c int bval;
596
597 which is either \cw{TRUE} or \cw{FALSE}.
598
599 }
600
601 \dt \c{C_CHOICES}
602
603 \dd Describes a drop-down list presenting one of a small number of
604 fixed choices.
605
606 \lcont{
607
608 For controls of this type, \c{u.choices} contains two fields:
609
610 \c const char *choicenames;
611 \c int selected;
612
613 \c{choicenames} contains a list of strings describing the choices. The
614 very first character of \c{sval} is used as a delimiter when
615 processing the rest (so that the strings \cq{:zero:one:two},
616 \cq{!zero!one!two} and \cq{xzeroxonextwo} all define a three-element
617 list containing \cq{zero}, \cq{one} and \cq{two}).
618
619 \c{selected} contains the index of the currently selected element,
620 numbering from zero (so that in the above example, 0 would mean
621 \cq{zero} and 2 would mean \cq{two}).
622
623 Note that \c{u.choices.choicenames} is \e{not} dynamically allocated,
624 unlike \c{u.string.sval}.
625
626 }
627
628 \dt \c{C_END}
629
630 \dd Marks the end of the array of \c{config_item}s. There is no
631 associated member of the union field \c{u} for this type.
632
633 The array returned from this function is expected to have filled in
634 the initial values of all the controls according to the input
635 \c{game_params} structure.
636
637 If the game's \c{can_configure} flag is set to \cw{FALSE}, this
638 function is never called and need not do anything at all.
639
640 \S{backend-custom-params} \cw{custom_params()}
641
642 \c game_params *(*custom_params)(const config_item *cfg);
643
644 This function is the counterpart to \cw{configure()}
645 (\k{backend-configure}). It receives as input an array of
646 \c{config_item}s which was originally created by \cw{configure()},
647 but in which the control values have since been changed in
648 accordance with user input. Its function is to read the new values
649 out of the controls and return a newly allocated \c{game_params}
650 structure representing the user's chosen parameter set.
651
652 (The front end will have modified the controls' \e{values}, but
653 there will still always be the same set of controls, in the same
654 order, as provided by \cw{configure()}. It is not necessary to check
655 the \c{name} and \c{type} fields, although you could use
656 \cw{assert()} if you were feeling energetic.)
657
658 This function is not expected to (and indeed \e{must not}) free the
659 input \c{config_item} array. (If the parameters fail to validate,
660 the dialog box will stay open.)
661
662 If the game's \c{can_configure} flag is set to \cw{FALSE}, this
663 function is never called and need not do anything at all.
664
665 \S{backend-validate-params} \cw{validate_params()}
666
667 \c char *(*validate_params)(const game_params *params, int full);
668
669 This function takes a \c{game_params} structure as input, and checks
670 that the parameters described in it fall within sensible limits. (At
671 the very least, grid dimensions should almost certainly be strictly
672 positive, for example.)
673
674 Return value is \cw{NULL} if no problems were found, or
675 alternatively a (non-dynamically-allocated) ASCII string describing
676 the error in human-readable form.
677
678 If the \c{full} parameter is set, full validation should be
679 performed: any set of parameters which would not permit generation
680 of a sensible puzzle should be faulted. If \c{full} is \e{not} set,
681 the implication is that these parameters are not going to be used
682 for \e{generating} a puzzle; so parameters which can't even sensibly
683 \e{describe} a valid puzzle should still be faulted, but parameters
684 which only affect puzzle generation should not be.
685
686 (The \c{full} option makes a difference when parameter combinations
687 are non-orthogonal. For example, Net has a boolean option
688 controlling whether it enforces a unique solution; it turns out that
689 it's impossible to generate a uniquely soluble puzzle with wrapping
690 walls and width 2, so \cw{validate_params()} will complain if you
691 ask for one. However, if the user had just been playing a unique
692 wrapping puzzle of a more sensible width, and then pastes in a game
693 ID acquired from somebody else which happens to describe a
694 \e{non}-unique wrapping width-2 puzzle, then \cw{validate_params()}
695 will be passed a \c{game_params} containing the width and wrapping
696 settings from the new game ID and the uniqueness setting from the
697 old one. This would be faulted, if it weren't for the fact that
698 \c{full} is not set during this call, so Net ignores the
699 inconsistency. The resulting \c{game_params} is never subsequently
700 used to generate a puzzle; this is a promise made by the mid-end
701 when it asks for a non-full validation.)
702
703 \H{backend-descs} Handling game descriptions
704
705 In this section I present the functions that deal with a textual
706 description of a puzzle, i.e. the part that comes after the colon in
707 a descriptive-format game ID.
708
709 \S{backend-new-desc} \cw{new_desc()}
710
711 \c char *(*new_desc)(const game_params *params, random_state *rs,
712 \c                   char **aux, int interactive);
713
714 This function is where all the really hard work gets done. This is
715 the function whose job is to randomly generate a new puzzle,
716 ensuring solubility and uniqueness as appropriate.
717
718 As input it is given a \c{game_params} structure and a random state
719 (see \k{utils-random} for the random number API). It must invent a
720 puzzle instance, encode it in string form, and return a dynamically
721 allocated C string containing that encoding.
722
723 Additionally, it may return a second dynamically allocated string in
724 \c{*aux}. (If it doesn't want to, then it can leave that parameter
725 completely alone; it isn't required to set it to \cw{NULL}, although
726 doing so is harmless.) That string, if present, will be passed to
727 \cw{solve()} (\k{backend-solve}) later on; so if the puzzle is
728 generated in such a way that a solution is known, then information
729 about that solution can be saved in \c{*aux} for \cw{solve()} to
730 use.
731
732 The \c{interactive} parameter should be ignored by almost all
733 puzzles. Its purpose is to distinguish between generating a puzzle
734 within a GUI context for immediate play, and generating a puzzle in
735 a command-line context for saving to be played later. The only
736 puzzle that currently uses this distinction (and, I fervently hope,
737 the only one which will \e{ever} need to use it) is Mines, which
738 chooses a random first-click location when generating puzzles
739 non-interactively, but which waits for the user to place the first
740 click when interactive. If you think you have come up with another
741 puzzle which needs to make use of this parameter, please think for
742 at least ten minutes about whether there is \e{any} alternative!
743
744 Note that game description strings are not required to contain an
745 encoding of parameters such as grid size; a game description is
746 never separated from the \c{game_params} it was generated with, so
747 any information contained in that structure need not be encoded
748 again in the game description.
749
750 \S{backend-validate-desc} \cw{validate_desc()}
751
752 \c char *(*validate_desc)(const game_params *params, const char *desc);
753
754 This function is given a game description, and its job is to
755 validate that it describes a puzzle which makes sense.
756
757 To some extent it's up to the user exactly how far they take the
758 phrase \q{makes sense}; there are no particularly strict rules about
759 how hard the user is permitted to shoot themself in the foot when
760 typing in a bogus game description by hand. (For example, Rectangles
761 will not verify that the sum of all the numbers in the grid equals
762 the grid's area. So a user could enter a puzzle which was provably
763 not soluble, and the program wouldn't complain; there just wouldn't
764 happen to be any sequence of moves which solved it.)
765
766 The one non-negotiable criterion is that any game description which
767 makes it through \cw{validate_desc()} \e{must not} subsequently
768 cause a crash or an assertion failure when fed to \cw{new_game()}
769 and thence to the rest of the back end.
770
771 The return value is \cw{NULL} on success, or a
772 non-dynamically-allocated C string containing an error message.
773
774 \S{backend-new-game} \cw{new_game()}
775
776 \c game_state *(*new_game)(midend *me, const game_params *params,
777 \c                         const char *desc);
778
779 This function takes a game description as input, together with its
780 accompanying \c{game_params}, and constructs a \c{game_state}
781 describing the initial state of the puzzle. It returns a newly
782 allocated \c{game_state} structure.
783
784 Almost all puzzles should ignore the \c{me} parameter. It is
785 required by Mines, which needs it for later passing to
786 \cw{midend_supersede_game_desc()} (see \k{backend-supersede}) once
787 the user has placed the first click. I fervently hope that no other
788 puzzle will be awkward enough to require it, so everybody else
789 should ignore it. As with the \c{interactive} parameter in
790 \cw{new_desc()} (\k{backend-new-desc}), if you think you have a
791 reason to need this parameter, please try very hard to think of an
792 alternative approach!
793
794 \H{backend-states} Handling game states
795
796 This section describes the functions which create and destroy
797 \c{game_state} structures.
798
799 (Well, except \cw{new_game()}, which is in \k{backend-new-game}
800 instead of under here; but it deals with game descriptions \e{and}
801 game states and it had to go in one section or the other.)
802
803 \S{backend-dup-game} \cw{dup_game()}
804
805 \c game_state *(*dup_game)(const game_state *state);
806
807 This function allocates a new \c{game_state} structure and
808 initialises it with an exact copy of the information in the one
809 provided as input. It returns a pointer to the new duplicate.
810
811 \S{backend-free-game} \cw{free_game()}
812
813 \c void (*free_game)(game_state *state);
814
815 This function frees a \c{game_state} structure, and any subsidiary
816 allocations contained within it.
817
818 \H{backend-ui} Handling \c{game_ui}
819
820 \S{backend-new-ui} \cw{new_ui()}
821
822 \c game_ui *(*new_ui)(const game_state *state);
823
824 This function allocates and returns a new \c{game_ui} structure for
825 playing a particular puzzle. It is passed a pointer to the initial
826 \c{game_state}, in case it needs to refer to that when setting up
827 the initial values for the new game.
828
829 \S{backend-free-ui} \cw{free_ui()}
830
831 \c void (*free_ui)(game_ui *ui);
832
833 This function frees a \c{game_ui} structure, and any subsidiary
834 allocations contained within it.
835
836 \S{backend-encode-ui} \cw{encode_ui()}
837
838 \c char *(*encode_ui)(const game_ui *ui);
839
840 This function encodes any \e{important} data in a \c{game_ui}
841 structure in string form. It is only called when saving a
842 half-finished game to a file.
843
844 It should be used sparingly. Almost all data in a \c{game_ui} is not
845 important enough to save. The location of the keyboard-controlled
846 cursor, for example, can be reset to a default position on reloading
847 the game without impacting the user experience. If the user should
848 somehow manage to save a game while a mouse drag was in progress,
849 then discarding that mouse drag would be an outright \e{feature}.
850
851 A typical thing that \e{would} be worth encoding in this function is
852 the Mines death counter: it's in the \c{game_ui} rather than the
853 \c{game_state} because it's too important to allow the user to
854 revert it by using Undo, and therefore it's also too important to
855 allow the user to revert it by saving and reloading. (Of course, the
856 user could edit the save file by hand... But if the user is \e{that}
857 determined to cheat, they could just as easily modify the game's
858 source.)
859
860 \S{backend-decode-ui} \cw{decode_ui()}
861
862 \c void (*decode_ui)(game_ui *ui, const char *encoding);
863
864 This function parses a string previously output by \cw{encode_ui()},
865 and writes the decoded data back into the provided \c{game_ui}
866 structure.
867
868 \S{backend-changed-state} \cw{changed_state()}
869
870 \c void (*changed_state)(game_ui *ui, const game_state *oldstate,
871 \c                       const game_state *newstate);
872
873 This function is called by the mid-end whenever the current game
874 state changes, for any reason. Those reasons include:
875
876 \b a fresh move being made by \cw{interpret_move()} and
877 \cw{execute_move()}
878
879 \b a solve operation being performed by \cw{solve()} and
880 \cw{execute_move()}
881
882 \b the user moving back and forth along the undo list by means of
883 the Undo and Redo operations
884
885 \b the user selecting Restart to go back to the initial game state.
886
887 The job of \cw{changed_state()} is to update the \c{game_ui} for
888 consistency with the new game state, if any update is necessary. For
889 example, Same Game stores data about the currently selected tile
890 group in its \c{game_ui}, and this data is intrinsically related to
891 the game state it was derived from. So it's very likely to become
892 invalid when the game state changes; thus, Same Game's
893 \cw{changed_state()} function clears the current selection whenever
894 it is called.
895
896 When \cw{anim_length()} or \cw{flash_length()} are called, you can
897 be sure that there has been a previous call to \cw{changed_state()}.
898 So \cw{changed_state()} can set up data in the \c{game_ui} which will
899 be read by \cw{anim_length()} and \cw{flash_length()}, and those
900 functions will not have to worry about being called without the data
901 having been initialised.
902
903 \H{backend-moves} Making moves
904
905 This section describes the functions which actually make moves in
906 the game: that is, the functions which process user input and end up
907 producing new \c{game_state}s.
908
909 \S{backend-interpret-move} \cw{interpret_move()}
910
911 \c char *(*interpret_move)(const game_state *state, game_ui *ui,
912 \c                         const game_drawstate *ds,
913 \c                         int x, int y, int button);
914
915 This function receives user input and processes it. Its input
916 parameters are the current \c{game_state}, the current \c{game_ui}
917 and the current \c{game_drawstate}, plus details of the input event.
918 \c{button} is either an ASCII value or a special code (listed below)
919 indicating an arrow or function key or a mouse event; when
920 \c{button} is a mouse event, \c{x} and \c{y} contain the pixel
921 coordinates of the mouse pointer relative to the top left of the
922 puzzle's drawing area.
923
924 (The pointer to the \c{game_drawstate} is marked \c{const}, because
925 \c{interpret_move} should not write to it. The normal use of that
926 pointer will be to read the game's tile size parameter in order to
927 divide mouse coordinates by it.)
928
929 \cw{interpret_move()} may return in three different ways:
930
931 \b Returning \cw{NULL} indicates that no action whatsoever occurred
932 in response to the input event; the puzzle was not interested in it
933 at all.
934
935 \b Returning the special value \cw{UI_UPDATE} indicates that the input
936 event has resulted in a change being made to the \c{game_ui} which
937 will require a redraw of the game window, but that no actual \e{move}
938 was made (i.e. no new \c{game_state} needs to be created).
939
940 \b Returning anything else indicates that a move was made and that a
941 new \c{game_state} must be created. However, instead of actually
942 constructing a new \c{game_state} itself, this function is required
943 to return a string description of the details of the move. This
944 string will be passed to \cw{execute_move()}
945 (\k{backend-execute-move}) to actually create the new
946 \c{game_state}. (Encoding moves as strings in this way means that
947 the mid-end can keep the strings as well as the game states, and the
948 strings can be written to disk when saving the game and fed to
949 \cw{execute_move()} again on reloading.)
950
951 The return value from \cw{interpret_move()} is expected to be
952 dynamically allocated if and only if it is not either \cw{NULL}
953 \e{or} the special string constant \c{UI_UPDATE}.
954
955 After this function is called, the back end is permitted to rely on
956 some subsequent operations happening in sequence:
957
958 \b \cw{execute_move()} will be called to convert this move
959 description into a new \c{game_state}
960
961 \b \cw{changed_state()} will be called with the new \c{game_state}.
962
963 This means that if \cw{interpret_move()} needs to do updates to the
964 \c{game_ui} which are easier to perform by referring to the new
965 \c{game_state}, it can safely leave them to be done in
966 \cw{changed_state()} and not worry about them failing to happen.
967
968 (Note, however, that \cw{execute_move()} may \e{also} be called in
969 other circumstances. It is only \cw{interpret_move()} which can rely
970 on a subsequent call to \cw{changed_state()}.)
971
972 The special key codes supported by this function are:
973
974 \dt \cw{LEFT_BUTTON}, \cw{MIDDLE_BUTTON}, \cw{RIGHT_BUTTON}
975
976 \dd Indicate that one of the mouse buttons was pressed down.
977
978 \dt \cw{LEFT_DRAG}, \cw{MIDDLE_DRAG}, \cw{RIGHT_DRAG}
979
980 \dd Indicate that the mouse was moved while one of the mouse buttons
981 was still down. The mid-end guarantees that when one of these events
982 is received, it will always have been preceded by a button-down
983 event (and possibly other drag events) for the same mouse button,
984 and no event involving another mouse button will have appeared in
985 between.
986
987 \dt \cw{LEFT_RELEASE}, \cw{MIDDLE_RELEASE}, \cw{RIGHT_RELEASE}
988
989 \dd Indicate that a mouse button was released.  The mid-end
990 guarantees that when one of these events is received, it will always
991 have been preceded by a button-down event (and possibly some drag
992 events) for the same mouse button, and no event involving another
993 mouse button will have appeared in between.
994
995 \dt \cw{CURSOR_UP}, \cw{CURSOR_DOWN}, \cw{CURSOR_LEFT},
996 \cw{CURSOR_RIGHT}
997
998 \dd Indicate that an arrow key was pressed.
999
1000 \dt \cw{CURSOR_SELECT}
1001
1002 \dd On platforms which have a prominent \q{select} button alongside
1003 their cursor keys, indicates that that button was pressed.
1004
1005 In addition, there are some modifiers which can be bitwise-ORed into
1006 the \c{button} parameter:
1007
1008 \dt \cw{MOD_CTRL}, \cw{MOD_SHFT}
1009
1010 \dd These indicate that the Control or Shift key was pressed
1011 alongside the key. They only apply to the cursor keys, not to mouse
1012 buttons or anything else.
1013
1014 \dt \cw{MOD_NUM_KEYPAD}
1015
1016 \dd This applies to some ASCII values, and indicates that the key
1017 code was input via the numeric keypad rather than the main keyboard.
1018 Some puzzles may wish to treat this differently (for example, a
1019 puzzle might want to use the numeric keypad as an eight-way
1020 directional pad), whereas others might not (a game involving numeric
1021 input probably just wants to treat the numeric keypad as numbers).
1022
1023 \dt \cw{MOD_MASK}
1024
1025 \dd This mask is the bitwise OR of all the available modifiers; you
1026 can bitwise-AND with \cw{~MOD_MASK} to strip all the modifiers off
1027 any input value.
1028
1029 \S{backend-execute-move} \cw{execute_move()}
1030
1031 \c game_state *(*execute_move)(const game_state *state, char *move);
1032
1033 This function takes an input \c{game_state} and a move string as
1034 output from \cw{interpret_move()}. It returns a newly allocated
1035 \c{game_state} which contains the result of applying the specified
1036 move to the input game state.
1037
1038 This function may return \cw{NULL} if it cannot parse the move
1039 string (and this is definitely preferable to crashing or failing an
1040 assertion, since one way this can happen is if loading a corrupt
1041 save file). However, it must not return \cw{NULL} for any move
1042 string that really was output from \cw{interpret_move()}: this is
1043 punishable by assertion failure in the mid-end.
1044
1045 \S{backend-can-solve} \c{can_solve}
1046
1047 \c int can_solve;
1048
1049 This boolean field is set to \cw{TRUE} if the game's \cw{solve()}
1050 function does something. If it's set to \cw{FALSE}, the game will
1051 not even offer the \q{Solve} menu option.
1052
1053 \S{backend-solve} \cw{solve()}
1054
1055 \c char *(*solve)(const game_state *orig, const game_state *curr,
1056 \c                const char *aux, char **error);
1057
1058 This function is called when the user selects the \q{Solve} option
1059 from the menu.
1060
1061 It is passed two input game states: \c{orig} is the game state from
1062 the very start of the puzzle, and \c{curr} is the current one.
1063 (Different games find one or other or both of these convenient.) It
1064 is also passed the \c{aux} string saved by \cw{new_desc()}
1065 (\k{backend-new-desc}), in case that encodes important information
1066 needed to provide the solution.
1067
1068 If this function is unable to produce a solution (perhaps, for
1069 example, the game has no in-built solver so it can only solve
1070 puzzles it invented internally and has an \c{aux} string for) then
1071 it may return \cw{NULL}. If it does this, it must also set
1072 \c{*error} to an error message to be presented to the user (such as
1073 \q{Solution not known for this puzzle}); that error message is not
1074 expected to be dynamically allocated.
1075
1076 If this function \e{does} produce a solution, it returns a move string
1077 suitable for feeding to \cw{execute_move()}
1078 (\k{backend-execute-move}). Like a (non-empty) string returned from
1079 \cw{interpret_move()}, the returned string should be dynamically
1080 allocated.
1081
1082 \H{backend-drawing} Drawing the game graphics
1083
1084 This section discusses the back end functions that deal with
1085 drawing.
1086
1087 \S{backend-new-drawstate} \cw{new_drawstate()}
1088
1089 \c game_drawstate *(*new_drawstate)(drawing *dr,
1090 \c                                  const game_state *state);
1091
1092 This function allocates and returns a new \c{game_drawstate}
1093 structure for drawing a particular puzzle. It is passed a pointer to
1094 a \c{game_state}, in case it needs to refer to that when setting up
1095 any initial data.
1096
1097 This function may not rely on the puzzle having been newly started;
1098 a new draw state can be constructed at any time if the front end
1099 requests a forced redraw. For games like Pattern, in which initial
1100 game states are much simpler than general ones, this might be
1101 important to keep in mind.
1102
1103 The parameter \c{dr} is a drawing object (see \k{drawing}) which the
1104 function might need to use to allocate blitters. (However, this
1105 isn't recommended; it's usually more sensible to wait to allocate a
1106 blitter until \cw{set_size()} is called, because that way you can
1107 tailor it to the scale at which the puzzle is being drawn.)
1108
1109 \S{backend-free-drawstate} \cw{free_drawstate()}
1110
1111 \c void (*free_drawstate)(drawing *dr, game_drawstate *ds);
1112
1113 This function frees a \c{game_drawstate} structure, and any
1114 subsidiary allocations contained within it.
1115
1116 The parameter \c{dr} is a drawing object (see \k{drawing}), which
1117 might be required if you are freeing a blitter.
1118
1119 \S{backend-preferred-tilesize} \c{preferred_tilesize}
1120
1121 \c int preferred_tilesize;
1122
1123 Each game is required to define a single integer parameter which
1124 expresses, in some sense, the scale at which it is drawn. This is
1125 described in the APIs as \cq{tilesize}, since most puzzles are on a
1126 square (or possibly triangular or hexagonal) grid and hence a
1127 sensible interpretation of this parameter is to define it as the
1128 size of one grid tile in pixels; however, there's no actual
1129 requirement that the \q{tile size} be proportional to the game
1130 window size. Window size is required to increase monotonically with
1131 \q{tile size}, however.
1132
1133 The data element \c{preferred_tilesize} indicates the tile size
1134 which should be used in the absence of a good reason to do otherwise
1135 (such as the screen being too small, or the user explicitly
1136 requesting a resize if that ever gets implemented).
1137
1138 \S{backend-compute-size} \cw{compute_size()}
1139
1140 \c void (*compute_size)(const game_params *params, int tilesize,
1141 \c                      int *x, int *y);
1142
1143 This function is passed a \c{game_params} structure and a tile size.
1144 It returns, in \c{*x} and \c{*y}, the size in pixels of the drawing
1145 area that would be required to render a puzzle with those parameters
1146 at that tile size.
1147
1148 \S{backend-set-size} \cw{set_size()}
1149
1150 \c void (*set_size)(drawing *dr, game_drawstate *ds,
1151 \c                  const game_params *params, int tilesize);
1152
1153 This function is responsible for setting up a \c{game_drawstate} to
1154 draw at a given tile size. Typically this will simply involve
1155 copying the supplied \c{tilesize} parameter into a \c{tilesize}
1156 field inside the draw state; for some more complex games it might
1157 also involve setting up other dimension fields, or possibly
1158 allocating a blitter (see \k{drawing-blitter}).
1159
1160 The parameter \c{dr} is a drawing object (see \k{drawing}), which is
1161 required if a blitter needs to be allocated.
1162
1163 Back ends may assume (and may enforce by assertion) that this
1164 function will be called at most once for any \c{game_drawstate}. If
1165 a puzzle needs to be redrawn at a different size, the mid-end will
1166 create a fresh drawstate.
1167
1168 \S{backend-colours} \cw{colours()}
1169
1170 \c float *(*colours)(frontend *fe, int *ncolours);
1171
1172 This function is responsible for telling the front end what colours
1173 the puzzle will need to draw itself.
1174
1175 It returns the number of colours required in \c{*ncolours}, and the
1176 return value from the function itself is a dynamically allocated
1177 array of three times that many \c{float}s, containing the red, green
1178 and blue components of each colour respectively as numbers in the
1179 range [0,1].
1180
1181 The second parameter passed to this function is a front end handle.
1182 The only things it is permitted to do with this handle are to call
1183 the front-end function called \cw{frontend_default_colour()} (see
1184 \k{frontend-default-colour}) or the utility function called
1185 \cw{game_mkhighlight()} (see \k{utils-game-mkhighlight}). (The
1186 latter is a wrapper on the former, so front end implementors only
1187 need to provide \cw{frontend_default_colour()}.) This allows
1188 \cw{colours()} to take local configuration into account when
1189 deciding on its own colour allocations. Most games use the front
1190 end's default colour as their background, apart from a few which
1191 depend on drawing relief highlights so they adjust the background
1192 colour if it's too light for highlights to show up against it.
1193
1194 Note that the colours returned from this function are for
1195 \e{drawing}, not for printing. Printing has an entirely different
1196 colour allocation policy.
1197
1198 \S{backend-anim-length} \cw{anim_length()}
1199
1200 \c float (*anim_length)(const game_state *oldstate,
1201 \c                      const game_state *newstate,
1202 \c                      int dir, game_ui *ui);
1203
1204 This function is called when a move is made, undone or redone. It is
1205 given the old and the new \c{game_state}, and its job is to decide
1206 whether the transition between the two needs to be animated or can
1207 be instant.
1208
1209 \c{oldstate} is the state that was current until this call;
1210 \c{newstate} is the state that will be current after it. \c{dir}
1211 specifies the chronological order of those states: if it is
1212 positive, then the transition is the result of a move or a redo (and
1213 so \c{newstate} is the later of the two moves), whereas if it is
1214 negative then the transition is the result of an undo (so that
1215 \c{newstate} is the \e{earlier} move).
1216
1217 If this function decides the transition should be animated, it
1218 returns the desired length of the animation in seconds. If not, it
1219 returns zero.
1220
1221 State changes as a result of a Restart operation are never animated;
1222 the mid-end will handle them internally and never consult this
1223 function at all. State changes as a result of Solve operations are
1224 also not animated by default, although you can change this for a
1225 particular game by setting a flag in \c{flags} (\k{backend-flags}).
1226
1227 The function is also passed a pointer to the local \c{game_ui}. It
1228 may refer to information in here to help with its decision (see
1229 \k{writing-conditional-anim} for an example of this), and/or it may
1230 \e{write} information about the nature of the animation which will
1231 be read later by \cw{redraw()}.
1232
1233 When this function is called, it may rely on \cw{changed_state()}
1234 having been called previously, so if \cw{anim_length()} needs to
1235 refer to information in the \c{game_ui}, then \cw{changed_state()}
1236 is a reliable place to have set that information up.
1237
1238 Move animations do not inhibit further input events. If the user
1239 continues playing before a move animation is complete, the animation
1240 will be abandoned and the display will jump straight to the final
1241 state.
1242
1243 \S{backend-flash-length} \cw{flash_length()}
1244
1245 \c float (*flash_length)(const game_state *oldstate,
1246 \c                       const game_state *newstate,
1247 \c                       int dir, game_ui *ui);
1248
1249 This function is called when a move is completed. (\q{Completed}
1250 means that not only has the move been made, but any animation which
1251 accompanied it has finished.) It decides whether the transition from
1252 \c{oldstate} to \c{newstate} merits a \q{flash}.
1253
1254 A flash is much like a move animation, but it is \e{not} interrupted
1255 by further user interface activity; it runs to completion in
1256 parallel with whatever else might be going on on the display. The
1257 only thing which will rush a flash to completion is another flash.
1258
1259 The purpose of flashes is to indicate that the game has been
1260 completed. They were introduced as a separate concept from move
1261 animations because of Net: the habit of most Net players (and
1262 certainly me) is to rotate a tile into place and immediately lock
1263 it, then move on to another tile. When you make your last move, at
1264 the instant the final tile is rotated into place the screen starts
1265 to flash to indicate victory \dash but if you then press the lock
1266 button out of habit, then the move animation is cancelled, and the
1267 victory flash does not complete. (And if you \e{don't} press the
1268 lock button, the completed grid will look untidy because there will
1269 be one unlocked square.) Therefore, I introduced a specific concept
1270 of a \q{flash} which is separate from a move animation and can
1271 proceed in parallel with move animations and any other display
1272 activity, so that the victory flash in Net is not cancelled by that
1273 final locking move.
1274
1275 The input parameters to \cw{flash_length()} are exactly the same as
1276 the ones to \cw{anim_length()}.
1277
1278 Just like \cw{anim_length()}, when this function is called, it may
1279 rely on \cw{changed_state()} having been called previously, so if it
1280 needs to refer to information in the \c{game_ui} then
1281 \cw{changed_state()} is a reliable place to have set that
1282 information up.
1283
1284 (Some games use flashes to indicate defeat as well as victory;
1285 Mines, for example, flashes in a different colour when you tread on
1286 a mine from the colour it uses when you complete the game. In order
1287 to achieve this, its \cw{flash_length()} function has to store a
1288 flag in the \c{game_ui} to indicate which flash type is required.)
1289
1290 \S{backend-status} \cw{status()}
1291
1292 \c int (*status)(const game_state *state);
1293
1294 This function returns a status value indicating whether the current
1295 game is still in play, or has been won, or has been conclusively lost.
1296 The mid-end uses this to implement \cw{midend_status()}
1297 (\k{midend-status}).
1298
1299 The return value should be +1 if the game has been successfully
1300 solved. If the game has been lost in a situation where further play is
1301 unlikely, the return value should be -1. If neither is true (so play
1302 is still ongoing), return zero.
1303
1304 Front ends may wish to use a non-zero status as a cue to proactively
1305 offer the option of starting a new game. Therefore, back ends should
1306 not return -1 if the game has been \e{technically} lost but undoing
1307 and continuing is still a realistic possibility.
1308
1309 (For instance, games with hidden information such as Guess or Mines
1310 might well return a non-zero status whenever they reveal the solution,
1311 whether or not the player guessed it correctly, on the grounds that a
1312 player would be unlikely to hide the solution and continue playing
1313 after the answer was spoiled. On the other hand, games where you can
1314 merely get into a dead end such as Same Game or Inertia might choose
1315 to return 0 in that situation, on the grounds that the player would
1316 quite likely press Undo and carry on playing.)
1317
1318 \S{backend-redraw} \cw{redraw()}
1319
1320 \c void (*redraw)(drawing *dr, game_drawstate *ds,
1321 \c                const game_state *oldstate,
1322 \c                const game_state *newstate,
1323 \c                int dir, const game_ui *ui,
1324 \c                float anim_time, float flash_time);
1325
1326 This function is responsible for actually drawing the contents of
1327 the game window, and for redrawing every time the game state or the
1328 \c{game_ui} changes.
1329
1330 The parameter \c{dr} is a drawing object which may be passed to the
1331 drawing API functions (see \k{drawing} for documentation of the
1332 drawing API). This function may not save \c{dr} and use it
1333 elsewhere; it must only use it for calling back to the drawing API
1334 functions within its own lifetime.
1335
1336 \c{ds} is the local \c{game_drawstate}, of course, and \c{ui} is the
1337 local \c{game_ui}.
1338
1339 \c{newstate} is the semantically-current game state, and is always
1340 non-\cw{NULL}. If \c{oldstate} is also non-\cw{NULL}, it means that
1341 a move has recently been made and the game is still in the process
1342 of displaying an animation linking the old and new states; in this
1343 situation, \c{anim_time} will give the length of time (in seconds)
1344 that the animation has already been running. If \c{oldstate} is
1345 \cw{NULL}, then \c{anim_time} is unused (and will hopefully be set
1346 to zero to avoid confusion).
1347
1348 \c{flash_time}, if it is is non-zero, denotes that the game is in
1349 the middle of a flash, and gives the time since the start of the
1350 flash. See \k{backend-flash-length} for general discussion of
1351 flashes.
1352
1353 The very first time this function is called for a new
1354 \c{game_drawstate}, it is expected to redraw the \e{entire} drawing
1355 area. Since this often involves drawing visual furniture which is
1356 never subsequently altered, it is often simplest to arrange this by
1357 having a special \q{first time} flag in the draw state, and
1358 resetting it after the first redraw.
1359
1360 When this function (or any subfunction) calls the drawing API, it is
1361 expected to pass colour indices which were previously defined by the
1362 \cw{colours()} function.
1363
1364 \H{backend-printing} Printing functions
1365
1366 This section discusses the back end functions that deal with
1367 printing puzzles out on paper.
1368
1369 \S{backend-can-print} \c{can_print}
1370
1371 \c int can_print;
1372
1373 This flag is set to \cw{TRUE} if the puzzle is capable of printing
1374 itself on paper. (This makes sense for some puzzles, such as Solo,
1375 which can be filled in with a pencil. Other puzzles, such as
1376 Twiddle, inherently involve moving things around and so would not
1377 make sense to print.)
1378
1379 If this flag is \cw{FALSE}, then the functions \cw{print_size()}
1380 and \cw{print()} will never be called.
1381
1382 \S{backend-can-print-in-colour} \c{can_print_in_colour}
1383
1384 \c int can_print_in_colour;
1385
1386 This flag is set to \cw{TRUE} if the puzzle is capable of printing
1387 itself differently when colour is available. For example, Map can
1388 actually print coloured regions in different \e{colours} rather than
1389 resorting to cross-hatching.
1390
1391 If the \c{can_print} flag is \cw{FALSE}, then this flag will be
1392 ignored.
1393
1394 \S{backend-print-size} \cw{print_size()}
1395
1396 \c void (*print_size)(const game_params *params, float *x, float *y);
1397
1398 This function is passed a \c{game_params} structure and a tile size.
1399 It returns, in \c{*x} and \c{*y}, the preferred size in
1400 \e{millimetres} of that puzzle if it were to be printed out on paper.
1401
1402 If the \c{can_print} flag is \cw{FALSE}, this function will never be
1403 called.
1404
1405 \S{backend-print} \cw{print()}
1406
1407 \c void (*print)(drawing *dr, const game_state *state, int tilesize);
1408
1409 This function is called when a puzzle is to be printed out on paper.
1410 It should use the drawing API functions (see \k{drawing}) to print
1411 itself.
1412
1413 This function is separate from \cw{redraw()} because it is often
1414 very different:
1415
1416 \b The printing function may not depend on pixel accuracy, since
1417 printer resolution is variable. Draw as if your canvas had infinite
1418 resolution.
1419
1420 \b The printing function sometimes needs to display things in a
1421 completely different style. Net, for example, is very different as
1422 an on-screen puzzle and as a printed one.
1423
1424 \b The printing function is often much simpler since it has no need
1425 to deal with repeated partial redraws.
1426
1427 However, there's no reason the printing and redraw functions can't
1428 share some code if they want to.
1429
1430 When this function (or any subfunction) calls the drawing API, the
1431 colour indices it passes should be colours which have been allocated
1432 by the \cw{print_*_colour()} functions within this execution of
1433 \cw{print()}. This is very different from the fixed small number of
1434 colours used in \cw{redraw()}, because printers do not have a
1435 limitation on the total number of colours that may be used. Some
1436 puzzles' printing functions might wish to allocate only one \q{ink}
1437 colour and use it for all drawing; others might wish to allocate
1438 \e{more} colours than are used on screen.
1439
1440 One possible colour policy worth mentioning specifically is that a
1441 puzzle's printing function might want to allocate the \e{same}
1442 colour indices as are used by the redraw function, so that code
1443 shared between drawing and printing does not have to keep switching
1444 its colour indices. In order to do this, the simplest thing is to
1445 make use of the fact that colour indices returned from
1446 \cw{print_*_colour()} are guaranteed to be in increasing order from
1447 zero. So if you have declared an \c{enum} defining three colours
1448 \cw{COL_BACKGROUND}, \cw{COL_THIS} and \cw{COL_THAT}, you might then
1449 write
1450
1451 \c int c;
1452 \c c = print_mono_colour(dr, 1); assert(c == COL_BACKGROUND);
1453 \c c = print_mono_colour(dr, 0); assert(c == COL_THIS);
1454 \c c = print_mono_colour(dr, 0); assert(c == COL_THAT);
1455
1456 If the \c{can_print} flag is \cw{FALSE}, this function will never be
1457 called.
1458
1459 \H{backend-misc} Miscellaneous
1460
1461 \S{backend-can-format-as-text-ever} \c{can_format_as_text_ever}
1462
1463 \c int can_format_as_text_ever;
1464
1465 This boolean field is \cw{TRUE} if the game supports formatting a
1466 game state as ASCII text (typically ASCII art) for copying to the
1467 clipboard and pasting into other applications. If it is \cw{FALSE},
1468 front ends will not offer the \q{Copy} command at all.
1469
1470 If this field is \cw{TRUE}, the game does not necessarily have to
1471 support text formatting for \e{all} games: e.g. a game which can be
1472 played on a square grid or a triangular one might only support copy
1473 and paste for the former, because triangular grids in ASCII art are
1474 just too difficult.
1475
1476 If this field is \cw{FALSE}, the functions
1477 \cw{can_format_as_text_now()} (\k{backend-can-format-as-text-now})
1478 and \cw{text_format()} (\k{backend-text-format}) are never called.
1479
1480 \S{backend-can-format-as-text-now} \c{can_format_as_text_now()}
1481
1482 \c int (*can_format_as_text_now)(const game_params *params);
1483
1484 This function is passed a \c{game_params} and returns a boolean,
1485 which is \cw{TRUE} if the game can support ASCII text output for
1486 this particular game type. If it returns \cw{FALSE}, front ends will
1487 grey out or otherwise disable the \q{Copy} command.
1488
1489 Games may enable and disable the copy-and-paste function for
1490 different game \e{parameters}, but are currently constrained to
1491 return the same answer from this function for all game \e{states}
1492 sharing the same parameters. In other words, the \q{Copy} function
1493 may enable or disable itself when the player changes game preset,
1494 but will never change during play of a single game or when another
1495 game of exactly the same type is generated.
1496
1497 This function should not take into account aspects of the game
1498 parameters which are not encoded by \cw{encode_params()}
1499 (\k{backend-encode-params}) when the \c{full} parameter is set to
1500 \cw{FALSE}. Such parameters will not necessarily match up between a
1501 call to this function and a subsequent call to \cw{text_format()}
1502 itself. (For instance, game \e{difficulty} should not affect whether
1503 the game can be copied to the clipboard. Only the actual visible
1504 \e{shape} of the game can affect that.)
1505
1506 \S{backend-text-format} \cw{text_format()}
1507
1508 \c char *(*text_format)(const game_state *state);
1509
1510 This function is passed a \c{game_state}, and returns a newly
1511 allocated C string containing an ASCII representation of that game
1512 state. It is used to implement the \q{Copy} operation in many front
1513 ends.
1514
1515 This function will only ever be called if the back end field
1516 \c{can_format_as_text_ever} (\k{backend-can-format-as-text-ever}) is
1517 \cw{TRUE} \e{and} the function \cw{can_format_as_text_now()}
1518 (\k{backend-can-format-as-text-now}) has returned \cw{TRUE} for the
1519 currently selected game parameters.
1520
1521 The returned string may contain line endings (and will probably want
1522 to), using the normal C internal \cq{\\n} convention. For
1523 consistency between puzzles, all multi-line textual puzzle
1524 representations should \e{end} with a newline as well as containing
1525 them internally. (There are currently no puzzles which have a
1526 one-line ASCII representation, so there's no precedent yet for
1527 whether that should come with a newline or not.)
1528
1529 \S{backend-wants-statusbar} \cw{wants_statusbar}
1530
1531 \c int wants_statusbar;
1532
1533 This boolean field is set to \cw{TRUE} if the puzzle has a use for a
1534 textual status line (to display score, completion status, currently
1535 active tiles, etc).
1536
1537 \S{backend-is-timed} \c{is_timed}
1538
1539 \c int is_timed;
1540
1541 This boolean field is \cw{TRUE} if the puzzle is time-critical. If
1542 so, the mid-end will maintain a game timer while the user plays.
1543
1544 If this field is \cw{FALSE}, then \cw{timing_state()} will never be
1545 called and need not do anything.
1546
1547 \S{backend-timing-state} \cw{timing_state()}
1548
1549 \c int (*timing_state)(const game_state *state, game_ui *ui);
1550
1551 This function is passed the current \c{game_state} and the local
1552 \c{game_ui}; it returns \cw{TRUE} if the game timer should currently
1553 be running.
1554
1555 A typical use for the \c{game_ui} in this function is to note when
1556 the game was first completed (by setting a flag in
1557 \cw{changed_state()} \dash see \k{backend-changed-state}), and
1558 freeze the timer thereafter so that the user can undo back through
1559 their solution process without altering their time.
1560
1561 \S{backend-flags} \c{flags}
1562
1563 \c int flags;
1564
1565 This field contains miscellaneous per-backend flags. It consists of
1566 the bitwise OR of some combination of the following:
1567
1568 \dt \cw{BUTTON_BEATS(x,y)}
1569
1570 \dd Given any \cw{x} and \cw{y} from the set \{\cw{LEFT_BUTTON},
1571 \cw{MIDDLE_BUTTON}, \cw{RIGHT_BUTTON}\}, this macro evaluates to a
1572 bit flag which indicates that when buttons \cw{x} and \cw{y} are
1573 both pressed simultaneously, the mid-end should consider \cw{x} to
1574 have priority. (In the absence of any such flags, the mid-end will
1575 always consider the most recently pressed button to have priority.)
1576
1577 \dt \cw{SOLVE_ANIMATES}
1578
1579 \dd This flag indicates that moves generated by \cw{solve()}
1580 (\k{backend-solve}) are candidates for animation just like any other
1581 move. For most games, solve moves should not be animated, so the
1582 mid-end doesn't even bother calling \cw{anim_length()}
1583 (\k{backend-anim-length}), thus saving some special-case code in
1584 each game. On the rare occasion that animated solve moves are
1585 actually required, you can set this flag.
1586
1587 \dt \cw{REQUIRE_RBUTTON}
1588
1589 \dd This flag indicates that the puzzle cannot be usefully played
1590 without the use of mouse buttons other than the left one. On some
1591 PDA platforms, this flag is used by the front end to enable
1592 right-button emulation through an appropriate gesture. Note that a
1593 puzzle is not required to set this just because it \e{uses} the
1594 right button, but only if its use of the right button is critical to
1595 playing the game. (Slant, for example, uses the right button to
1596 cycle through the three square states in the opposite order from the
1597 left button, and hence can manage fine without it.)
1598
1599 \dt \cw{REQUIRE_NUMPAD}
1600
1601 \dd This flag indicates that the puzzle cannot be usefully played
1602 without the use of number-key input. On some PDA platforms it causes
1603 an emulated number pad to appear on the screen. Similarly to
1604 \cw{REQUIRE_RBUTTON}, a puzzle need not specify this simply if its
1605 use of the number keys is not critical.
1606
1607 \H{backend-initiative} Things a back end may do on its own initiative
1608
1609 This section describes a couple of things that a back end may choose
1610 to do by calling functions elsewhere in the program, which would not
1611 otherwise be obvious.
1612
1613 \S{backend-newrs} Create a random state
1614
1615 If a back end needs random numbers at some point during normal play,
1616 it can create a fresh \c{random_state} by first calling
1617 \c{get_random_seed} (\k{frontend-get-random-seed}) and then passing
1618 the returned seed data to \cw{random_new()}.
1619
1620 This is likely not to be what you want. If a puzzle needs randomness
1621 in the middle of play, it's likely to be more sensible to store some
1622 sort of random state within the \c{game_state}, so that the random
1623 numbers are tied to the particular game state and hence the player
1624 can't simply keep undoing their move until they get numbers they
1625 like better.
1626
1627 This facility is currently used only in Net, to implement the
1628 \q{jumble} command, which sets every unlocked tile to a new random
1629 orientation. This randomness \e{is} a reasonable use of the feature,
1630 because it's non-adversarial \dash there's no advantage to the user
1631 in getting different random numbers.
1632
1633 \S{backend-supersede} Supersede its own game description
1634
1635 In response to a move, a back end is (reluctantly) permitted to call
1636 \cw{midend_supersede_game_desc()}:
1637
1638 \c void midend_supersede_game_desc(midend *me,
1639 \c                                 char *desc, char *privdesc);
1640
1641 When the user selects \q{New Game}, the mid-end calls
1642 \cw{new_desc()} (\k{backend-new-desc}) to get a new game
1643 description, and (as well as using that to generate an initial game
1644 state) stores it for the save file and for telling to the user. The
1645 function above overwrites that game description, and also splits it
1646 in two. \c{desc} becomes the new game description which is provided
1647 to the user on request, and is also the one used to construct a new
1648 initial game state if the user selects \q{Restart}. \c{privdesc} is
1649 a \q{private} game description, used to reconstruct the game's
1650 initial state when reloading.
1651
1652 The distinction between the two, as well as the need for this
1653 function at all, comes from Mines. Mines begins with a blank grid
1654 and no idea of where the mines actually are; \cw{new_desc()} does
1655 almost no work in interactive mode, and simply returns a string
1656 encoding the \c{random_state}. When the user first clicks to open a
1657 tile, \e{then} Mines generates the mine positions, in such a way
1658 that the game is soluble from that starting point. Then it uses this
1659 function to supersede the random-state game description with a
1660 proper one. But it needs two: one containing the initial click
1661 location (because that's what you want to happen if you restart the
1662 game, and also what you want to send to a friend so that they play
1663 \e{the same game} as you), and one without the initial click
1664 location (because when you save and reload the game, you expect to
1665 see the same blank initial state as you had before saving).
1666
1667 I should stress again that this function is a horrid hack. Nobody
1668 should use it if they're not Mines; if you think you need to use it,
1669 think again repeatedly in the hope of finding a better way to do
1670 whatever it was you needed to do.
1671
1672 \C{drawing} The drawing API
1673
1674 The back end function \cw{redraw()} (\k{backend-redraw}) is required
1675 to draw the puzzle's graphics on the window's drawing area, or on
1676 paper if the puzzle is printable. To do this portably, it is
1677 provided with a drawing API allowing it to talk directly to the
1678 front end. In this chapter I document that API, both for the benefit
1679 of back end authors trying to use it and for front end authors
1680 trying to implement it.
1681
1682 The drawing API as seen by the back end is a collection of global
1683 functions, each of which takes a pointer to a \c{drawing} structure
1684 (a \q{drawing object}). These objects are supplied as parameters to
1685 the back end's \cw{redraw()} and \cw{print()} functions.
1686
1687 In fact these global functions are not implemented directly by the
1688 front end; instead, they are implemented centrally in \c{drawing.c}
1689 and form a small piece of middleware. The drawing API as supplied by
1690 the front end is a structure containing a set of function pointers,
1691 plus a \cq{void *} handle which is passed to each of those
1692 functions. This enables a single front end to switch between
1693 multiple implementations of the drawing API if necessary. For
1694 example, the Windows API supplies a printing mechanism integrated
1695 into the same GDI which deals with drawing in windows, and therefore
1696 the same API implementation can handle both drawing and printing;
1697 but on Unix, the most common way for applications to print is by
1698 producing PostScript output directly, and although it would be
1699 \e{possible} to write a single (say) \cw{draw_rect()} function which
1700 checked a global flag to decide whether to do GTK drawing operations
1701 or output PostScript to a file, it's much nicer to have two separate
1702 functions and switch between them as appropriate.
1703
1704 When drawing, the puzzle window is indexed by pixel coordinates,
1705 with the top left pixel defined as \cw{(0,0)} and the bottom right
1706 pixel \cw{(w-1,h-1)}, where \c{w} and \c{h} are the width and height
1707 values returned by the back end function \cw{compute_size()}
1708 (\k{backend-compute-size}).
1709
1710 When printing, the puzzle's print area is indexed in exactly the
1711 same way (with an arbitrary tile size provided by the printing
1712 module \c{printing.c}), to facilitate sharing of code between the
1713 drawing and printing routines. However, when printing, puzzles may
1714 no longer assume that the coordinate unit has any relationship to a
1715 pixel; the printer's actual resolution might very well not even be
1716 known at print time, so the coordinate unit might be smaller or
1717 larger than a pixel. Puzzles' print functions should restrict
1718 themselves to drawing geometric shapes rather than fiddly pixel
1719 manipulation.
1720
1721 \e{Puzzles' redraw functions may assume that the surface they draw
1722 on is persistent}. It is the responsibility of every front end to
1723 preserve the puzzle's window contents in the face of GUI window
1724 expose issues and similar. It is not permissible to request that the
1725 back end redraw any part of a window that it has already drawn,
1726 unless something has actually changed as a result of making moves in
1727 the puzzle.
1728
1729 Most front ends accomplish this by having the drawing routines draw
1730 on a stored bitmap rather than directly on the window, and copying
1731 the bitmap to the window every time a part of the window needs to be
1732 redrawn. Therefore, it is vitally important that whenever the back
1733 end does any drawing it informs the front end of which parts of the
1734 window it has accessed, and hence which parts need repainting. This
1735 is done by calling \cw{draw_update()} (\k{drawing-draw-update}).
1736
1737 Persistence of old drawing is convenient. However, a puzzle should
1738 be very careful about how it updates its drawing area. The problem
1739 is that some front ends do anti-aliased drawing: rather than simply
1740 choosing between leaving each pixel untouched or painting it a
1741 specified colour, an antialiased drawing function will \e{blend} the
1742 original and new colours in pixels at a figure's boundary according
1743 to the proportion of the pixel occupied by the figure (probably
1744 modified by some heuristic fudge factors). All of this produces a
1745 smoother appearance for curves and diagonal lines.
1746
1747 An unfortunate effect of drawing an anti-aliased figure repeatedly
1748 is that the pixels around the figure's boundary come steadily more
1749 saturated with \q{ink} and the boundary appears to \q{spread out}.
1750 Worse, redrawing a figure in a different colour won't fully paint
1751 over the old boundary pixels, so the end result is a rather ugly
1752 smudge.
1753
1754 A good strategy to avoid unpleasant anti-aliasing artifacts is to
1755 identify a number of rectangular areas which need to be redrawn,
1756 clear them to the background colour, and then redraw their contents
1757 from scratch, being careful all the while not to stray beyond the
1758 boundaries of the original rectangles. The \cw{clip()} function
1759 (\k{drawing-clip}) comes in very handy here. Games based on a square
1760 grid can often do this fairly easily. Other games may need to be
1761 somewhat more careful. For example, Loopy's redraw function first
1762 identifies portions of the display which need to be updated. Then,
1763 if the changes are fairly well localised, it clears and redraws a
1764 rectangle containing each changed area. Otherwise, it gives up and
1765 redraws the entire grid from scratch.
1766
1767 It is possible to avoid clearing to background and redrawing from
1768 scratch if one is very careful about which drawing functions one
1769 uses: if a function is documented as not anti-aliasing under some
1770 circumstances, you can rely on each pixel in a drawing either being
1771 left entirely alone or being set to the requested colour, with no
1772 blending being performed.
1773
1774 In the following sections I first discuss the drawing API as seen by
1775 the back end, and then the \e{almost} identical function-pointer
1776 form seen by the front end.
1777
1778 \H{drawing-backend} Drawing API as seen by the back end
1779
1780 This section documents the back-end drawing API, in the form of
1781 functions which take a \c{drawing} object as an argument.
1782
1783 \S{drawing-draw-rect} \cw{draw_rect()}
1784
1785 \c void draw_rect(drawing *dr, int x, int y, int w, int h,
1786 \c                int colour);
1787
1788 Draws a filled rectangle in the puzzle window.
1789
1790 \c{x} and \c{y} give the coordinates of the top left pixel of the
1791 rectangle. \c{w} and \c{h} give its width and height. Thus, the
1792 horizontal extent of the rectangle runs from \c{x} to \c{x+w-1}
1793 inclusive, and the vertical extent from \c{y} to \c{y+h-1}
1794 inclusive.
1795
1796 \c{colour} is an integer index into the colours array returned by
1797 the back end function \cw{colours()} (\k{backend-colours}).
1798
1799 There is no separate pixel-plotting function. If you want to plot a
1800 single pixel, the approved method is to use \cw{draw_rect()} with
1801 width and height set to 1.
1802
1803 Unlike many of the other drawing functions, this function is
1804 guaranteed to be pixel-perfect: the rectangle will be sharply
1805 defined and not anti-aliased or anything like that.
1806
1807 This function may be used for both drawing and printing.
1808
1809 \S{drawing-draw-rect-outline} \cw{draw_rect_outline()}
1810
1811 \c void draw_rect_outline(drawing *dr, int x, int y, int w, int h,
1812 \c                        int colour);
1813
1814 Draws an outline rectangle in the puzzle window.
1815
1816 \c{x} and \c{y} give the coordinates of the top left pixel of the
1817 rectangle. \c{w} and \c{h} give its width and height. Thus, the
1818 horizontal extent of the rectangle runs from \c{x} to \c{x+w-1}
1819 inclusive, and the vertical extent from \c{y} to \c{y+h-1}
1820 inclusive.
1821
1822 \c{colour} is an integer index into the colours array returned by
1823 the back end function \cw{colours()} (\k{backend-colours}).
1824
1825 From a back end perspective, this function may be considered to be
1826 part of the drawing API. However, front ends are not required to
1827 implement it, since it is actually implemented centrally (in
1828 \cw{misc.c}) as a wrapper on \cw{draw_polygon()}.
1829
1830 This function may be used for both drawing and printing.
1831
1832 \S{drawing-draw-line} \cw{draw_line()}
1833
1834 \c void draw_line(drawing *dr, int x1, int y1, int x2, int y2,
1835 \c                int colour);
1836
1837 Draws a straight line in the puzzle window.
1838
1839 \c{x1} and \c{y1} give the coordinates of one end of the line.
1840 \c{x2} and \c{y2} give the coordinates of the other end. The line
1841 drawn includes both those points.
1842
1843 \c{colour} is an integer index into the colours array returned by
1844 the back end function \cw{colours()} (\k{backend-colours}).
1845
1846 Some platforms may perform anti-aliasing on this function.
1847 Therefore, do not assume that you can erase a line by drawing the
1848 same line over it in the background colour; anti-aliasing might lead
1849 to perceptible ghost artefacts around the vanished line. Horizontal
1850 and vertical lines, however, are pixel-perfect and not anti-aliased.
1851
1852 This function may be used for both drawing and printing.
1853
1854 \S{drawing-draw-polygon} \cw{draw_polygon()}
1855
1856 \c void draw_polygon(drawing *dr, int *coords, int npoints,
1857 \c                   int fillcolour, int outlinecolour);
1858
1859 Draws an outlined or filled polygon in the puzzle window.
1860
1861 \c{coords} is an array of \cw{(2*npoints)} integers, containing the
1862 \c{x} and \c{y} coordinates of \c{npoints} vertices.
1863
1864 \c{fillcolour} and \c{outlinecolour} are integer indices into the
1865 colours array returned by the back end function \cw{colours()}
1866 (\k{backend-colours}). \c{fillcolour} may also be \cw{-1} to
1867 indicate that the polygon should be outlined only.
1868
1869 The polygon defined by the specified list of vertices is first
1870 filled in \c{fillcolour}, if specified, and then outlined in
1871 \c{outlinecolour}.
1872
1873 \c{outlinecolour} may \e{not} be \cw{-1}; it must be a valid colour
1874 (and front ends are permitted to enforce this by assertion). This is
1875 because different platforms disagree on whether a filled polygon
1876 should include its boundary line or not, so drawing \e{only} a
1877 filled polygon would have non-portable effects. If you want your
1878 filled polygon not to have a visible outline, you must set
1879 \c{outlinecolour} to the same as \c{fillcolour}.
1880
1881 Some platforms may perform anti-aliasing on this function.
1882 Therefore, do not assume that you can erase a polygon by drawing the
1883 same polygon over it in the background colour. Also, be prepared for
1884 the polygon to extend a pixel beyond its obvious bounding box as a
1885 result of this; if you really need it not to do this to avoid
1886 interfering with other delicate graphics, you should probably use
1887 \cw{clip()} (\k{drawing-clip}). You can rely on horizontal and
1888 vertical lines not being anti-aliased.
1889
1890 This function may be used for both drawing and printing.
1891
1892 \S{drawing-draw-circle} \cw{draw_circle()}
1893
1894 \c void draw_circle(drawing *dr, int cx, int cy, int radius,
1895 \c                  int fillcolour, int outlinecolour);
1896
1897 Draws an outlined or filled circle in the puzzle window.
1898
1899 \c{cx} and \c{cy} give the coordinates of the centre of the circle.
1900 \c{radius} gives its radius. The total horizontal pixel extent of
1901 the circle is from \c{cx-radius+1} to \c{cx+radius-1} inclusive, and
1902 the vertical extent similarly around \c{cy}.
1903
1904 \c{fillcolour} and \c{outlinecolour} are integer indices into the
1905 colours array returned by the back end function \cw{colours()}
1906 (\k{backend-colours}). \c{fillcolour} may also be \cw{-1} to
1907 indicate that the circle should be outlined only.
1908
1909 The circle is first filled in \c{fillcolour}, if specified, and then
1910 outlined in \c{outlinecolour}.
1911
1912 \c{outlinecolour} may \e{not} be \cw{-1}; it must be a valid colour
1913 (and front ends are permitted to enforce this by assertion). This is
1914 because different platforms disagree on whether a filled circle
1915 should include its boundary line or not, so drawing \e{only} a
1916 filled circle would have non-portable effects. If you want your
1917 filled circle not to have a visible outline, you must set
1918 \c{outlinecolour} to the same as \c{fillcolour}.
1919
1920 Some platforms may perform anti-aliasing on this function.
1921 Therefore, do not assume that you can erase a circle by drawing the
1922 same circle over it in the background colour. Also, be prepared for
1923 the circle to extend a pixel beyond its obvious bounding box as a
1924 result of this; if you really need it not to do this to avoid
1925 interfering with other delicate graphics, you should probably use
1926 \cw{clip()} (\k{drawing-clip}).
1927
1928 This function may be used for both drawing and printing.
1929
1930 \S{drawing-draw-thick-line} \cw{draw_thick_line()}
1931
1932 \c void draw_thick_line(drawing *dr, float thickness,
1933 \c                      float x1, float y1, float x2, float y2,
1934 \c                      int colour)
1935
1936 Draws a line in the puzzle window, giving control over the line's
1937 thickness.
1938
1939 \c{x1} and \c{y1} give the coordinates of one end of the line.
1940 \c{x2} and \c{y2} give the coordinates of the other end.
1941 \c{thickness} gives the thickness of the line, in pixels.
1942
1943 Note that the coordinates and thickness are floating-point: the
1944 continuous coordinate system is in effect here. It's important to
1945 be able to address points with better-than-pixel precision in this
1946 case, because one can't otherwise properly express the endpoints of
1947 lines with both odd and even thicknesses.
1948
1949 Some platforms may perform anti-aliasing on this function. The
1950 precise pixels affected by a thick-line drawing operation may vary
1951 between platforms, and no particular guarantees are provided.
1952 Indeed, even horizontal or vertical lines may be anti-aliased.
1953
1954 This function may be used for both drawing and printing.
1955
1956 If the specified thickness is less than 1.0, 1.0 is used.
1957 This ensures that thin lines are visible even at small scales.
1958
1959 \S{drawing-draw-text} \cw{draw_text()}
1960
1961 \c void draw_text(drawing *dr, int x, int y, int fonttype,
1962 \c                int fontsize, int align, int colour, char *text);
1963
1964 Draws text in the puzzle window.
1965
1966 \c{x} and \c{y} give the coordinates of a point. The relation of
1967 this point to the location of the text is specified by \c{align},
1968 which is a bitwise OR of horizontal and vertical alignment flags:
1969
1970 \dt \cw{ALIGN_VNORMAL}
1971
1972 \dd Indicates that \c{y} is aligned with the baseline of the text.
1973
1974 \dt \cw{ALIGN_VCENTRE}
1975
1976 \dd Indicates that \c{y} is aligned with the vertical centre of the
1977 text. (In fact, it's aligned with the vertical centre of normal
1978 \e{capitalised} text: displaying two pieces of text with
1979 \cw{ALIGN_VCENTRE} at the same \cw{y}-coordinate will cause their
1980 baselines to be aligned with one another, even if one is an ascender
1981 and the other a descender.)
1982
1983 \dt \cw{ALIGN_HLEFT}
1984
1985 \dd Indicates that \c{x} is aligned with the left-hand end of the
1986 text.
1987
1988 \dt \cw{ALIGN_HCENTRE}
1989
1990 \dd Indicates that \c{x} is aligned with the horizontal centre of
1991 the text.
1992
1993 \dt \cw{ALIGN_HRIGHT}
1994
1995 \dd Indicates that \c{x} is aligned with the right-hand end of the
1996 text.
1997
1998 \c{fonttype} is either \cw{FONT_FIXED} or \cw{FONT_VARIABLE}, for a
1999 monospaced or proportional font respectively. (No more detail than
2000 that may be specified; it would only lead to portability issues
2001 between different platforms.)
2002
2003 \c{fontsize} is the desired size, in pixels, of the text. This size
2004 corresponds to the overall point size of the text, not to any
2005 internal dimension such as the cap-height.
2006
2007 \c{colour} is an integer index into the colours array returned by
2008 the back end function \cw{colours()} (\k{backend-colours}).
2009
2010 This function may be used for both drawing and printing.
2011
2012 The character set used to encode the text passed to this function is
2013 specified \e{by the drawing object}, although it must be a superset
2014 of ASCII. If a puzzle wants to display text that is not contained in
2015 ASCII, it should use the \cw{text_fallback()} function
2016 (\k{drawing-text-fallback}) to query the drawing object for an
2017 appropriate representation of the characters it wants.
2018
2019 \S{drawing-text-fallback} \cw{text_fallback()}
2020
2021 \c char *text_fallback(drawing *dr, const char *const *strings,
2022 \c                     int nstrings);
2023
2024 This function is used to request a translation of UTF-8 text into
2025 whatever character encoding is expected by the drawing object's
2026 implementation of \cw{draw_text()}.
2027
2028 The input is a list of strings encoded in UTF-8: \cw{nstrings} gives
2029 the number of strings in the list, and \cw{strings[0]},
2030 \cw{strings[1]}, ..., \cw{strings[nstrings-1]} are the strings
2031 themselves.
2032
2033 The returned string (which is dynamically allocated and must be
2034 freed when finished with) is derived from the first string in the
2035 list that the drawing object expects to be able to display reliably;
2036 it will consist of that string translated into the character set
2037 expected by \cw{draw_text()}.
2038
2039 Drawing implementations are not required to handle anything outside
2040 ASCII, but are permitted to assume that \e{some} string will be
2041 successfully translated. So every call to this function must include
2042 a string somewhere in the list (presumably the last element) which
2043 consists of nothing but ASCII, to be used by any front end which
2044 cannot handle anything else.
2045
2046 For example, if a puzzle wished to display a string including a
2047 multiplication sign (U+00D7 in Unicode, represented by the bytes C3
2048 97 in UTF-8), it might do something like this:
2049
2050 \c static const char *const times_signs[] = { "\xC3\x97", "x" };
2051 \c char *times_sign = text_fallback(dr, times_signs, 2);
2052 \c sprintf(buffer, "%d%s%d", width, times_sign, height);
2053 \c draw_text(dr, x, y, font, size, align, colour, buffer);
2054 \c sfree(buffer);
2055
2056 which would draw a string with a times sign in the middle on
2057 platforms that support it, and fall back to a simple ASCII \cq{x}
2058 where there was no alternative.
2059
2060 \S{drawing-clip} \cw{clip()}
2061
2062 \c void clip(drawing *dr, int x, int y, int w, int h);
2063
2064 Establishes a clipping rectangle in the puzzle window.
2065
2066 \c{x} and \c{y} give the coordinates of the top left pixel of the
2067 clipping rectangle. \c{w} and \c{h} give its width and height. Thus,
2068 the horizontal extent of the rectangle runs from \c{x} to \c{x+w-1}
2069 inclusive, and the vertical extent from \c{y} to \c{y+h-1}
2070 inclusive. (These are exactly the same semantics as
2071 \cw{draw_rect()}.)
2072
2073 After this call, no drawing operation will affect anything outside
2074 the specified rectangle. The effect can be reversed by calling
2075 \cw{unclip()} (\k{drawing-unclip}). The clipping rectangle is
2076 pixel-perfect: pixels within the rectangle are affected as usual by
2077 drawing functions; pixels outside are completely untouched.
2078
2079 Back ends should not assume that a clipping rectangle will be
2080 automatically cleared up by the front end if it's left lying around;
2081 that might work on current front ends, but shouldn't be relied upon.
2082 Always explicitly call \cw{unclip()}.
2083
2084 This function may be used for both drawing and printing.
2085
2086 \S{drawing-unclip} \cw{unclip()}
2087
2088 \c void unclip(drawing *dr);
2089
2090 Reverts the effect of a previous call to \cw{clip()}. After this
2091 call, all drawing operations will be able to affect the entire
2092 puzzle window again.
2093
2094 This function may be used for both drawing and printing.
2095
2096 \S{drawing-draw-update} \cw{draw_update()}
2097
2098 \c void draw_update(drawing *dr, int x, int y, int w, int h);
2099
2100 Informs the front end that a rectangular portion of the puzzle
2101 window has been drawn on and needs to be updated.
2102
2103 \c{x} and \c{y} give the coordinates of the top left pixel of the
2104 update rectangle. \c{w} and \c{h} give its width and height. Thus,
2105 the horizontal extent of the rectangle runs from \c{x} to \c{x+w-1}
2106 inclusive, and the vertical extent from \c{y} to \c{y+h-1}
2107 inclusive. (These are exactly the same semantics as
2108 \cw{draw_rect()}.)
2109
2110 The back end redraw function \e{must} call this function to report
2111 any changes it has made to the window. Otherwise, those changes may
2112 not become immediately visible, and may then appear at an
2113 unpredictable subsequent time such as the next time the window is
2114 covered and re-exposed.
2115
2116 This function is only important when drawing. It may be called when
2117 printing as well, but doing so is not compulsory, and has no effect.
2118 (So if you have a shared piece of code between the drawing and
2119 printing routines, that code may safely call \cw{draw_update()}.)
2120
2121 \S{drawing-status-bar} \cw{status_bar()}
2122
2123 \c void status_bar(drawing *dr, char *text);
2124
2125 Sets the text in the game's status bar to \c{text}. The text is copied
2126 from the supplied buffer, so the caller is free to deallocate or
2127 modify the buffer after use.
2128
2129 (This function is not exactly a \e{drawing} function, but it shares
2130 with the drawing API the property that it may only be called from
2131 within the back end redraw function, so this is as good a place as
2132 any to document it.)
2133
2134 The supplied text is filtered through the mid-end for optional
2135 rewriting before being passed on to the front end; the mid-end will
2136 prepend the current game time if the game is timed (and may in
2137 future perform other rewriting if it seems like a good idea).
2138
2139 This function is for drawing only; it must never be called during
2140 printing.
2141
2142 \S{drawing-blitter} Blitter functions
2143
2144 This section describes a group of related functions which save and
2145 restore a section of the puzzle window. This is most commonly used
2146 to implement user interfaces involving dragging a puzzle element
2147 around the window: at the end of each call to \cw{redraw()}, if an
2148 object is currently being dragged, the back end saves the window
2149 contents under that location and then draws the dragged object, and
2150 at the start of the next \cw{redraw()} the first thing it does is to
2151 restore the background.
2152
2153 The front end defines an opaque type called a \c{blitter}, which is
2154 capable of storing a rectangular area of a specified size.
2155
2156 Blitter functions are for drawing only; they must never be called
2157 during printing.
2158
2159 \S2{drawing-blitter-new} \cw{blitter_new()}
2160
2161 \c blitter *blitter_new(drawing *dr, int w, int h);
2162
2163 Creates a new blitter object which stores a rectangle of size \c{w}
2164 by \c{h} pixels. Returns a pointer to the blitter object.
2165
2166 Blitter objects are best stored in the \c{game_drawstate}. A good
2167 time to create them is in the \cw{set_size()} function
2168 (\k{backend-set-size}), since it is at this point that you first
2169 know how big a rectangle they will need to save.
2170
2171 \S2{drawing-blitter-free} \cw{blitter_free()}
2172
2173 \c void blitter_free(drawing *dr, blitter *bl);
2174
2175 Disposes of a blitter object. Best called in \cw{free_drawstate()}.
2176 (However, check that the blitter object is not \cw{NULL} before
2177 attempting to free it; it is possible that a draw state might be
2178 created and freed without ever having \cw{set_size()} called on it
2179 in between.)
2180
2181 \S2{drawing-blitter-save} \cw{blitter_save()}
2182
2183 \c void blitter_save(drawing *dr, blitter *bl, int x, int y);
2184
2185 This is a true drawing API function, in that it may only be called
2186 from within the game redraw routine. It saves a rectangular portion
2187 of the puzzle window into the specified blitter object.
2188
2189 \c{x} and \c{y} give the coordinates of the top left corner of the
2190 saved rectangle. The rectangle's width and height are the ones
2191 specified when the blitter object was created.
2192
2193 This function is required to cope and do the right thing if \c{x}
2194 and \c{y} are out of range. (The right thing probably means saving
2195 whatever part of the blitter rectangle overlaps with the visible
2196 area of the puzzle window.)
2197
2198 \S2{drawing-blitter-load} \cw{blitter_load()}
2199
2200 \c void blitter_load(drawing *dr, blitter *bl, int x, int y);
2201
2202 This is a true drawing API function, in that it may only be called
2203 from within the game redraw routine. It restores a rectangular
2204 portion of the puzzle window from the specified blitter object.
2205
2206 \c{x} and \c{y} give the coordinates of the top left corner of the
2207 rectangle to be restored. The rectangle's width and height are the
2208 ones specified when the blitter object was created.
2209
2210 Alternatively, you can specify both \c{x} and \c{y} as the special
2211 value \cw{BLITTER_FROMSAVED}, in which case the rectangle will be
2212 restored to exactly where it was saved from. (This is probably what
2213 you want to do almost all the time, if you're using blitters to
2214 implement draggable puzzle elements.)
2215
2216 This function is required to cope and do the right thing if \c{x}
2217 and \c{y} (or the equivalent ones saved in the blitter) are out of
2218 range. (The right thing probably means restoring whatever part of
2219 the blitter rectangle overlaps with the visible area of the puzzle
2220 window.)
2221
2222 If this function is called on a blitter which had previously been
2223 saved from a partially out-of-range rectangle, then the parts of the
2224 saved bitmap which were not visible at save time are undefined. If
2225 the blitter is restored to a different position so as to make those
2226 parts visible, the effect on the drawing area is undefined.
2227
2228 \S{print-mono-colour} \cw{print_mono_colour()}
2229
2230 \c int print_mono_colour(drawing *dr, int grey);
2231
2232 This function allocates a colour index for a simple monochrome
2233 colour during printing.
2234
2235 \c{grey} must be 0 or 1. If \c{grey} is 0, the colour returned is
2236 black; if \c{grey} is 1, the colour is white.
2237
2238 \S{print-grey-colour} \cw{print_grey_colour()}
2239
2240 \c int print_grey_colour(drawing *dr, float grey);
2241
2242 This function allocates a colour index for a grey-scale colour
2243 during printing.
2244
2245 \c{grey} may be any number between 0 (black) and 1 (white); for
2246 example, 0.5 indicates a medium grey.
2247
2248 The chosen colour will be rendered to the limits of the printer's
2249 halftoning capability.
2250
2251 \S{print-hatched-colour} \cw{print_hatched_colour()}
2252
2253 \c int print_hatched_colour(drawing *dr, int hatch);
2254
2255 This function allocates a colour index which does not represent a
2256 literal \e{colour}. Instead, regions shaded in this colour will be
2257 hatched with parallel lines. The \c{hatch} parameter defines what
2258 type of hatching should be used in place of this colour:
2259
2260 \dt \cw{HATCH_SLASH}
2261
2262 \dd This colour will be hatched by lines slanting to the right at 45
2263 degrees. 
2264
2265 \dt \cw{HATCH_BACKSLASH}
2266
2267 \dd This colour will be hatched by lines slanting to the left at 45
2268 degrees.
2269
2270 \dt \cw{HATCH_HORIZ}
2271
2272 \dd This colour will be hatched by horizontal lines.
2273
2274 \dt \cw{HATCH_VERT}
2275
2276 \dd This colour will be hatched by vertical lines.
2277
2278 \dt \cw{HATCH_PLUS}
2279
2280 \dd This colour will be hatched by criss-crossing horizontal and
2281 vertical lines.
2282
2283 \dt \cw{HATCH_X}
2284
2285 \dd This colour will be hatched by criss-crossing diagonal lines.
2286
2287 Colours defined to use hatching may not be used for drawing lines or
2288 text; they may only be used for filling areas. That is, they may be
2289 used as the \c{fillcolour} parameter to \cw{draw_circle()} and
2290 \cw{draw_polygon()}, and as the colour parameter to
2291 \cw{draw_rect()}, but may not be used as the \c{outlinecolour}
2292 parameter to \cw{draw_circle()} or \cw{draw_polygon()}, or with
2293 \cw{draw_line()} or \cw{draw_text()}.
2294
2295 \S{print-rgb-mono-colour} \cw{print_rgb_mono_colour()}
2296
2297 \c int print_rgb_mono_colour(drawing *dr, float r, float g,
2298 \c                           float b, float grey);
2299
2300 This function allocates a colour index for a fully specified RGB
2301 colour during printing.
2302
2303 \c{r}, \c{g} and \c{b} may each be anywhere in the range from 0 to 1.
2304
2305 If printing in black and white only, these values will be ignored,
2306 and either pure black or pure white will be used instead, according
2307 to the \q{grey} parameter. (The fallback colour is the same as the
2308 one which would be allocated by \cw{print_mono_colour(grey)}.)
2309
2310 \S{print-rgb-grey-colour} \cw{print_rgb_grey_colour()}
2311
2312 \c int print_rgb_grey_colour(drawing *dr, float r, float g,
2313 \c                           float b, float grey);
2314
2315 This function allocates a colour index for a fully specified RGB
2316 colour during printing.
2317
2318 \c{r}, \c{g} and \c{b} may each be anywhere in the range from 0 to 1.
2319
2320 If printing in black and white only, these values will be ignored,
2321 and a shade of grey given by the \c{grey} parameter will be used
2322 instead. (The fallback colour is the same as the one which would be
2323 allocated by \cw{print_grey_colour(grey)}.)
2324
2325 \S{print-rgb-hatched-colour} \cw{print_rgb_hatched_colour()}
2326
2327 \c int print_rgb_hatched_colour(drawing *dr, float r, float g,
2328 \c                              float b, float hatched);
2329
2330 This function allocates a colour index for a fully specified RGB
2331 colour during printing.
2332
2333 \c{r}, \c{g} and \c{b} may each be anywhere in the range from 0 to 1.
2334
2335 If printing in black and white only, these values will be ignored,
2336 and a form of cross-hatching given by the \c{hatch} parameter will
2337 be used instead; see \k{print-hatched-colour} for the possible
2338 values of this parameter. (The fallback colour is the same as the
2339 one which would be allocated by \cw{print_hatched_colour(hatch)}.)
2340
2341 \S{print-line-width} \cw{print_line_width()}
2342
2343 \c void print_line_width(drawing *dr, int width);
2344
2345 This function is called to set the thickness of lines drawn during
2346 printing. It is meaningless in drawing: all lines drawn by
2347 \cw{draw_line()}, \cw{draw_circle} and \cw{draw_polygon()} are one
2348 pixel in thickness. However, in printing there is no clear
2349 definition of a pixel and so line widths must be explicitly
2350 specified.
2351
2352 The line width is specified in the usual coordinate system. Note,
2353 however, that it is a hint only: the central printing system may
2354 choose to vary line thicknesses at user request or due to printer
2355 capabilities.
2356
2357 \S{print-line-dotted} \cw{print_line_dotted()}
2358
2359 \c void print_line_dotted(drawing *dr, int dotted);
2360
2361 This function is called to toggle the drawing of dotted lines during
2362 printing. It is not supported during drawing.
2363
2364 The parameter \cq{dotted} is a boolean; \cw{TRUE} means that future
2365 lines drawn by \cw{draw_line()}, \cw{draw_circle} and
2366 \cw{draw_polygon()} will be dotted, and \cw{FALSE} means that they
2367 will be solid.
2368
2369 Some front ends may impose restrictions on the width of dotted
2370 lines. Asking for a dotted line via this front end will override any
2371 line width request if the front end requires it.
2372
2373 \H{drawing-frontend} The drawing API as implemented by the front end
2374
2375 This section describes the drawing API in the function-pointer form
2376 in which it is implemented by a front end.
2377
2378 (It isn't only platform-specific front ends which implement this
2379 API; the platform-independent module \c{ps.c} also provides an
2380 implementation of it which outputs PostScript. Thus, any platform
2381 which wants to do PS printing can do so with minimum fuss.)
2382
2383 The following entries all describe function pointer fields in a
2384 structure called \c{drawing_api}. Each of the functions takes a
2385 \cq{void *} context pointer, which it should internally cast back to
2386 a more useful type. Thus, a drawing \e{object} (\c{drawing *)}
2387 suitable for passing to the back end redraw or printing functions
2388 is constructed by passing a \c{drawing_api} and a \cq{void *} to the
2389 function \cw{drawing_new()} (see \k{drawing-new}).
2390
2391 \S{drawingapi-draw-text} \cw{draw_text()}
2392
2393 \c void (*draw_text)(void *handle, int x, int y, int fonttype,
2394 \c                   int fontsize, int align, int colour, char *text);
2395
2396 This function behaves exactly like the back end \cw{draw_text()}
2397 function; see \k{drawing-draw-text}.
2398
2399 \S{drawingapi-draw-rect} \cw{draw_rect()}
2400
2401 \c void (*draw_rect)(void *handle, int x, int y, int w, int h,
2402 \c                   int colour);
2403
2404 This function behaves exactly like the back end \cw{draw_rect()}
2405 function; see \k{drawing-draw-rect}.
2406
2407 \S{drawingapi-draw-line} \cw{draw_line()}
2408
2409 \c void (*draw_line)(void *handle, int x1, int y1, int x2, int y2,
2410 \c                   int colour);
2411
2412 This function behaves exactly like the back end \cw{draw_line()}
2413 function; see \k{drawing-draw-line}.
2414
2415 \S{drawingapi-draw-polygon} \cw{draw_polygon()}
2416
2417 \c void (*draw_polygon)(void *handle, int *coords, int npoints,
2418 \c                      int fillcolour, int outlinecolour);
2419
2420 This function behaves exactly like the back end \cw{draw_polygon()}
2421 function; see \k{drawing-draw-polygon}.
2422
2423 \S{drawingapi-draw-circle} \cw{draw_circle()}
2424
2425 \c void (*draw_circle)(void *handle, int cx, int cy, int radius,
2426 \c                     int fillcolour, int outlinecolour);
2427
2428 This function behaves exactly like the back end \cw{draw_circle()}
2429 function; see \k{drawing-draw-circle}.
2430
2431 \S{drawingapi-draw-thick-line} \cw{draw_thick_line()}
2432
2433 \c void draw_thick_line(drawing *dr, float thickness,
2434 \c                      float x1, float y1, float x2, float y2,
2435 \c                      int colour)
2436
2437 This function behaves exactly like the back end
2438 \cw{draw_thick_line()} function; see \k{drawing-draw-thick-line}.
2439
2440 An implementation of this API which doesn't provide high-quality
2441 rendering of thick lines is permitted to define this function
2442 pointer to be \cw{NULL}. The middleware in \cw{drawing.c} will notice
2443 and provide a low-quality alternative using \cw{draw_polygon()}.
2444
2445 \S{drawingapi-draw-update} \cw{draw_update()}
2446
2447 \c void (*draw_update)(void *handle, int x, int y, int w, int h);
2448
2449 This function behaves exactly like the back end \cw{draw_update()}
2450 function; see \k{drawing-draw-update}.
2451
2452 An implementation of this API which only supports printing is
2453 permitted to define this function pointer to be \cw{NULL} rather
2454 than bothering to define an empty function. The middleware in
2455 \cw{drawing.c} will notice and avoid calling it.
2456
2457 \S{drawingapi-clip} \cw{clip()}
2458
2459 \c void (*clip)(void *handle, int x, int y, int w, int h);
2460
2461 This function behaves exactly like the back end \cw{clip()}
2462 function; see \k{drawing-clip}.
2463
2464 \S{drawingapi-unclip} \cw{unclip()}
2465
2466 \c void (*unclip)(void *handle);
2467
2468 This function behaves exactly like the back end \cw{unclip()}
2469 function; see \k{drawing-unclip}.
2470
2471 \S{drawingapi-start-draw} \cw{start_draw()}
2472
2473 \c void (*start_draw)(void *handle);
2474
2475 This function is called at the start of drawing. It allows the front
2476 end to initialise any temporary data required to draw with, such as
2477 device contexts.
2478
2479 Implementations of this API which do not provide drawing services
2480 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2481 called unless drawing is attempted.
2482
2483 \S{drawingapi-end-draw} \cw{end_draw()}
2484
2485 \c void (*end_draw)(void *handle);
2486
2487 This function is called at the end of drawing. It allows the front
2488 end to do cleanup tasks such as deallocating device contexts and
2489 scheduling appropriate GUI redraw events.
2490
2491 Implementations of this API which do not provide drawing services
2492 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2493 called unless drawing is attempted.
2494
2495 \S{drawingapi-status-bar} \cw{status_bar()}
2496
2497 \c void (*status_bar)(void *handle, char *text);
2498
2499 This function behaves exactly like the back end \cw{status_bar()}
2500 function; see \k{drawing-status-bar}.
2501
2502 Front ends implementing this function need not worry about it being
2503 called repeatedly with the same text; the middleware code in
2504 \cw{status_bar()} will take care of this.
2505
2506 Implementations of this API which do not provide drawing services
2507 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2508 called unless drawing is attempted.
2509
2510 \S{drawingapi-blitter-new} \cw{blitter_new()}
2511
2512 \c blitter *(*blitter_new)(void *handle, int w, int h);
2513
2514 This function behaves exactly like the back end \cw{blitter_new()}
2515 function; see \k{drawing-blitter-new}.
2516
2517 Implementations of this API which do not provide drawing services
2518 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2519 called unless drawing is attempted.
2520
2521 \S{drawingapi-blitter-free} \cw{blitter_free()}
2522
2523 \c void (*blitter_free)(void *handle, blitter *bl);
2524
2525 This function behaves exactly like the back end \cw{blitter_free()}
2526 function; see \k{drawing-blitter-free}.
2527
2528 Implementations of this API which do not provide drawing services
2529 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2530 called unless drawing is attempted.
2531
2532 \S{drawingapi-blitter-save} \cw{blitter_save()}
2533
2534 \c void (*blitter_save)(void *handle, blitter *bl, int x, int y);
2535
2536 This function behaves exactly like the back end \cw{blitter_save()}
2537 function; see \k{drawing-blitter-save}.
2538
2539 Implementations of this API which do not provide drawing services
2540 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2541 called unless drawing is attempted.
2542
2543 \S{drawingapi-blitter-load} \cw{blitter_load()}
2544
2545 \c void (*blitter_load)(void *handle, blitter *bl, int x, int y);
2546
2547 This function behaves exactly like the back end \cw{blitter_load()}
2548 function; see \k{drawing-blitter-load}.
2549
2550 Implementations of this API which do not provide drawing services
2551 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2552 called unless drawing is attempted.
2553
2554 \S{drawingapi-begin-doc} \cw{begin_doc()}
2555
2556 \c void (*begin_doc)(void *handle, int pages);
2557
2558 This function is called at the beginning of a printing run. It gives
2559 the front end an opportunity to initialise any required printing
2560 subsystem. It also provides the number of pages in advance.
2561
2562 Implementations of this API which do not provide printing services
2563 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2564 called unless printing is attempted.
2565
2566 \S{drawingapi-begin-page} \cw{begin_page()}
2567
2568 \c void (*begin_page)(void *handle, int number);
2569
2570 This function is called during printing, at the beginning of each
2571 page. It gives the page number (numbered from 1 rather than 0, so
2572 suitable for use in user-visible contexts).
2573
2574 Implementations of this API which do not provide printing services
2575 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2576 called unless printing is attempted.
2577
2578 \S{drawingapi-begin-puzzle} \cw{begin_puzzle()}
2579
2580 \c void (*begin_puzzle)(void *handle, float xm, float xc,
2581 \c                      float ym, float yc, int pw, int ph, float wmm);
2582
2583 This function is called during printing, just before printing a
2584 single puzzle on a page. It specifies the size and location of the
2585 puzzle on the page.
2586
2587 \c{xm} and \c{xc} specify the horizontal position of the puzzle on
2588 the page, as a linear function of the page width. The front end is
2589 expected to multiply the page width by \c{xm}, add \c{xc} (measured
2590 in millimetres), and use the resulting x-coordinate as the left edge
2591 of the puzzle.
2592
2593 Similarly, \c{ym} and \c{yc} specify the vertical position of the
2594 puzzle as a function of the page height: the page height times
2595 \c{ym}, plus \c{yc} millimetres, equals the desired distance from
2596 the top of the page to the top of the puzzle.
2597
2598 (This unwieldy mechanism is required because not all printing
2599 systems can communicate the page size back to the software. The
2600 PostScript back end, for example, writes out PS which determines the
2601 page size at print time by means of calling \cq{clippath}, and
2602 centres the puzzles within that. Thus, exactly the same PS file
2603 works on A4 or on US Letter paper without needing local
2604 configuration, which simplifies matters.)
2605
2606 \cw{pw} and \cw{ph} give the size of the puzzle in drawing API
2607 coordinates. The printing system will subsequently call the puzzle's
2608 own print function, which will in turn call drawing API functions in
2609 the expectation that an area \cw{pw} by \cw{ph} units is available
2610 to draw the puzzle on.
2611
2612 Finally, \cw{wmm} gives the desired width of the puzzle in
2613 millimetres. (The aspect ratio is expected to be preserved, so if
2614 the desired puzzle height is also needed then it can be computed as
2615 \cw{wmm*ph/pw}.)
2616
2617 Implementations of this API which do not provide printing services
2618 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2619 called unless printing is attempted.
2620
2621 \S{drawingapi-end-puzzle} \cw{end_puzzle()}
2622
2623 \c void (*end_puzzle)(void *handle);
2624
2625 This function is called after the printing of a specific puzzle is
2626 complete.
2627
2628 Implementations of this API which do not provide printing services
2629 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2630 called unless printing is attempted.
2631
2632 \S{drawingapi-end-page} \cw{end_page()}
2633
2634 \c void (*end_page)(void *handle, int number);
2635
2636 This function is called after the printing of a page is finished.
2637
2638 Implementations of this API which do not provide printing services
2639 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2640 called unless printing is attempted.
2641
2642 \S{drawingapi-end-doc} \cw{end_doc()}
2643
2644 \c void (*end_doc)(void *handle);
2645
2646 This function is called after the printing of the entire document is
2647 finished. This is the moment to close files, send things to the
2648 print spooler, or whatever the local convention is.
2649
2650 Implementations of this API which do not provide printing services
2651 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2652 called unless printing is attempted.
2653
2654 \S{drawingapi-line-width} \cw{line_width()}
2655
2656 \c void (*line_width)(void *handle, float width);
2657
2658 This function is called to set the line thickness, during printing
2659 only. Note that the width is a \cw{float} here, where it was an
2660 \cw{int} as seen by the back end. This is because \cw{drawing.c} may
2661 have scaled it on the way past.
2662
2663 However, the width is still specified in the same coordinate system
2664 as the rest of the drawing.
2665
2666 Implementations of this API which do not provide printing services
2667 may define this function pointer to be \cw{NULL}; it will never be
2668 called unless printing is attempted.
2669
2670 \S{drawingapi-text-fallback} \cw{text_fallback()}
2671
2672 \c char *(*text_fallback)(void *handle, const char *const *strings,
2673 \c                        int nstrings);
2674
2675 This function behaves exactly like the back end \cw{text_fallback()}
2676 function; see \k{drawing-text-fallback}.
2677
2678 Implementations of this API which do not support any characters
2679 outside ASCII may define this function pointer to be \cw{NULL}, in
2680 which case the central code in \cw{drawing.c} will provide a default
2681 implementation.
2682
2683 \H{drawingapi-frontend} The drawing API as called by the front end
2684
2685 There are a small number of functions provided in \cw{drawing.c}
2686 which the front end needs to \e{call}, rather than helping to
2687 implement. They are described in this section.
2688
2689 \S{drawing-new} \cw{drawing_new()}
2690
2691 \c drawing *drawing_new(const drawing_api *api, midend *me,
2692 \c                      void *handle);
2693
2694 This function creates a drawing object. It is passed a
2695 \c{drawing_api}, which is a structure containing nothing but
2696 function pointers; and also a \cq{void *} handle. The handle is
2697 passed back to each function pointer when it is called.
2698
2699 The \c{midend} parameter is used for rewriting the status bar
2700 contents: \cw{status_bar()} (see \k{drawing-status-bar}) has to call
2701 a function in the mid-end which might rewrite the status bar text.
2702 If the drawing object is to be used only for printing, or if the
2703 game is known not to call \cw{status_bar()}, this parameter may be
2704 \cw{NULL}.
2705
2706 \S{drawing-free} \cw{drawing_free()}
2707
2708 \c void drawing_free(drawing *dr);
2709
2710 This function frees a drawing object. Note that the \cq{void *}
2711 handle is not freed; if that needs cleaning up it must be done by
2712 the front end.
2713
2714 \S{drawing-print-get-colour} \cw{print_get_colour()}
2715
2716 \c void print_get_colour(drawing *dr, int colour, int printincolour,
2717 \c                       int *hatch, float *r, float *g, float *b)
2718
2719 This function is called by the implementations of the drawing API
2720 functions when they are called in a printing context. It takes a
2721 colour index as input, and returns the description of the colour as
2722 requested by the back end.
2723
2724 \c{printincolour} is \cw{TRUE} iff the implementation is printing in
2725 colour. This will alter the results returned if the colour in
2726 question was specified with a black-and-white fallback value.
2727
2728 If the colour should be rendered by hatching, \c{*hatch} is filled
2729 with the type of hatching desired. See \k{print-grey-colour} for
2730 details of the values this integer can take.
2731
2732 If the colour should be rendered as solid colour, \c{*hatch} is
2733 given a negative value, and \c{*r}, \c{*g} and \c{*b} are filled
2734 with the RGB values of the desired colour (if printing in colour),
2735 or all filled with the grey-scale value (if printing in black and
2736 white).
2737
2738 \C{midend} The API provided by the mid-end
2739
2740 This chapter documents the API provided by the mid-end to be called
2741 by the front end. You probably only need to read this if you are a
2742 front end implementor, i.e. you are porting Puzzles to a new
2743 platform. If you're only interested in writing new puzzles, you can
2744 safely skip this chapter.
2745
2746 All the persistent state in the mid-end is encapsulated within a
2747 \c{midend} structure, to facilitate having multiple mid-ends in any
2748 port which supports multiple puzzle windows open simultaneously.
2749 Each \c{midend} is intended to handle the contents of a single
2750 puzzle window.
2751
2752 \H{midend-new} \cw{midend_new()}
2753
2754 \c midend *midend_new(frontend *fe, const game *ourgame,
2755 \c                    const drawing_api *drapi, void *drhandle)
2756
2757 Allocates and returns a new mid-end structure.
2758
2759 The \c{fe} argument is stored in the mid-end. It will be used when
2760 calling back to functions such as \cw{activate_timer()}
2761 (\k{frontend-activate-timer}), and will be passed on to the back end
2762 function \cw{colours()} (\k{backend-colours}).
2763
2764 The parameters \c{drapi} and \c{drhandle} are passed to
2765 \cw{drawing_new()} (\k{drawing-new}) to construct a drawing object
2766 which will be passed to the back end function \cw{redraw()}
2767 (\k{backend-redraw}). Hence, all drawing-related function pointers
2768 defined in \c{drapi} can expect to be called with \c{drhandle} as
2769 their first argument.
2770
2771 The \c{ourgame} argument points to a container structure describing
2772 a game back end. The mid-end thus created will only be capable of
2773 handling that one game. (So even in a monolithic front end
2774 containing all the games, this imposes the constraint that any
2775 individual puzzle window is tied to a single game. Unless, of
2776 course, you feel brave enough to change the mid-end for the window
2777 without closing the window...)
2778
2779 \H{midend-free} \cw{midend_free()}
2780
2781 \c void midend_free(midend *me);
2782
2783 Frees a mid-end structure and all its associated data.
2784
2785 \H{midend-tilesize} \cw{midend_tilesize()}
2786
2787 \c int midend_tilesize(midend *me);
2788
2789 Returns the \cq{tilesize} parameter being used to display the
2790 current puzzle (\k{backend-preferred-tilesize}).
2791
2792 \H{midend-set-params} \cw{midend_set_params()}
2793
2794 \c void midend_set_params(midend *me, game_params *params);
2795
2796 Sets the current game parameters for a mid-end. Subsequent games
2797 generated by \cw{midend_new_game()} (\k{midend-new-game}) will use
2798 these parameters until further notice.
2799
2800 The usual way in which the front end will have an actual
2801 \c{game_params} structure to pass to this function is if it had
2802 previously got it from \cw{midend_get_presets()}
2803 (\k{midend-get-presets}). Thus, this function is usually called in
2804 response to the user making a selection from the presets menu.
2805
2806 \H{midend-get-params} \cw{midend_get_params()}
2807
2808 \c game_params *midend_get_params(midend *me);
2809
2810 Returns the current game parameters stored in this mid-end.
2811
2812 The returned value is dynamically allocated, and should be freed
2813 when finished with by passing it to the game's own
2814 \cw{free_params()} function (see \k{backend-free-params}).
2815
2816 \H{midend-size} \cw{midend_size()}
2817
2818 \c void midend_size(midend *me, int *x, int *y, int user_size);
2819
2820 Tells the mid-end to figure out its window size.
2821
2822 On input, \c{*x} and \c{*y} should contain the maximum or requested
2823 size for the window. (Typically this will be the size of the screen
2824 that the window has to fit on, or similar.) The mid-end will
2825 repeatedly call the back end function \cw{compute_size()}
2826 (\k{backend-compute-size}), searching for a tile size that best
2827 satisfies the requirements. On exit, \c{*x} and \c{*y} will contain
2828 the size needed for the puzzle window's drawing area. (It is of
2829 course up to the front end to adjust this for any additional window
2830 furniture such as menu bars and window borders, if necessary. The
2831 status bar is also not included in this size.)
2832
2833 Use \c{user_size} to indicate whether \c{*x} and \c{*y} are a
2834 requested size, or just a maximum size.
2835
2836 If \c{user_size} is set to \cw{TRUE}, the mid-end will treat the
2837 input size as a request, and will pick a tile size which
2838 approximates it \e{as closely as possible}, going over the game's
2839 preferred tile size if necessary to achieve this. The mid-end will
2840 also use the resulting tile size as its preferred one until further
2841 notice, on the assumption that this size was explicitly requested
2842 by the user. Use this option if you want your front end to support
2843 dynamic resizing of the puzzle window with automatic scaling of the
2844 puzzle to fit.
2845
2846 If \c{user_size} is set to \cw{FALSE}, then the game's tile size
2847 will never go over its preferred one, although it may go under in
2848 order to fit within the maximum bounds specified by \c{*x} and
2849 \c{*y}. This is the recommended approach when opening a new window
2850 at default size: the game will use its preferred size unless it has
2851 to use a smaller one to fit on the screen. If the tile size is
2852 shrunk for this reason, the change will not persist; if a smaller
2853 grid is subsequently chosen, the tile size will recover.
2854
2855 The mid-end will try as hard as it can to return a size which is
2856 less than or equal to the input size, in both dimensions. In extreme
2857 circumstances it may fail (if even the lowest possible tile size
2858 gives window dimensions greater than the input), in which case it
2859 will return a size greater than the input size. Front ends should be
2860 prepared for this to happen (i.e. don't crash or fail an assertion),
2861 but may handle it in any way they see fit: by rejecting the game
2862 parameters which caused the problem, by opening a window larger than
2863 the screen regardless of inconvenience, by introducing scroll bars
2864 on the window, by drawing on a large bitmap and scaling it into a
2865 smaller window, or by any other means you can think of. It is likely
2866 that when the tile size is that small the game will be unplayable
2867 anyway, so don't put \e{too} much effort into handling it
2868 creatively.
2869
2870 If your platform has no limit on window size (or if you're planning
2871 to use scroll bars for large puzzles), you can pass dimensions of
2872 \cw{INT_MAX} as input to this function. You should probably not do
2873 that \e{and} set the \c{user_size} flag, though!
2874
2875 The midend relies on the frontend calling \cw{midend_new_game()}
2876 (\k{midend-new-game}) before calling \cw{midend_size()}.
2877
2878 \H{midend-reset-tilesize} \cw{midend_reset_tilesize()}
2879
2880 \c void midend_reset_tilesize(midend *me);
2881
2882 This function resets the midend's preferred tile size to that of the
2883 standard puzzle.
2884
2885 As discussed in \k{midend-size}, puzzle resizes are typically
2886 'sticky', in that once the user has dragged the puzzle to a different
2887 window size, the resulting tile size will be remembered and used when
2888 the puzzle configuration changes. If you \e{don't} want that, e.g. if
2889 you want to provide a command to explicitly reset the puzzle size back
2890 to its default, then you can call this just before calling
2891 \cw{midend_size()} (which, in turn, you would probably call with
2892 \c{user_size} set to \cw{FALSE}).
2893
2894 \H{midend-new-game} \cw{midend_new_game()}
2895
2896 \c void midend_new_game(midend *me);
2897
2898 Causes the mid-end to begin a new game. Normally the game will be a
2899 new randomly generated puzzle. However, if you have previously
2900 called \cw{midend_game_id()} or \cw{midend_set_config()}, the game
2901 generated might be dictated by the results of those functions. (In
2902 particular, you \e{must} call \cw{midend_new_game()} after calling
2903 either of those functions, or else no immediate effect will be
2904 visible.)
2905
2906 You will probably need to call \cw{midend_size()} after calling this
2907 function, because if the game parameters have been changed since the
2908 last new game then the window size might need to change. (If you
2909 know the parameters \e{haven't} changed, you don't need to do this.)
2910
2911 This function will create a new \c{game_drawstate}, but does not
2912 actually perform a redraw (since you often need to call
2913 \cw{midend_size()} before the redraw can be done). So after calling
2914 this function and after calling \cw{midend_size()}, you should then
2915 call \cw{midend_redraw()}. (It is not necessary to call
2916 \cw{midend_force_redraw()}; that will discard the draw state and
2917 create a fresh one, which is unnecessary in this case since there's
2918 a fresh one already. It would work, but it's usually excessive.)
2919
2920 \H{midend-restart-game} \cw{midend_restart_game()}
2921
2922 \c void midend_restart_game(midend *me);
2923
2924 This function causes the current game to be restarted. This is done
2925 by placing a new copy of the original game state on the end of the
2926 undo list (so that an accidental restart can be undone).
2927
2928 This function automatically causes a redraw, i.e. the front end can
2929 expect its drawing API to be called from \e{within} a call to this
2930 function. Some back ends require that \cw{midend_size()}
2931 (\k{midend-size}) is called before \cw{midend_restart_game()}.
2932
2933 \H{midend-force-redraw} \cw{midend_force_redraw()}
2934
2935 \c void midend_force_redraw(midend *me);
2936
2937 Forces a complete redraw of the puzzle window, by means of
2938 discarding the current \c{game_drawstate} and creating a new one
2939 from scratch before calling the game's \cw{redraw()} function.
2940
2941 The front end can expect its drawing API to be called from within a
2942 call to this function. Some back ends require that \cw{midend_size()}
2943 (\k{midend-size}) is called before \cw{midend_force_redraw()}.
2944
2945 \H{midend-redraw} \cw{midend_redraw()}
2946
2947 \c void midend_redraw(midend *me);
2948
2949 Causes a partial redraw of the puzzle window, by means of simply
2950 calling the game's \cw{redraw()} function. (That is, the only things
2951 redrawn will be things that have changed since the last redraw.)
2952
2953 The front end can expect its drawing API to be called from within a
2954 call to this function. Some back ends require that \cw{midend_size()}
2955 (\k{midend-size}) is called before \cw{midend_redraw()}.
2956
2957 \H{midend-process-key} \cw{midend_process_key()}
2958
2959 \c int midend_process_key(midend *me, int x, int y, int button);
2960
2961 The front end calls this function to report a mouse or keyboard
2962 event. The parameters \c{x}, \c{y} and \c{button} are almost
2963 identical to the ones passed to the back end function
2964 \cw{interpret_move()} (\k{backend-interpret-move}), except that the
2965 front end is \e{not} required to provide the guarantees about mouse
2966 event ordering. The mid-end will sort out multiple simultaneous
2967 button presses and changes of button; the front end's responsibility
2968 is simply to pass on the mouse events it receives as accurately as
2969 possible.
2970
2971 (Some platforms may need to emulate absent mouse buttons by means of
2972 using a modifier key such as Shift with another mouse button. This
2973 tends to mean that if Shift is pressed or released in the middle of
2974 a mouse drag, the mid-end will suddenly stop receiving, say,
2975 \cw{LEFT_DRAG} events and start receiving \cw{RIGHT_DRAG}s, with no
2976 intervening button release or press events. This too is something
2977 which the mid-end will sort out for you; the front end has no
2978 obligation to maintain sanity in this area.)
2979
2980 The front end \e{should}, however, always eventually send some kind
2981 of button release. On some platforms this requires special effort:
2982 Windows, for example, requires a call to the system API function
2983 \cw{SetCapture()} in order to ensure that your window receives a
2984 mouse-up event even if the pointer has left the window by the time
2985 the mouse button is released. On any platform that requires this
2986 sort of thing, the front end \e{is} responsible for doing it.
2987
2988 Calling this function is very likely to result in calls back to the
2989 front end's drawing API and/or \cw{activate_timer()}
2990 (\k{frontend-activate-timer}).
2991
2992 The return value from \cw{midend_process_key()} is non-zero, unless
2993 the effect of the keypress was to request termination of the
2994 program. A front end should shut down the puzzle in response to a
2995 zero return.
2996
2997 \H{midend-colours} \cw{midend_colours()}
2998
2999 \c float *midend_colours(midend *me, int *ncolours);
3000
3001 Returns an array of the colours required by the game, in exactly the
3002 same format as that returned by the back end function \cw{colours()}
3003 (\k{backend-colours}). Front ends should call this function rather
3004 than calling the back end's version directly, since the mid-end adds
3005 standard customisation facilities. (At the time of writing, those
3006 customisation facilities are implemented hackily by means of
3007 environment variables, but it's not impossible that they may become
3008 more full and formal in future.)
3009
3010 \H{midend-timer} \cw{midend_timer()}
3011
3012 \c void midend_timer(midend *me, float tplus);
3013
3014 If the mid-end has called \cw{activate_timer()}
3015 (\k{frontend-activate-timer}) to request regular callbacks for
3016 purposes of animation or timing, this is the function the front end
3017 should call on a regular basis. The argument \c{tplus} gives the
3018 time, in seconds, since the last time either this function was
3019 called or \cw{activate_timer()} was invoked.
3020
3021 One of the major purposes of timing in the mid-end is to perform
3022 move animation. Therefore, calling this function is very likely to
3023 result in calls back to the front end's drawing API.
3024
3025 \H{midend-get-presets} \cw{midend_get_presets()}
3026
3027 \c struct preset_menu *midend_get_presets(midend *me, int *id_limit);
3028
3029 Returns a data structure describing this game's collection of preset
3030 game parameters, organised into a hierarchical structure of menus and
3031 submenus.
3032
3033 The return value is a pointer to a data structure containing the
3034 following fields (among others, which are not intended for front end
3035 use):
3036
3037 \c struct preset_menu {
3038 \c     int n_entries;
3039 \c     struct preset_menu_entry *entries;
3040 \c     /* and other things */
3041 \e     iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
3042 \c };
3043
3044 Those fields describe the intended contents of one particular menu in
3045 the hierarchy. \cq{entries} points to an array of \cq{n_entries}
3046 items, each of which is a structure containing the following fields:
3047
3048 \c struct preset_menu_entry {
3049 \c     char *title;
3050 \c     game_params *params;
3051 \c     struct preset_menu *submenu;
3052 \c     int id;
3053 \c };
3054
3055 Of these fields, \cq{title} and \cq{id} are present in every entry,
3056 giving (respectively) the textual name of the menu item and an integer
3057 identifier for it. The integer id will correspond to the one returned
3058 by \c{midend_which_preset} (\k{midend-which-preset}), when that preset
3059 is the one selected.
3060
3061 The other two fields are mutually exclusive. Each \c{struct
3062 preset_menu_entry} will have one of those fields \cw{NULL} and the
3063 other one non-null. If the menu item is an actual preset, then
3064 \cq{params} will point to the set of game parameters that go with the
3065 name; if it's a submenu, then \cq{submenu} instead will be non-null,
3066 and will point at a subsidiary \c{struct preset_menu}.
3067
3068 The complete hierarchy of these structures is owned by the mid-end,
3069 and will be freed when the mid-end is freed. The front end should not
3070 attempt to free any of it.
3071
3072 The integer identifiers will be allocated densely from 0 upwards, so
3073 that it's reasonable for the front end to allocate an array which uses
3074 them as indices, if it needs to store information per preset menu
3075 item. For this purpose, the front end may pass the second parameter
3076 \cq{id_limit} to \cw{midend_get_presets} as the address of an \c{int}
3077 variable, into which \cw{midend_get_presets} will write an integer one
3078 larger than the largest id number actually used (i.e. the number of
3079 elements the front end would need in the array).
3080
3081 Submenu-type entries also have integer identifiers.
3082
3083 \H{midend-which-preset} \cw{midend_which_preset()}
3084
3085 \c int midend_which_preset(midend *me);
3086
3087 Returns the numeric index of the preset game parameter structure
3088 which matches the current game parameters, or a negative number if
3089 no preset matches. Front ends could use this to maintain a tick
3090 beside one of the items in the menu (or tick the \q{Custom} option
3091 if the return value is less than zero).
3092
3093 The returned index value (if non-negative) will match the \c{id} field
3094 of the corresponding \cw{struct preset_menu_entry} returned by
3095 \c{midend_get_presets()} (\k{midend-get-presets}).
3096
3097 \H{midend-wants-statusbar} \cw{midend_wants_statusbar()}
3098
3099 \c int midend_wants_statusbar(midend *me);
3100
3101 This function returns \cw{TRUE} if the puzzle has a use for a
3102 textual status line (to display score, completion status, currently
3103 active tiles, time, or anything else).
3104
3105 Front ends should call this function rather than talking directly to
3106 the back end.
3107
3108 \H{midend-get-config} \cw{midend_get_config()}
3109
3110 \c config_item *midend_get_config(midend *me, int which,
3111 \c                                char **wintitle);
3112
3113 Returns a dialog box description for user configuration.
3114
3115 On input, \cw{which} should be set to one of three values, which
3116 select which of the various dialog box descriptions is returned:
3117
3118 \dt \cw{CFG_SETTINGS}
3119
3120 \dd Requests the GUI parameter configuration box generated by the
3121 puzzle itself. This should be used when the user selects \q{Custom}
3122 from the game types menu (or equivalent). The mid-end passes this
3123 request on to the back end function \cw{configure()}
3124 (\k{backend-configure}).
3125
3126 \dt \cw{CFG_DESC}
3127
3128 \dd Requests a box suitable for entering a descriptive game ID (and
3129 viewing the existing one). The mid-end generates this dialog box
3130 description itself. This should be used when the user selects
3131 \q{Specific} from the game menu (or equivalent).
3132
3133 \dt \cw{CFG_SEED}
3134
3135 \dd Requests a box suitable for entering a random-seed game ID (and
3136 viewing the existing one). The mid-end generates this dialog box
3137 description itself. This should be used when the user selects
3138 \q{Random Seed} from the game menu (or equivalent).
3139
3140 The returned value is an array of \cw{config_item}s, exactly as
3141 described in \k{backend-configure}. Another returned value is an
3142 ASCII string giving a suitable title for the configuration window,
3143 in \c{*wintitle}.
3144
3145 Both returned values are dynamically allocated and will need to be
3146 freed. The window title can be freed in the obvious way; the
3147 \cw{config_item} array is a slightly complex structure, so a utility
3148 function \cw{free_cfg()} is provided to free it for you. See
3149 \k{utils-free-cfg}.
3150
3151 (Of course, you will probably not want to free the \cw{config_item}
3152 array until the dialog box is dismissed, because before then you
3153 will probably need to pass it to \cw{midend_set_config}.)
3154
3155 \H{midend-set-config} \cw{midend_set_config()}
3156
3157 \c char *midend_set_config(midend *me, int which,
3158 \c                         config_item *cfg);
3159
3160 Passes the mid-end the results of a configuration dialog box.
3161 \c{which} should have the same value which it had when
3162 \cw{midend_get_config()} was called; \c{cfg} should be the array of
3163 \c{config_item}s returned from \cw{midend_get_config()}, modified to
3164 contain the results of the user's editing operations.
3165
3166 This function returns \cw{NULL} on success, or otherwise (if the
3167 configuration data was in some way invalid) an ASCII string
3168 containing an error message suitable for showing to the user.
3169
3170 If the function succeeds, it is likely that the game parameters will
3171 have been changed and it is certain that a new game will be
3172 requested. The front end should therefore call
3173 \cw{midend_new_game()}, and probably also re-think the window size
3174 using \cw{midend_size()} and eventually perform a refresh using
3175 \cw{midend_redraw()}.
3176
3177 \H{midend-game-id} \cw{midend_game_id()}
3178
3179 \c char *midend_game_id(midend *me, char *id);
3180
3181 Passes the mid-end a string game ID (of any of the valid forms
3182 \cq{params}, \cq{params:description} or \cq{params#seed}) which the
3183 mid-end will process and use for the next generated game.
3184
3185 This function returns \cw{NULL} on success, or otherwise (if the
3186 configuration data was in some way invalid) an ASCII string
3187 containing an error message (not dynamically allocated) suitable for
3188 showing to the user. In the event of an error, the mid-end's
3189 internal state will be left exactly as it was before the call.
3190
3191 If the function succeeds, it is likely that the game parameters will
3192 have been changed and it is certain that a new game will be
3193 requested. The front end should therefore call
3194 \cw{midend_new_game()}, and probably also re-think the window size
3195 using \cw{midend_size()} and eventually case a refresh using
3196 \cw{midend_redraw()}.
3197
3198 \H{midend-get-game-id} \cw{midend_get_game_id()}
3199
3200 \c char *midend_get_game_id(midend *me)
3201
3202 Returns a descriptive game ID (i.e. one in the form
3203 \cq{params:description}) describing the game currently active in the
3204 mid-end. The returned string is dynamically allocated.
3205
3206 \H{midend-get-random-seed} \cw{midend_get_random_seed()}
3207
3208 \c char *midend_get_random_seed(midend *me)
3209
3210 Returns a random game ID (i.e. one in the form \cq{params#seedstring})
3211 describing the game currently active in the mid-end, if there is one.
3212 If the game was created by entering a description, no random seed will
3213 currently exist and this function will return \cw{NULL}.
3214
3215 The returned string, if it is non-\cw{NULL}, is dynamically allocated.
3216
3217 \H{midend-can-format-as-text-now} \cw{midend_can_format_as_text_now()}
3218
3219 \c int midend_can_format_as_text_now(midend *me);
3220
3221 Returns \cw{TRUE} if the game code is capable of formatting puzzles
3222 of the currently selected game type as ASCII.
3223
3224 If this returns \cw{FALSE}, then \cw{midend_text_format()}
3225 (\k{midend-text-format}) will return \cw{NULL}.
3226
3227 \H{midend-text-format} \cw{midend_text_format()}
3228
3229 \c char *midend_text_format(midend *me);
3230
3231 Formats the current game's current state as ASCII text suitable for
3232 copying to the clipboard. The returned string is dynamically
3233 allocated.
3234
3235 If the game's \c{can_format_as_text_ever} flag is \cw{FALSE}, or if
3236 its \cw{can_format_as_text_now()} function returns \cw{FALSE}, then
3237 this function will return \cw{NULL}.
3238
3239 If the returned string contains multiple lines (which is likely), it
3240 will use the normal C line ending convention (\cw{\\n} only). On
3241 platforms which use a different line ending convention for data in
3242 the clipboard, it is the front end's responsibility to perform the
3243 conversion.
3244
3245 \H{midend-solve} \cw{midend_solve()}
3246
3247 \c char *midend_solve(midend *me);
3248
3249 Requests the mid-end to perform a Solve operation.
3250
3251 On success, \cw{NULL} is returned. On failure, an error message (not
3252 dynamically allocated) is returned, suitable for showing to the
3253 user.
3254
3255 The front end can expect its drawing API and/or
3256 \cw{activate_timer()} to be called from within a call to this
3257 function.  Some back ends require that \cw{midend_size()}
3258 (\k{midend-size}) is called before \cw{midend_solve()}.
3259
3260 \H{midend-status} \cw{midend_status()}
3261
3262 \c int midend_status(midend *me);
3263
3264 This function returns +1 if the midend is currently displaying a game
3265 in a solved state, -1 if the game is in a permanently lost state, or 0
3266 otherwise. This function just calls the back end's \cw{status()}
3267 function. Front ends may wish to use this as a cue to proactively
3268 offer the option of starting a new game.
3269
3270 (See \k{backend-status} for more detail about the back end's
3271 \cw{status()} function and discussion of what should count as which
3272 status code.)
3273
3274 \H{midend-can-undo} \cw{midend_can_undo()}
3275
3276 \c int midend_can_undo(midend *me);
3277
3278 Returns \cw{TRUE} if the midend is currently in a state where the undo
3279 operation is meaningful (i.e. at least one position exists on the undo
3280 chain before the present one). Front ends may wish to use this to
3281 visually activate and deactivate an undo button.
3282
3283 \H{midend-can-redo} \cw{midend_can_redo()}
3284
3285 \c int midend_can_redo(midend *me);
3286
3287 Returns \cw{TRUE} if the midend is currently in a state where the redo
3288 operation is meaningful (i.e. at least one position exists on the redo
3289 chain after the present one). Front ends may wish to use this to
3290 visually activate and deactivate a redo button.
3291
3292 \H{midend-serialise} \cw{midend_serialise()}
3293
3294 \c void midend_serialise(midend *me,
3295 \c                       void (*write)(void *ctx, void *buf, int len),
3296 \c                       void *wctx);
3297
3298 Calling this function causes the mid-end to convert its entire
3299 internal state into a long ASCII text string, and to pass that
3300 string (piece by piece) to the supplied \c{write} function.
3301
3302 Desktop implementations can use this function to save a game in any
3303 state (including half-finished) to a disk file, by supplying a
3304 \c{write} function which is a wrapper on \cw{fwrite()} (or local
3305 equivalent). Other implementations may find other uses for it, such
3306 as compressing the large and sprawling mid-end state into a
3307 manageable amount of memory when a palmtop application is suspended
3308 so that another one can run; in this case \cw{write} might want to
3309 write to a memory buffer rather than a file. There may be other uses
3310 for it as well.
3311
3312 This function will call back to the supplied \c{write} function a
3313 number of times, with the first parameter (\c{ctx}) equal to
3314 \c{wctx}, and the other two parameters pointing at a piece of the
3315 output string.
3316
3317 \H{midend-deserialise} \cw{midend_deserialise()}
3318
3319 \c char *midend_deserialise(midend *me,
3320 \c                          int (*read)(void *ctx, void *buf, int len),
3321 \c                          void *rctx);
3322
3323 This function is the counterpart to \cw{midend_serialise()}. It
3324 calls the supplied \cw{read} function repeatedly to read a quantity
3325 of data, and attempts to interpret that data as a serialised mid-end
3326 as output by \cw{midend_serialise()}.
3327
3328 The \cw{read} function is called with the first parameter (\c{ctx})
3329 equal to \c{rctx}, and should attempt to read \c{len} bytes of data
3330 into the buffer pointed to by \c{buf}. It should return \cw{FALSE}
3331 on failure or \cw{TRUE} on success. It should not report success
3332 unless it has filled the entire buffer; on platforms which might be
3333 reading from a pipe or other blocking data source, \c{read} is
3334 responsible for looping until the whole buffer has been filled.
3335
3336 If the de-serialisation operation is successful, the mid-end's
3337 internal data structures will be replaced by the results of the
3338 load, and \cw{NULL} will be returned. Otherwise, the mid-end's state
3339 will be completely unchanged and an error message (typically some
3340 variation on \q{save file is corrupt}) will be returned. As usual,
3341 the error message string is not dynamically allocated.
3342
3343 If this function succeeds, it is likely that the game parameters
3344 will have been changed. The front end should therefore probably
3345 re-think the window size using \cw{midend_size()}, and probably
3346 cause a refresh using \cw{midend_redraw()}.
3347
3348 Because each mid-end is tied to a specific game back end, this
3349 function will fail if you attempt to read in a save file generated by
3350 a different game from the one configured in this mid-end, even if your
3351 application is a monolithic one containing all the puzzles. See
3352 \k{identify-game} for a helper function which will allow you to
3353 identify a save file before you instantiate your mid-end in the first
3354 place.
3355
3356 \H{identify-game} \cw{identify_game()}
3357
3358 \c char *identify_game(char **name,
3359 \c                     int (*read)(void *ctx, void *buf, int len),
3360 \c                     void *rctx);
3361
3362 This function examines a serialised midend stream, of the same kind
3363 used by \cw{midend_serialise()} and \cw{midend_deserialise()}, and
3364 returns the \cw{name} field of the game back end from which it was
3365 saved.
3366
3367 You might want this if your front end was a monolithic one containing
3368 all the puzzles, and you wanted to be able to load an arbitrary save
3369 file and automatically switch to the right game. Probably your next
3370 step would be to iterate through \cw{gamelist} (\k{frontend-backend})
3371 looking for a game structure whose \cw{name} field matched the
3372 returned string, and give an error if you didn't find one.
3373
3374 On success, the return value of this function is \cw{NULL}, and the
3375 game name string is written into \cw{*name}. The caller should free
3376 that string after using it.
3377
3378 On failure, \cw{*name} is \cw{NULL}, and the return value is an error
3379 message (which does not need freeing at all).
3380
3381 (This isn't strictly speaking a midend function, since it doesn't
3382 accept or return a pointer to a midend. You'd probably call it just
3383 \e{before} deciding what kind of midend you wanted to instantiate.)
3384
3385 \H{midend-request-id-changes} \cw{midend_request_id_changes()}
3386
3387 \c void midend_request_id_changes(midend *me,
3388 \c                                void (*notify)(void *), void *ctx);
3389
3390 This function is called by the front end to request notification by
3391 the mid-end when the current game IDs (either descriptive or
3392 random-seed) change. This can occur as a result of keypresses ('n' for
3393 New Game, for example) or when a puzzle supersedes its game
3394 description (see \k{backend-supersede}). After this function is
3395 called, any change of the game ids will cause the mid-end to call
3396 \cw{notify(ctx)} after the change.
3397
3398 This is for use by puzzles which want to present the game description
3399 to the user constantly (e.g. as an HTML hyperlink) instead of only
3400 showing it when the user explicitly requests it.
3401
3402 This is a function I anticipate few front ends needing to implement,
3403 so I make it a callback rather than a static function in order to
3404 relieve most front ends of the need to provide an empty
3405 implementation.
3406
3407 \H{frontend-backend} Direct reference to the back end structure by
3408 the front end
3409
3410 Although \e{most} things the front end needs done should be done by
3411 calling the mid-end, there are a few situations in which the front
3412 end needs to refer directly to the game back end structure.
3413
3414 The most obvious of these is
3415
3416 \b passing the game back end as a parameter to \cw{midend_new()}.
3417
3418 There are a few other back end features which are not wrapped by the
3419 mid-end because there didn't seem much point in doing so:
3420
3421 \b fetching the \c{name} field to use in window titles and similar
3422
3423 \b reading the \c{can_configure}, \c{can_solve} and
3424 \c{can_format_as_text_ever} fields to decide whether to add those
3425 items to the menu bar or equivalent
3426
3427 \b reading the \c{winhelp_topic} field (Windows only)
3428
3429 \b the GTK front end provides a \cq{--generate} command-line option
3430 which directly calls the back end to do most of its work. This is
3431 not really part of the main front end code, though, and I'm not sure
3432 it counts.
3433
3434 In order to find the game back end structure, the front end does one
3435 of two things:
3436
3437 \b If the particular front end is compiling a separate binary per
3438 game, then the back end structure is a global variable with the
3439 standard name \cq{thegame}:
3440
3441 \lcont{
3442
3443 \c extern const game thegame;
3444
3445 }
3446
3447 \b If the front end is compiled as a monolithic application
3448 containing all the puzzles together (in which case the preprocessor
3449 symbol \cw{COMBINED} must be defined when compiling most of the code
3450 base), then there will be two global variables defined:
3451
3452 \lcont{
3453
3454 \c extern const game *gamelist[];
3455 \c extern const int gamecount;
3456
3457 \c{gamelist} will be an array of \c{gamecount} game structures,
3458 declared in the automatically constructed source module \c{list.c}.
3459 The application should search that array for the game it wants,
3460 probably by reaching into each game structure and looking at its
3461 \c{name} field.
3462
3463 }
3464
3465 \H{frontend-api} Mid-end to front-end calls
3466
3467 This section describes the small number of functions which a front
3468 end must provide to be called by the mid-end or other standard
3469 utility modules.
3470
3471 \H{frontend-get-random-seed} \cw{get_random_seed()}
3472
3473 \c void get_random_seed(void **randseed, int *randseedsize);
3474
3475 This function is called by a new mid-end, and also occasionally by
3476 game back ends. Its job is to return a piece of data suitable for
3477 using as a seed for initialisation of a new \c{random_state}.
3478
3479 On exit, \c{*randseed} should be set to point at a newly allocated
3480 piece of memory containing some seed data, and \c{*randseedsize}
3481 should be set to the length of that data.
3482
3483 A simple and entirely adequate implementation is to return a piece
3484 of data containing the current system time at the highest
3485 conveniently available resolution.
3486
3487 \H{frontend-activate-timer} \cw{activate_timer()}
3488
3489 \c void activate_timer(frontend *fe);
3490
3491 This is called by the mid-end to request that the front end begin
3492 calling it back at regular intervals.
3493
3494 The timeout interval is left up to the front end; the finer it is,
3495 the smoother move animations will be, but the more CPU time will be
3496 used. Current front ends use values around 20ms (i.e. 50Hz).
3497
3498 After this function is called, the mid-end will expect to receive
3499 calls to \cw{midend_timer()} on a regular basis.
3500
3501 \H{frontend-deactivate-timer} \cw{deactivate_timer()}
3502
3503 \c void deactivate_timer(frontend *fe);
3504
3505 This is called by the mid-end to request that the front end stop
3506 calling \cw{midend_timer()}.
3507
3508 \H{frontend-fatal} \cw{fatal()}
3509
3510 \c void fatal(char *fmt, ...);
3511
3512 This is called by some utility functions if they encounter a
3513 genuinely fatal error such as running out of memory. It is a
3514 variadic function in the style of \cw{printf()}, and is expected to
3515 show the formatted error message to the user any way it can and then
3516 terminate the application. It must not return.
3517
3518 \H{frontend-default-colour} \cw{frontend_default_colour()}
3519
3520 \c void frontend_default_colour(frontend *fe, float *output);
3521
3522 This function expects to be passed a pointer to an array of three
3523 \cw{float}s. It returns the platform's local preferred background
3524 colour in those three floats, as red, green and blue values (in that
3525 order) ranging from \cw{0.0} to \cw{1.0}.
3526
3527 This function should only ever be called by the back end function
3528 \cw{colours()} (\k{backend-colours}). (Thus, it isn't a
3529 \e{midend}-to-frontend function as such, but there didn't seem to be
3530 anywhere else particularly good to put it. Sorry.)
3531
3532 \C{utils} Utility APIs
3533
3534 This chapter documents a variety of utility APIs provided for the
3535 general use of the rest of the Puzzles code.
3536
3537 \H{utils-random} Random number generation
3538
3539 Platforms' local random number generators vary widely in quality and
3540 seed size. Puzzles therefore supplies its own high-quality random
3541 number generator, with the additional advantage of giving the same
3542 results if fed the same seed data on different platforms. This
3543 allows game random seeds to be exchanged between different ports of
3544 Puzzles and still generate the same games.
3545
3546 Unlike the ANSI C \cw{rand()} function, the Puzzles random number
3547 generator has an \e{explicit} state object called a
3548 \c{random_state}. One of these is managed by each mid-end, for
3549 example, and passed to the back end to generate a game with.
3550
3551 \S{utils-random-init} \cw{random_new()}
3552
3553 \c random_state *random_new(char *seed, int len);
3554
3555 Allocates, initialises and returns a new \c{random_state}. The input
3556 data is used as the seed for the random number stream (i.e. using
3557 the same seed at a later time will generate the same stream).
3558
3559 The seed data can be any data at all; there is no requirement to use
3560 printable ASCII, or NUL-terminated strings, or anything like that.
3561
3562 \S{utils-random-copy} \cw{random_copy()}
3563
3564 \c random_state *random_copy(random_state *tocopy);
3565
3566 Allocates a new \c{random_state}, copies the contents of another
3567 \c{random_state} into it, and returns the new state.  If exactly the
3568 same sequence of functions is subseqently called on both the copy and
3569 the original, the results will be identical.  This may be useful for
3570 speculatively performing some operation using a given random state,
3571 and later replaying that operation precisely.
3572
3573 \S{utils-random-free} \cw{random_free()}
3574
3575 \c void random_free(random_state *state);
3576
3577 Frees a \c{random_state}.
3578
3579 \S{utils-random-bits} \cw{random_bits()}
3580
3581 \c unsigned long random_bits(random_state *state, int bits);
3582
3583 Returns a random number from 0 to \cw{2^bits-1} inclusive. \c{bits}
3584 should be between 1 and 32 inclusive.
3585
3586 \S{utils-random-upto} \cw{random_upto()}
3587
3588 \c unsigned long random_upto(random_state *state, unsigned long limit);
3589
3590 Returns a random number from 0 to \cw{limit-1} inclusive.
3591
3592 \S{utils-random-state-encode} \cw{random_state_encode()}
3593
3594 \c char *random_state_encode(random_state *state);
3595
3596 Encodes the entire contents of a \c{random_state} in printable
3597 ASCII. Returns a dynamically allocated string containing that
3598 encoding. This can subsequently be passed to
3599 \cw{random_state_decode()} to reconstruct the same \c{random_state}.
3600
3601 \S{utils-random-state-decode} \cw{random_state_decode()}
3602
3603 \c random_state *random_state_decode(char *input);
3604
3605 Decodes a string generated by \cw{random_state_encode()} and
3606 reconstructs an equivalent \c{random_state} to the one encoded, i.e.
3607 it should produce the same stream of random numbers.
3608
3609 This function has no error reporting; if you pass it an invalid
3610 string it will simply generate an arbitrary random state, which may
3611 turn out to be noticeably non-random.
3612
3613 \S{utils-shuffle} \cw{shuffle()}
3614
3615 \c void shuffle(void *array, int nelts, int eltsize, random_state *rs);
3616
3617 Shuffles an array into a random order. The interface is much like
3618 ANSI C \cw{qsort()}, except that there's no need for a compare
3619 function.
3620
3621 \c{array} is a pointer to the first element of the array. \c{nelts}
3622 is the number of elements in the array; \c{eltsize} is the size of a
3623 single element (typically measured using \c{sizeof}). \c{rs} is a
3624 \c{random_state} used to generate all the random numbers for the
3625 shuffling process.
3626
3627 \H{utils-presets} Presets menu management
3628
3629 The function \c{midend_get_presets()} (\k{midend-get-presets}) returns
3630 a data structure describing a menu hierarchy. Back ends can also
3631 choose to provide such a structure to the mid-end, if they want to
3632 group their presets hierarchically. To make this easy, there are a few
3633 utility functions to construct preset menu structures, and also one
3634 intended for front-end use.
3635
3636 \S{utils-preset-menu-new} \cw{preset_menu_new()}
3637
3638 \c struct preset_menu *preset_menu_new(void);
3639
3640 Allocates a new \c{struct preset_menu}, and initialises it to hold no
3641 menu items.
3642
3643 \S{utils-preset-menu-add_submenu} \cw{preset_menu_add_submenu()}
3644
3645 \c struct preset_menu *preset_menu_add_submenu
3646 \c     (struct preset_menu *parent, char *title);
3647
3648 Adds a new submenu to the end of an existing preset menu, and returns
3649 a pointer to a newly allocated \c{struct preset_menu} describing the
3650 submenu.
3651
3652 The string parameter \cq{title} must be dynamically allocated by the
3653 caller. The preset-menu structure will take ownership of it, so the
3654 caller must not free it.
3655
3656 \S{utils-preset-menu-add-preset} \cw{preset_menu_add_preset()}
3657
3658 \c void preset_menu_add_preset
3659 \c     (struct preset_menu *menu, char *title, game_params *params);
3660
3661 Adds a preset game configuration to the end of a preset menu.
3662
3663 Both the string parameter \cq{title} and the game parameter structure
3664 \cq{params} itself must be dynamically allocated by the caller. The
3665 preset-menu structure will take ownership of it, so the caller must
3666 not free it.
3667
3668 \S{utils-preset-menu-lookup-by-id} \cw{preset_menu_lookup_by_id()}
3669
3670 \c game_params *preset_menu_lookup_by_id
3671 \c     (struct preset_menu *menu, int id);
3672
3673 Given a numeric index, searches recursively through a preset menu
3674 hierarchy to find the corresponding menu entry, and returns a pointer
3675 to its existing \c{game_params} structure.
3676
3677 This function is intended for front end use (but front ends need not
3678 use it if they prefer to do things another way). If a front end finds
3679 it inconvenient to store anything more than a numeric index alongside
3680 each menu item, then this function provides an easy way for the front
3681 end to get back the actual game parameters corresponding to a menu
3682 item that the user has selected.
3683
3684 \H{utils-alloc} Memory allocation
3685
3686 Puzzles has some central wrappers on the standard memory allocation
3687 functions, which provide compile-time type checking, and run-time
3688 error checking by means of quitting the application if it runs out
3689 of memory. This doesn't provide the best possible recovery from
3690 memory shortage, but on the other hand it greatly simplifies the
3691 rest of the code, because nothing else anywhere needs to worry about
3692 \cw{NULL} returns from allocation.
3693
3694 \S{utils-snew} \cw{snew()}
3695
3696 \c var = snew(type);
3697 \e iii        iiii
3698
3699 This macro takes a single argument which is a \e{type name}. It
3700 allocates space for one object of that type. If allocation fails it
3701 will call \cw{fatal()} and not return; so if it does return, you can
3702 be confident that its return value is non-\cw{NULL}.
3703
3704 The return value is cast to the specified type, so that the compiler
3705 will type-check it against the variable you assign it into. Thus,
3706 this ensures you don't accidentally allocate memory the size of the
3707 wrong type and assign it into a variable of the right one (or vice
3708 versa!).
3709
3710 \S{utils-snewn} \cw{snewn()}
3711
3712 \c var = snewn(n, type);
3713 \e iii         i  iiii
3714
3715 This macro is the array form of \cw{snew()}. It takes two arguments;
3716 the first is a number, and the second is a type name. It allocates
3717 space for that many objects of that type, and returns a type-checked
3718 non-\cw{NULL} pointer just as \cw{snew()} does.
3719
3720 \S{utils-sresize} \cw{sresize()}
3721
3722 \c var = sresize(var, n, type);
3723 \e iii           iii  i  iiii
3724
3725 This macro is a type-checked form of \cw{realloc()}. It takes three
3726 arguments: an input memory block, a new size in elements, and a
3727 type. It re-sizes the input memory block to a size sufficient to
3728 contain that many elements of that type. It returns a type-checked
3729 non-\cw{NULL} pointer, like \cw{snew()} and \cw{snewn()}.
3730
3731 The input memory block can be \cw{NULL}, in which case this function
3732 will behave exactly like \cw{snewn()}. (In principle any
3733 ANSI-compliant \cw{realloc()} implementation ought to cope with
3734 this, but I've never quite trusted it to work everywhere.)
3735
3736 \S{utils-sfree} \cw{sfree()}
3737
3738 \c void sfree(void *p);
3739
3740 This function is pretty much equivalent to \cw{free()}. It is
3741 provided with a dynamically allocated block, and frees it.
3742
3743 The input memory block can be \cw{NULL}, in which case this function
3744 will do nothing. (In principle any ANSI-compliant \cw{free()}
3745 implementation ought to cope with this, but I've never quite trusted
3746 it to work everywhere.)
3747
3748 \S{utils-dupstr} \cw{dupstr()}
3749
3750 \c char *dupstr(const char *s);
3751
3752 This function dynamically allocates a duplicate of a C string. Like
3753 the \cw{snew()} functions, it guarantees to return non-\cw{NULL} or
3754 not return at all.
3755
3756 (Many platforms provide the function \cw{strdup()}. As well as
3757 guaranteeing never to return \cw{NULL}, my version has the advantage
3758 of being defined \e{everywhere}, rather than inconveniently not
3759 quite everywhere.)
3760
3761 \S{utils-free-cfg} \cw{free_cfg()}
3762
3763 \c void free_cfg(config_item *cfg);
3764
3765 This function correctly frees an array of \c{config_item}s, including
3766 walking the array until it gets to the end and freeing any subsidiary
3767 data items in each \c{u} sub-union which are expected to be
3768 dynamically allocated.
3769
3770 (See \k{backend-configure} for details of the \c{config_item}
3771 structure.)
3772
3773 \H{utils-tree234} Sorted and counted tree functions
3774
3775 Many games require complex algorithms for generating random puzzles,
3776 and some require moderately complex algorithms even during play. A
3777 common requirement during these algorithms is for a means of
3778 maintaining sorted or unsorted lists of items, such that items can
3779 be removed and added conveniently.
3780
3781 For general use, Puzzles provides the following set of functions
3782 which maintain 2-3-4 trees in memory. (A 2-3-4 tree is a balanced
3783 tree structure, with the property that all lookups, insertions,
3784 deletions, splits and joins can be done in \cw{O(log N)} time.)
3785
3786 All these functions expect you to be storing a tree of \c{void *}
3787 pointers. You can put anything you like in those pointers.
3788
3789 By the use of per-node element counts, these tree structures have
3790 the slightly unusual ability to look elements up by their numeric
3791 index within the list represented by the tree. This means that they
3792 can be used to store an unsorted list (in which case, every time you
3793 insert a new element, you must explicitly specify the position where
3794 you wish to insert it). They can also do numeric lookups in a sorted
3795 tree, which might be useful for (for example) tracking the median of
3796 a changing data set.
3797
3798 As well as storing sorted lists, these functions can be used for
3799 storing \q{maps} (associative arrays), by defining each element of a
3800 tree to be a (key, value) pair.
3801
3802 \S{utils-newtree234} \cw{newtree234()}
3803
3804 \c tree234 *newtree234(cmpfn234 cmp);
3805
3806 Creates a new empty tree, and returns a pointer to it.
3807
3808 The parameter \c{cmp} determines the sorting criterion on the tree.
3809 Its prototype is
3810
3811 \c typedef int (*cmpfn234)(void *, void *);
3812
3813 If you want a sorted tree, you should provide a function matching
3814 this prototype, which returns like \cw{strcmp()} does (negative if
3815 the first argument is smaller than the second, positive if it is
3816 bigger, zero if they compare equal). In this case, the function
3817 \cw{addpos234()} will not be usable on your tree (because all
3818 insertions must respect the sorting order).
3819
3820 If you want an unsorted tree, pass \cw{NULL}. In this case you will
3821 not be able to use either \cw{add234()} or \cw{del234()}, or any
3822 other function such as \cw{find234()} which depends on a sorting
3823 order. Your tree will become something more like an array, except
3824 that it will efficiently support insertion and deletion as well as
3825 lookups by numeric index.
3826
3827 \S{utils-freetree234} \cw{freetree234()}
3828
3829 \c void freetree234(tree234 *t);
3830
3831 Frees a tree. This function will not free the \e{elements} of the
3832 tree (because they might not be dynamically allocated, or you might
3833 be storing the same set of elements in more than one tree); it will
3834 just free the tree structure itself. If you want to free all the
3835 elements of a tree, you should empty it before passing it to
3836 \cw{freetree234()}, by means of code along the lines of
3837
3838 \c while ((element = delpos234(tree, 0)) != NULL)
3839 \c     sfree(element); /* or some more complicated free function */
3840 \e                     iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
3841
3842 \S{utils-add234} \cw{add234()}
3843
3844 \c void *add234(tree234 *t, void *e);
3845
3846 Inserts a new element \c{e} into the tree \c{t}. This function
3847 expects the tree to be sorted; the new element is inserted according
3848 to the sort order.
3849
3850 If an element comparing equal to \c{e} is already in the tree, then
3851 the insertion will fail, and the return value will be the existing
3852 element. Otherwise, the insertion succeeds, and \c{e} is returned.
3853
3854 \S{utils-addpos234} \cw{addpos234()}
3855
3856 \c void *addpos234(tree234 *t, void *e, int index);
3857
3858 Inserts a new element into an unsorted tree. Since there is no
3859 sorting order to dictate where the new element goes, you must
3860 specify where you want it to go. Setting \c{index} to zero puts the
3861 new element right at the start of the list; setting \c{index} to the
3862 current number of elements in the tree puts the new element at the
3863 end.
3864
3865 Return value is \c{e}, in line with \cw{add234()} (although this
3866 function cannot fail except by running out of memory, in which case
3867 it will bomb out and die rather than returning an error indication).
3868
3869 \S{utils-index234} \cw{index234()}
3870
3871 \c void *index234(tree234 *t, int index);
3872
3873 Returns a pointer to the \c{index}th element of the tree, or
3874 \cw{NULL} if \c{index} is out of range. Elements of the tree are
3875 numbered from zero.
3876
3877 \S{utils-find234} \cw{find234()}
3878
3879 \c void *find234(tree234 *t, void *e, cmpfn234 cmp);
3880
3881 Searches for an element comparing equal to \c{e} in a sorted tree.
3882
3883 If \c{cmp} is \cw{NULL}, the tree's ordinary comparison function
3884 will be used to perform the search. However, sometimes you don't
3885 want that; suppose, for example, each of your elements is a big
3886 structure containing a \c{char *} name field, and you want to find
3887 the element with a given name. You \e{could} achieve this by
3888 constructing a fake element structure, setting its name field
3889 appropriately, and passing it to \cw{find234()}, but you might find
3890 it more convenient to pass \e{just} a name string to \cw{find234()},
3891 supplying an alternative comparison function which expects one of
3892 its arguments to be a bare name and the other to be a large
3893 structure containing a name field.
3894
3895 Therefore, if \c{cmp} is not \cw{NULL}, then it will be used to
3896 compare \c{e} to elements of the tree. The first argument passed to
3897 \c{cmp} will always be \c{e}; the second will be an element of the
3898 tree.
3899
3900 (See \k{utils-newtree234} for the definition of the \c{cmpfn234}
3901 function pointer type.)
3902
3903 The returned value is the element found, or \cw{NULL} if the search
3904 is unsuccessful.
3905
3906 \S{utils-findrel234} \cw{findrel234()}
3907
3908 \c void *findrel234(tree234 *t, void *e, cmpfn234 cmp, int relation);
3909
3910 This function is like \cw{find234()}, but has the additional ability
3911 to do a \e{relative} search. The additional parameter \c{relation}
3912 can be one of the following values:
3913
3914 \dt \cw{REL234_EQ}
3915
3916 \dd Find only an element that compares equal to \c{e}. This is
3917 exactly the behaviour of \cw{find234()}.
3918
3919 \dt \cw{REL234_LT}
3920
3921 \dd Find the greatest element that compares strictly less than
3922 \c{e}. \c{e} may be \cw{NULL}, in which case it finds the greatest
3923 element in the whole tree (which could also be done by
3924 \cw{index234(t, count234(t)-1)}).
3925
3926 \dt \cw{REL234_LE}
3927
3928 \dd Find the greatest element that compares less than or equal to
3929 \c{e}. (That is, find an element that compares equal to \c{e} if
3930 possible, but failing that settle for something just less than it.)
3931
3932 \dt \cw{REL234_GT}
3933
3934 \dd Find the smallest element that compares strictly greater than
3935 \c{e}. \c{e} may be \cw{NULL}, in which case it finds the smallest
3936 element in the whole tree (which could also be done by
3937 \cw{index234(t, 0)}).
3938
3939 \dt \cw{REL234_GE}
3940
3941 \dd Find the smallest element that compares greater than or equal to
3942 \c{e}. (That is, find an element that compares equal to \c{e} if
3943 possible, but failing that settle for something just bigger than
3944 it.)
3945
3946 Return value, as before, is the element found or \cw{NULL} if no
3947 element satisfied the search criterion.
3948
3949 \S{utils-findpos234} \cw{findpos234()}
3950
3951 \c void *findpos234(tree234 *t, void *e, cmpfn234 cmp, int *index);
3952
3953 This function is like \cw{find234()}, but has the additional feature
3954 of returning the index of the element found in the tree; that index
3955 is written to \c{*index} in the event of a successful search (a
3956 non-\cw{NULL} return value).
3957
3958 \c{index} may be \cw{NULL}, in which case this function behaves
3959 exactly like \cw{find234()}.
3960
3961 \S{utils-findrelpos234} \cw{findrelpos234()}
3962
3963 \c void *findrelpos234(tree234 *t, void *e, cmpfn234 cmp, int relation,
3964 \c                     int *index);
3965
3966 This function combines all the features of \cw{findrel234()} and
3967 \cw{findpos234()}.
3968
3969 \S{utils-del234} \cw{del234()}
3970
3971 \c void *del234(tree234 *t, void *e);
3972
3973 Finds an element comparing equal to \c{e} in the tree, deletes it,
3974 and returns it.
3975
3976 The input tree must be sorted.
3977
3978 The element found might be \c{e} itself, or might merely compare
3979 equal to it.
3980
3981 Return value is \cw{NULL} if no such element is found.
3982
3983 \S{utils-delpos234} \cw{delpos234()}
3984
3985 \c void *delpos234(tree234 *t, int index);
3986
3987 Deletes the element at position \c{index} in the tree, and returns
3988 it.
3989
3990 Return value is \cw{NULL} if the index is out of range.
3991
3992 \S{utils-count234} \cw{count234()}
3993
3994 \c int count234(tree234 *t);
3995
3996 Returns the number of elements currently in the tree.
3997
3998 \S{utils-splitpos234} \cw{splitpos234()}
3999
4000 \c tree234 *splitpos234(tree234 *t, int index, int before);
4001
4002 Splits the input tree into two pieces at a given position, and
4003 creates a new tree containing all the elements on one side of that
4004 position.
4005
4006 If \c{before} is \cw{TRUE}, then all the items at or after position
4007 \c{index} are left in the input tree, and the items before that
4008 point are returned in the new tree. Otherwise, the reverse happens:
4009 all the items at or after \c{index} are moved into the new tree, and
4010 those before that point are left in the old one.
4011
4012 If \c{index} is equal to 0 or to the number of elements in the input
4013 tree, then one of the two trees will end up empty (and this is not
4014 an error condition). If \c{index} is further out of range in either
4015 direction, the operation will fail completely and return \cw{NULL}.
4016
4017 This operation completes in \cw{O(log N)} time, no matter how large
4018 the tree or how balanced or unbalanced the split.
4019
4020 \S{utils-split234} \cw{split234()}
4021
4022 \c tree234 *split234(tree234 *t, void *e, cmpfn234 cmp, int rel);
4023
4024 Splits a sorted tree according to its sort order.
4025
4026 \c{rel} can be any of the relation constants described in
4027 \k{utils-findrel234}, \e{except} for \cw{REL234_EQ}. All the
4028 elements having that relation to \c{e} will be transferred into the
4029 new tree; the rest will be left in the old one.
4030
4031 The parameter \c{cmp} has the same semantics as it does in
4032 \cw{find234()}: if it is not \cw{NULL}, it will be used in place of
4033 the tree's own comparison function when comparing elements to \c{e},
4034 in such a way that \c{e} itself is always the first of its two
4035 operands.
4036
4037 Again, this operation completes in \cw{O(log N)} time, no matter how
4038 large the tree or how balanced or unbalanced the split.
4039
4040 \S{utils-join234} \cw{join234()}
4041
4042 \c tree234 *join234(tree234 *t1, tree234 *t2);
4043
4044 Joins two trees together by concatenating the lists they represent.
4045 All the elements of \c{t2} are moved into \c{t1}, in such a way that
4046 they appear \e{after} the elements of \c{t1}. The tree \c{t2} is
4047 freed; the return value is \c{t1}.
4048
4049 If you apply this function to a sorted tree and it violates the sort
4050 order (i.e. the smallest element in \c{t2} is smaller than or equal
4051 to the largest element in \c{t1}), the operation will fail and
4052 return \cw{NULL}.
4053
4054 This operation completes in \cw{O(log N)} time, no matter how large
4055 the trees being joined together.
4056
4057 \S{utils-join234r} \cw{join234r()}
4058
4059 \c tree234 *join234r(tree234 *t1, tree234 *t2);
4060
4061 Joins two trees together in exactly the same way as \cw{join234()},
4062 but this time the combined tree is returned in \c{t2}, and \c{t1} is
4063 destroyed. The elements in \c{t1} still appear before those in
4064 \c{t2}.
4065
4066 Again, this operation completes in \cw{O(log N)} time, no matter how
4067 large the trees being joined together.
4068
4069 \S{utils-copytree234} \cw{copytree234()}
4070
4071 \c tree234 *copytree234(tree234 *t, copyfn234 copyfn,
4072 \c                      void *copyfnstate);
4073
4074 Makes a copy of an entire tree.
4075
4076 If \c{copyfn} is \cw{NULL}, the tree will be copied but the elements
4077 will not be; i.e. the new tree will contain pointers to exactly the
4078 same physical elements as the old one.
4079
4080 If you want to copy each actual element during the operation, you
4081 can instead pass a function in \c{copyfn} which makes a copy of each
4082 element. That function has the prototype
4083
4084 \c typedef void *(*copyfn234)(void *state, void *element);
4085
4086 and every time it is called, the \c{state} parameter will be set to
4087 the value you passed in as \c{copyfnstate}.
4088
4089 \H{utils-misc} Miscellaneous utility functions and macros
4090
4091 This section contains all the utility functions which didn't
4092 sensibly fit anywhere else.
4093
4094 \S{utils-truefalse} \cw{TRUE} and \cw{FALSE}
4095
4096 The main Puzzles header file defines the macros \cw{TRUE} and
4097 \cw{FALSE}, which are used throughout the code in place of 1 and 0
4098 (respectively) to indicate that the values are in a boolean context.
4099 For code base consistency, I'd prefer it if submissions of new code
4100 followed this convention as well.
4101
4102 \S{utils-maxmin} \cw{max()} and \cw{min()}
4103
4104 The main Puzzles header file defines the pretty standard macros
4105 \cw{max()} and \cw{min()}, each of which is given two arguments and
4106 returns the one which compares greater or less respectively.
4107
4108 These macros may evaluate their arguments multiple times. Avoid side
4109 effects.
4110
4111 \S{utils-pi} \cw{PI}
4112
4113 The main Puzzles header file defines a macro \cw{PI} which expands
4114 to a floating-point constant representing pi.
4115
4116 (I've never understood why ANSI's \cw{<math.h>} doesn't define this.
4117 It'd be so useful!)
4118
4119 \S{utils-obfuscate-bitmap} \cw{obfuscate_bitmap()}
4120
4121 \c void obfuscate_bitmap(unsigned char *bmp, int bits, int decode);
4122
4123 This function obscures the contents of a piece of data, by
4124 cryptographic methods. It is useful for games of hidden information
4125 (such as Mines, Guess or Black Box), in which the game ID
4126 theoretically reveals all the information the player is supposed to
4127 be trying to guess. So in order that players should be able to send
4128 game IDs to one another without accidentally spoiling the resulting
4129 game by looking at them, these games obfuscate their game IDs using
4130 this function.
4131
4132 Although the obfuscation function is cryptographic, it cannot
4133 properly be called encryption because it has no key. Therefore,
4134 anybody motivated enough can re-implement it, or hack it out of the
4135 Puzzles source, and strip the obfuscation off one of these game IDs
4136 to see what lies beneath. (Indeed, they could usually do it much
4137 more easily than that, by entering the game ID into their own copy
4138 of the puzzle and hitting Solve.) The aim is not to protect against
4139 a determined attacker; the aim is simply to protect people who
4140 wanted to play the game honestly from \e{accidentally} spoiling
4141 their own fun.
4142
4143 The input argument \c{bmp} points at a piece of memory to be
4144 obfuscated. \c{bits} gives the length of the data. Note that that
4145 length is in \e{bits} rather than bytes: if you ask for obfuscation
4146 of a partial number of bytes, then you will get it. Bytes are
4147 considered to be used from the top down: thus, for example, setting
4148 \c{bits} to 10 will cover the whole of \cw{bmp[0]} and the \e{top
4149 two} bits of \cw{bmp[1]}. The remainder of a partially used byte is
4150 undefined (i.e. it may be corrupted by the function).
4151
4152 The parameter \c{decode} is \cw{FALSE} for an encoding operation,
4153 and \cw{TRUE} for a decoding operation. Each is the inverse of the
4154 other. (There's no particular reason you shouldn't obfuscate by
4155 decoding and restore cleartext by encoding, if you really wanted to;
4156 it should still work.)
4157
4158 The input bitmap is processed in place.
4159
4160 \S{utils-bin2hex} \cw{bin2hex()}
4161
4162 \c char *bin2hex(const unsigned char *in, int inlen);
4163
4164 This function takes an input byte array and converts it into an
4165 ASCII string encoding those bytes in (lower-case) hex. It returns a
4166 dynamically allocated string containing that encoding.
4167
4168 This function is useful for encoding the result of
4169 \cw{obfuscate_bitmap()} in printable ASCII for use in game IDs.
4170
4171 \S{utils-hex2bin} \cw{hex2bin()}
4172
4173 \c unsigned char *hex2bin(const char *in, int outlen);
4174
4175 This function takes an ASCII string containing hex digits, and
4176 converts it back into a byte array of length \c{outlen}. If there
4177 aren't enough hex digits in the string, the contents of the
4178 resulting array will be undefined.
4179
4180 This function is the inverse of \cw{bin2hex()}.
4181
4182 \S{utils-game-mkhighlight} \cw{game_mkhighlight()}
4183
4184 \c void game_mkhighlight(frontend *fe, float *ret,
4185 \c                       int background, int highlight, int lowlight);
4186
4187 It's reasonably common for a puzzle game's graphics to use
4188 highlights and lowlights to indicate \q{raised} or \q{lowered}
4189 sections. Fifteen, Sixteen and Twiddle are good examples of this.
4190
4191 Puzzles using this graphical style are running a risk if they just
4192 use whatever background colour is supplied to them by the front end,
4193 because that background colour might be too light to see any
4194 highlights on at all. (In particular, it's not unheard of for the
4195 front end to specify a default background colour of white.)
4196
4197 Therefore, such puzzles can call this utility function from their
4198 \cw{colours()} routine (\k{backend-colours}). You pass it your front
4199 end handle, a pointer to the start of your return array, and three
4200 colour indices. It will:
4201
4202 \b call \cw{frontend_default_colour()} (\k{frontend-default-colour})
4203 to fetch the front end's default background colour
4204
4205 \b alter the brightness of that colour if it's unsuitable
4206
4207 \b define brighter and darker variants of the colour to be used as
4208 highlights and lowlights
4209
4210 \b write those results into the relevant positions in the \c{ret}
4211 array.
4212
4213 Thus, \cw{ret[background*3]} to \cw{ret[background*3+2]} will be set
4214 to RGB values defining a sensible background colour, and similary
4215 \c{highlight} and \c{lowlight} will be set to sensible colours.
4216
4217 \C{writing} How to write a new puzzle
4218
4219 This chapter gives a guide to how to actually write a new puzzle:
4220 where to start, what to do first, how to solve common problems.
4221
4222 The previous chapters have been largely composed of facts. This one
4223 is mostly advice.
4224
4225 \H{writing-editorial} Choosing a puzzle
4226
4227 Before you start writing a puzzle, you have to choose one. Your
4228 taste in puzzle games is up to you, of course; and, in fact, you're
4229 probably reading this guide because you've \e{already} thought of a
4230 game you want to write. But if you want to get it accepted into the
4231 official Puzzles distribution, then there's a criterion it has to
4232 meet.
4233
4234 The current Puzzles editorial policy is that all games should be
4235 \e{fair}. A fair game is one which a player can only fail to
4236 complete through demonstrable lack of skill \dash that is, such that
4237 a better player in the same situation would have \e{known} to do
4238 something different.
4239
4240 For a start, that means every game presented to the user must have
4241 \e{at least one solution}. Giving the unsuspecting user a puzzle
4242 which is actually impossible is not acceptable. (There is an
4243 exception: if the user has selected some non-default option which is
4244 clearly labelled as potentially unfair, \e{then} you're allowed to
4245 generate possibly insoluble puzzles, because the user isn't
4246 unsuspecting any more. Same Game and Mines both have options of this
4247 type.)
4248
4249 Also, this actually \e{rules out} games such as Klondike, or the
4250 normal form of Mahjong Solitaire. Those games have the property that
4251 even if there is a solution (i.e. some sequence of moves which will
4252 get from the start state to the solved state), the player doesn't
4253 necessarily have enough information to \e{find} that solution. In
4254 both games, it is possible to reach a dead end because you had an
4255 arbitrary choice to make and made it the wrong way. This violates
4256 the fairness criterion, because a better player couldn't have known
4257 they needed to make the other choice.
4258
4259 (GNOME has a variant on Mahjong Solitaire which makes it fair: there
4260 is a Shuffle operation which randomly permutes all the remaining
4261 tiles without changing their positions, which allows you to get out
4262 of a sticky situation. Using this operation adds a 60-second penalty
4263 to your solution time, so it's to the player's advantage to try to
4264 minimise the chance of having to use it. It's still possible to
4265 render the game uncompletable if you end up with only two tiles
4266 vertically stacked, but that's easy to foresee and avoid using a
4267 shuffle operation. This form of the game \e{is} fair. Implementing
4268 it in Puzzles would require an infrastructure change so that the
4269 back end could communicate time penalties to the mid-end, but that
4270 would be easy enough.)
4271
4272 Providing a \e{unique} solution is a little more negotiable; it
4273 depends on the puzzle. Solo would have been of unacceptably low
4274 quality if it didn't always have a unique solution, whereas Twiddle
4275 inherently has multiple solutions by its very nature and it would
4276 have been meaningless to even \e{suggest} making it uniquely
4277 soluble. Somewhere in between, Flip could reasonably be made to have
4278 unique solutions (by enforcing a zero-dimension kernel in every
4279 generated matrix) but it doesn't seem like a serious quality problem
4280 that it doesn't.
4281
4282 Of course, you don't \e{have} to care about all this. There's
4283 nothing stopping you implementing any puzzle you want to if you're
4284 happy to maintain your puzzle yourself, distribute it from your own
4285 web site, fork the Puzzles code completely, or anything like that.
4286 It's free software; you can do what you like with it. But any game
4287 that you want to be accepted into \e{my} Puzzles code base has to
4288 satisfy the fairness criterion, which means all randomly generated
4289 puzzles must have a solution (unless the user has deliberately
4290 chosen otherwise) and it must be possible \e{in theory} to find that
4291 solution without having to guess.
4292
4293 \H{writing-gs} Getting started
4294
4295 The simplest way to start writing a new puzzle is to copy
4296 \c{nullgame.c}. This is a template puzzle source file which does
4297 almost nothing, but which contains all the back end function
4298 prototypes and declares the back end data structure correctly. It is
4299 built every time the rest of Puzzles is built, to ensure that it
4300 doesn't get out of sync with the code and remains buildable.
4301
4302 So start by copying \c{nullgame.c} into your new source file. Then
4303 you'll gradually add functionality until the very boring Null Game
4304 turns into your real game.
4305
4306 Next you'll need to add your puzzle to the Makefiles, in order to
4307 compile it conveniently. \e{Do not edit the Makefiles}: they are
4308 created automatically by the script \c{mkfiles.pl}, from the file
4309 called \c{Recipe}. Edit \c{Recipe}, and then re-run \c{mkfiles.pl}.
4310
4311 Also, don't forget to add your puzzle to \c{list.c}: if you don't,
4312 then it will still run fine on platforms which build each puzzle
4313 separately, but Mac OS X and other monolithic platforms will not
4314 include your new puzzle in their single binary.
4315
4316 Once your source file is building, you can move on to the fun bit.
4317
4318 \S{writing-generation} Puzzle generation
4319
4320 Randomly generating instances of your puzzle is almost certain to be
4321 the most difficult part of the code, and also the task with the
4322 highest chance of turning out to be completely infeasible. Therefore
4323 I strongly recommend doing it \e{first}, so that if it all goes
4324 horribly wrong you haven't wasted any more time than you absolutely
4325 had to. What I usually do is to take an unmodified \c{nullgame.c},
4326 and start adding code to \cw{new_game_desc()} which tries to
4327 generate a puzzle instance and print it out using \cw{printf()}.
4328 Once that's working, \e{then} I start connecting it up to the return
4329 value of \cw{new_game_desc()}, populating other structures like
4330 \c{game_params}, and generally writing the rest of the source file.
4331
4332 There are many ways to generate a puzzle which is known to be
4333 soluble. In this section I list all the methods I currently know of,
4334 in case any of them can be applied to your puzzle. (Not all of these
4335 methods will work, or in some cases even make sense, for all
4336 puzzles.)
4337
4338 Some puzzles are mathematically tractable, meaning you can work out
4339 in advance which instances are soluble. Sixteen, for example, has a
4340 parity constraint in some settings which renders exactly half the
4341 game space unreachable, but it can be mathematically proved that any
4342 position not in that half \e{is} reachable. Therefore, Sixteen's
4343 grid generation simply consists of selecting at random from a well
4344 defined subset of the game space. Cube in its default state is even
4345 easier: \e{every} possible arrangement of the blue squares and the
4346 cube's starting position is soluble!
4347
4348 Another option is to redefine what you mean by \q{soluble}. Black
4349 Box takes this approach. There are layouts of balls in the box which
4350 are completely indistinguishable from one another no matter how many
4351 beams you fire into the box from which angles, which would normally
4352 be grounds for declaring those layouts unfair; but fortunately,
4353 detecting that indistinguishability is computationally easy. So
4354 Black Box doesn't demand that your ball placements match its own; it
4355 merely demands that your ball placements be \e{indistinguishable}
4356 from the ones it was thinking of. If you have an ambiguous puzzle,
4357 then any of the possible answers is considered to be a solution.
4358 Having redefined the rules in that way, any puzzle is soluble again.
4359
4360 Those are the simple techniques. If they don't work, you have to get
4361 cleverer.
4362
4363 One way to generate a soluble puzzle is to start from the solved
4364 state and make inverse moves until you reach a starting state. Then
4365 you know there's a solution, because you can just list the inverse
4366 moves you made and make them in the opposite order to return to the
4367 solved state.
4368
4369 This method can be simple and effective for puzzles where you get to
4370 decide what's a starting state and what's not. In Pegs, for example,
4371 the generator begins with one peg in the centre of the board and
4372 makes inverse moves until it gets bored; in this puzzle, valid
4373 inverse moves are easy to detect, and \e{any} state that's reachable
4374 from the solved state by inverse moves is a reasonable starting
4375 position. So Pegs just continues making inverse moves until the
4376 board satisfies some criteria about extent and density, and then
4377 stops and declares itself done.
4378
4379 For other puzzles, it can be a lot more difficult. Same Game uses
4380 this strategy too, and it's lucky to get away with it at all: valid
4381 inverse moves aren't easy to find (because although it's easy to
4382 insert additional squares in a Same Game position, it's difficult to
4383 arrange that \e{after} the insertion they aren't adjacent to any
4384 other squares of the same colour), so you're constantly at risk of
4385 running out of options and having to backtrack or start again. Also,
4386 Same Game grids never start off half-empty, which means you can't
4387 just stop when you run out of moves \dash you have to find a way to
4388 fill the grid up \e{completely}.
4389
4390 The other way to generate a puzzle that's soluble is to start from
4391 the other end, and actually write a \e{solver}. This tends to ensure
4392 that a puzzle has a \e{unique} solution over and above having a
4393 solution at all, so it's a good technique to apply to puzzles for
4394 which that's important.
4395
4396 One theoretical drawback of generating soluble puzzles by using a
4397 solver is that your puzzles are restricted in difficulty to those
4398 which the solver can handle. (Most solvers are not fully general:
4399 many sets of puzzle rules are NP-complete or otherwise nasty, so
4400 most solvers can only handle a subset of the theoretically soluble
4401 puzzles.) It's been my experience in practice, however, that this
4402 usually isn't a problem; computers are good at very different things
4403 from humans, and what the computer thinks is nice and easy might
4404 still be pleasantly challenging for a human. For example, when
4405 solving Dominosa puzzles I frequently find myself using a variety of
4406 reasoning techniques that my solver doesn't know about; in
4407 principle, therefore, I should be able to solve the puzzle using
4408 only those techniques it \e{does} know about, but this would involve
4409 repeatedly searching the entire grid for the one simple deduction I
4410 can make. Computers are good at this sort of exhaustive search, but
4411 it's been my experience that human solvers prefer to do more complex
4412 deductions than to spend ages searching for simple ones. So in many
4413 cases I don't find my own playing experience to be limited by the
4414 restrictions on the solver.
4415
4416 (This isn't \e{always} the case. Solo is a counter-example;
4417 generating Solo puzzles using a simple solver does lead to
4418 qualitatively easier puzzles. Therefore I had to make the Solo
4419 solver rather more advanced than most of them.)
4420
4421 There are several different ways to apply a solver to the problem of
4422 generating a soluble puzzle. I list a few of them below.
4423
4424 The simplest approach is brute force: randomly generate a puzzle,
4425 use the solver to see if it's soluble, and if not, throw it away and
4426 try again until you get lucky. This is often a viable technique if
4427 all else fails, but it tends not to scale well: for many puzzle
4428 types, the probability of finding a uniquely soluble instance
4429 decreases sharply as puzzle size goes up, so this technique might
4430 work reasonably fast for small puzzles but take (almost) forever at
4431 larger sizes. Still, if there's no other alternative it can be
4432 usable: Pattern and Dominosa both use this technique. (However,
4433 Dominosa has a means of tweaking the randomly generated grids to
4434 increase the \e{probability} of them being soluble, by ruling out
4435 one of the most common ambiguous cases. This improved generation
4436 speed by over a factor of 10 on the highest preset!)
4437
4438 An approach which can be more scalable involves generating a grid
4439 and then tweaking it to make it soluble. This is the technique used
4440 by Mines and also by Net: first a random puzzle is generated, and
4441 then the solver is run to see how far it gets. Sometimes the solver
4442 will get stuck; when that happens, examine the area it's having
4443 trouble with, and make a small random change in that area to allow
4444 it to make more progress. Continue solving (possibly even without
4445 restarting the solver), tweaking as necessary, until the solver
4446 finishes. Then restart the solver from the beginning to ensure that
4447 the tweaks haven't caused new problems in the process of solving old
4448 ones (which can sometimes happen).
4449
4450 This strategy works well in situations where the usual solver
4451 failure mode is to get stuck in an easily localised spot. Thus it
4452 works well for Net and Mines, whose most common failure mode tends
4453 to be that most of the grid is fine but there are a few widely
4454 separated ambiguous sections; but it would work less well for
4455 Dominosa, in which the way you get stuck is to have scoured the
4456 whole grid and not found anything you can deduce \e{anywhere}. Also,
4457 it relies on there being a low probability that tweaking the grid
4458 introduces a new problem at the same time as solving the old one;
4459 Mines and Net also have the property that most of their deductions
4460 are local, so that it's very unlikely for a tweak to affect
4461 something half way across the grid from the location where it was
4462 applied. In Dominosa, by contrast, a lot of deductions use
4463 information about half the grid (\q{out of all the sixes, only one
4464 is next to a three}, which can depend on the values of up to 32 of
4465 the 56 squares in the default setting!), so this tweaking strategy
4466 would be rather less likely to work well.
4467
4468 A more specialised strategy is that used in Solo and Slant. These
4469 puzzles have the property that they derive their difficulty from not
4470 presenting all the available clues. (In Solo's case, if all the
4471 possible clues were provided then the puzzle would already be
4472 solved; in Slant it would still require user action to fill in the
4473 lines, but it would present no challenge at all). Therefore, a
4474 simple generation technique is to leave the decision of which clues
4475 to provide until the last minute. In other words, first generate a
4476 random \e{filled} grid with all possible clues present, and then
4477 gradually remove clues for as long as the solver reports that it's
4478 still soluble. Unlike the methods described above, this technique
4479 \e{cannot} fail \dash once you've got a filled grid, nothing can
4480 stop you from being able to convert it into a viable puzzle.
4481 However, it wouldn't even be meaningful to apply this technique to
4482 (say) Pattern, in which clues can never be left out, so the only way
4483 to affect the set of clues is by altering the solution.
4484
4485 (Unfortunately, Solo is complicated by the need to provide puzzles
4486 at varying difficulty levels. It's easy enough to generate a puzzle
4487 of \e{at most} a given level of difficulty; you just have a solver
4488 with configurable intelligence, and you set it to a given level and
4489 apply the above technique, thus guaranteeing that the resulting grid
4490 is solvable by someone with at most that much intelligence. However,
4491 generating a puzzle of \e{at least} a given level of difficulty is
4492 rather harder; if you go for \e{at most} Intermediate level, you're
4493 likely to find that you've accidentally generated a Trivial grid a
4494 lot of the time, because removing just one number is sufficient to
4495 take the puzzle from Trivial straight to Ambiguous. In that
4496 situation Solo has no remaining options but to throw the puzzle away
4497 and start again.)
4498
4499 A final strategy is to use the solver \e{during} puzzle
4500 construction: lay out a bit of the grid, run the solver to see what
4501 it allows you to deduce, and then lay out a bit more to allow the
4502 solver to make more progress. There are articles on the web that
4503 recommend constructing Sudoku puzzles by this method (which is
4504 completely the opposite way round to how Solo does it); for Sudoku
4505 it has the advantage that you get to specify your clue squares in
4506 advance (so you can have them make pretty patterns).
4507
4508 Rectangles uses a strategy along these lines. First it generates a
4509 grid by placing the actual rectangles; then it has to decide where
4510 in each rectangle to place a number. It uses a solver to help it
4511 place the numbers in such a way as to ensure a unique solution. It
4512 does this by means of running a test solver, but it runs the solver
4513 \e{before} it's placed any of the numbers \dash which means the
4514 solver must be capable of coping with uncertainty about exactly
4515 where the numbers are! It runs the solver as far as it can until it
4516 gets stuck; then it narrows down the possible positions of a number
4517 in order to allow the solver to make more progress, and so on. Most
4518 of the time this process terminates with the grid fully solved, at
4519 which point any remaining number-placement decisions can be made at
4520 random from the options not so far ruled out. Note that unlike the
4521 Net/Mines tweaking strategy described above, this algorithm does not
4522 require a checking run after it completes: if it finishes
4523 successfully at all, then it has definitely produced a uniquely
4524 soluble puzzle.
4525
4526 Most of the strategies described above are not 100% reliable. Each
4527 one has a failure rate: every so often it has to throw out the whole
4528 grid and generate a fresh one from scratch. (Solo's strategy would
4529 be the exception, if it weren't for the need to provide configurable
4530 difficulty levels.) Occasional failures are not a fundamental
4531 problem in this sort of work, however: it's just a question of
4532 dividing the grid generation time by the success rate (if it takes
4533 10ms to generate a candidate grid and 1/5 of them work, then it will
4534 take 50ms on average to generate a viable one), and seeing whether
4535 the expected time taken to \e{successfully} generate a puzzle is
4536 unacceptably slow. Dominosa's generator has a very low success rate
4537 (about 1 out of 20 candidate grids turn out to be usable, and if you
4538 think \e{that's} bad then go and look at the source code and find
4539 the comment showing what the figures were before the generation-time
4540 tweaks!), but the generator itself is very fast so this doesn't
4541 matter. Rectangles has a slower generator, but fails well under 50%
4542 of the time.
4543
4544 So don't be discouraged if you have an algorithm that doesn't always
4545 work: if it \e{nearly} always works, that's probably good enough.
4546 The one place where reliability is important is that your algorithm
4547 must never produce false positives: it must not claim a puzzle is
4548 soluble when it isn't. It can produce false negatives (failing to
4549 notice that a puzzle is soluble), and it can fail to generate a
4550 puzzle at all, provided it doesn't do either so often as to become
4551 slow.
4552
4553 One last piece of advice: for grid-based puzzles, when writing and
4554 testing your generation algorithm, it's almost always a good idea
4555 \e{not} to test it initially on a grid that's square (i.e.
4556 \cw{w==h}), because if the grid is square then you won't notice if
4557 you mistakenly write \c{h} instead of \c{w} (or vice versa)
4558 somewhere in the code. Use a rectangular grid for testing, and any
4559 size of grid will be likely to work after that.
4560
4561 \S{writing-textformats} Designing textual description formats
4562
4563 Another aspect of writing a puzzle which is worth putting some
4564 thought into is the design of the various text description formats:
4565 the format of the game parameter encoding, the game description
4566 encoding, and the move encoding.
4567
4568 The first two of these should be reasonably intuitive for a user to
4569 type in; so provide some flexibility where possible. Suppose, for
4570 example, your parameter format consists of two numbers separated by
4571 an \c{x} to specify the grid dimensions (\c{10x10} or \c{20x15}),
4572 and then has some suffixes to specify other aspects of the game
4573 type. It's almost always a good idea in this situation to arrange
4574 that \cw{decode_params()} can handle the suffixes appearing in any
4575 order, even if \cw{encode_params()} only ever generates them in one
4576 order.
4577
4578 These formats will also be expected to be reasonably stable: users
4579 will expect to be able to exchange game IDs with other users who
4580 aren't running exactly the same version of your game. So make them
4581 robust and stable: don't build too many assumptions into the game ID
4582 format which will have to be changed every time something subtle
4583 changes in the puzzle code.
4584
4585 \H{writing-howto} Common how-to questions
4586
4587 This section lists some common things people want to do when writing
4588 a puzzle, and describes how to achieve them within the Puzzles
4589 framework.
4590
4591 \S{writing-howto-cursor} Drawing objects at only one position
4592
4593 A common phenomenon is to have an object described in the
4594 \c{game_state} or the \c{game_ui} which can only be at one position.
4595 A cursor \dash probably specified in the \c{game_ui} \dash is a good
4596 example.
4597
4598 In the \c{game_ui}, it would \e{obviously} be silly to have an array
4599 covering the whole game grid with a boolean flag stating whether the
4600 cursor was at each position. Doing that would waste space, would
4601 make it difficult to find the cursor in order to do anything with
4602 it, and would introduce the potential for synchronisation bugs in
4603 which you ended up with two cursors or none. The obviously sensible
4604 way to store a cursor in the \c{game_ui} is to have fields directly
4605 encoding the cursor's coordinates.
4606
4607 However, it is a mistake to assume that the same logic applies to
4608 the \c{game_drawstate}. If you replicate the cursor position fields
4609 in the draw state, the redraw code will get very complicated. In the
4610 draw state, in fact, it \e{is} probably the right thing to have a
4611 cursor flag for every position in the grid. You probably have an
4612 array for the whole grid in the drawstate already (stating what is
4613 currently displayed in the window at each position); the sensible
4614 approach is to add a \q{cursor} flag to each element of that array.
4615 Then the main redraw loop will look something like this
4616 (pseudo-code):
4617
4618 \c for (y = 0; y < h; y++) {
4619 \c     for (x = 0; x < w; x++) {
4620 \c         int value = state->symbol_at_position[y][x];
4621 \c         if (x == ui->cursor_x && y == ui->cursor_y)
4622 \c             value |= CURSOR;
4623 \c         if (ds->symbol_at_position[y][x] != value) {
4624 \c             symbol_drawing_subroutine(dr, ds, x, y, value);
4625 \c             ds->symbol_at_position[y][x] = value;
4626 \c         }
4627 \c     }
4628 \c }
4629
4630 This loop is very simple, pretty hard to get wrong, and
4631 \e{automatically} deals both with erasing the previous cursor and
4632 drawing the new one, with no special case code required.
4633
4634 This type of loop is generally a sensible way to write a redraw
4635 function, in fact. The best thing is to ensure that the information
4636 stored in the draw state for each position tells you \e{everything}
4637 about what was drawn there. A good way to ensure that is to pass
4638 precisely the same information, and \e{only} that information, to a
4639 subroutine that does the actual drawing; then you know there's no
4640 additional information which affects the drawing but which you don't
4641 notice changes in.
4642
4643 \S{writing-keyboard-cursor} Implementing a keyboard-controlled cursor
4644
4645 It is often useful to provide a keyboard control method in a
4646 basically mouse-controlled game. A keyboard-controlled cursor is
4647 best implemented by storing its location in the \c{game_ui} (since
4648 if it were in the \c{game_state} then the user would have to
4649 separately undo every cursor move operation). So the procedure would
4650 be:
4651
4652 \b Put cursor position fields in the \c{game_ui}.
4653
4654 \b \cw{interpret_move()} responds to arrow keys by modifying the
4655 cursor position fields and returning \cw{""}.
4656
4657 \b \cw{interpret_move()} responds to some sort of fire button by
4658 actually performing a move based on the current cursor location.
4659
4660 \b You might want an additional \c{game_ui} field stating whether
4661 the cursor is currently visible, and having it disappear when a
4662 mouse action occurs (so that it doesn't clutter the display when not
4663 actually in use).
4664
4665 \b You might also want to automatically hide the cursor in
4666 \cw{changed_state()} when the current game state changes to one in
4667 which there is no move to make (which is the case in some types of
4668 completed game).
4669
4670 \b \cw{redraw()} draws the cursor using the technique described in
4671 \k{writing-howto-cursor}.
4672
4673 \S{writing-howto-dragging} Implementing draggable sprites
4674
4675 Some games have a user interface which involves dragging some sort
4676 of game element around using the mouse. If you need to show a
4677 graphic moving smoothly over the top of other graphics, use a
4678 blitter (see \k{drawing-blitter} for the blitter API) to save the
4679 background underneath it. The typical scenario goes:
4680
4681 \b Have a blitter field in the \c{game_drawstate}.
4682
4683 \b Set the blitter field to \cw{NULL} in the game's
4684 \cw{new_drawstate()} function, since you don't yet know how big the
4685 piece of saved background needs to be.
4686
4687 \b In the game's \cw{set_size()} function, once you know the size of
4688 the object you'll be dragging around the display and hence the
4689 required size of the blitter, actually allocate the blitter.
4690
4691 \b In \cw{free_drawstate()}, free the blitter if it's not \cw{NULL}.
4692
4693 \b In \cw{interpret_move()}, respond to mouse-down and mouse-drag
4694 events by updating some fields in the \cw{game_ui} which indicate
4695 that a drag is in progress.
4696
4697 \b At the \e{very end} of \cw{redraw()}, after all other drawing has
4698 been done, draw the moving object if there is one. First save the
4699 background under the object in the blitter; then set a clip
4700 rectangle covering precisely the area you just saved (just in case
4701 anti-aliasing or some other error causes your drawing to go beyond
4702 the area you saved). Then draw the object, and call \cw{unclip()}.
4703 Finally, set a flag in the \cw{game_drawstate} that indicates that
4704 the blitter needs restoring.
4705
4706 \b At the very start of \cw{redraw()}, before doing anything else at
4707 all, check the flag in the \cw{game_drawstate}, and if it says the
4708 blitter needs restoring then restore it. (Then clear the flag, so
4709 that this won't happen again in the next redraw if no moving object
4710 is drawn this time.)
4711
4712 This way, you will be able to write the rest of the redraw function
4713 completely ignoring the dragged object, as if it were floating above
4714 your bitmap and being completely separate.
4715
4716 \S{writing-ref-counting} Sharing large invariant data between all
4717 game states
4718
4719 In some puzzles, there is a large amount of data which never changes
4720 between game states. The array of numbers in Dominosa is a good
4721 example.
4722
4723 You \e{could} dynamically allocate a copy of that array in every
4724 \c{game_state}, and have \cw{dup_game()} make a fresh copy of it for
4725 every new \c{game_state}; but it would waste memory and time. A
4726 more efficient way is to use a reference-counted structure.
4727
4728 \b Define a structure type containing the data in question, and also
4729 containing an integer reference count.
4730
4731 \b Have a field in \c{game_state} which is a pointer to this
4732 structure.
4733
4734 \b In \cw{new_game()}, when creating a fresh game state at the start
4735 of a new game, create an instance of this structure, initialise it
4736 with the invariant data, and set its reference count to 1.
4737
4738 \b In \cw{dup_game()}, rather than making a copy of the structure
4739 for the new game state, simply set the new game state to point at
4740 the same copy of the structure, and increment its reference count.
4741
4742 \b In \cw{free_game()}, decrement the reference count in the
4743 structure pointed to by the game state; if the count reaches zero,
4744 free the structure.
4745
4746 This way, the invariant data will persist for only as long as it's
4747 genuinely needed; \e{as soon} as the last game state for a
4748 particular puzzle instance is freed, the invariant data for that
4749 puzzle will vanish as well. Reference counting is a very efficient
4750 form of garbage collection, when it works at all. (Which it does in
4751 this instance, of course, because there's no possibility of circular
4752 references.)
4753
4754 \S{writing-flash-types} Implementing multiple types of flash
4755
4756 In some games you need to flash in more than one different way.
4757 Mines, for example, flashes white when you win, and flashes red when
4758 you tread on a mine and die.
4759
4760 The simple way to do this is:
4761
4762 \b Have a field in the \c{game_ui} which describes the type of flash.
4763
4764 \b In \cw{flash_length()}, examine the old and new game states to
4765 decide whether a flash is required and what type. Write the type of
4766 flash to the \c{game_ui} field whenever you return non-zero.
4767
4768 \b In \cw{redraw()}, when you detect that \c{flash_time} is
4769 non-zero, examine the field in \c{game_ui} to decide which type of
4770 flash to draw.
4771
4772 \cw{redraw()} will never be called with \c{flash_time} non-zero
4773 unless \cw{flash_length()} was first called to tell the mid-end that
4774 a flash was required; so whenever \cw{redraw()} notices that
4775 \c{flash_time} is non-zero, you can be sure that the field in
4776 \c{game_ui} is correctly set.
4777
4778 \S{writing-move-anim} Animating game moves
4779
4780 A number of puzzle types benefit from a quick animation of each move
4781 you make.
4782
4783 For some games, such as Fifteen, this is particularly easy. Whenever
4784 \cw{redraw()} is called with \c{oldstate} non-\cw{NULL}, Fifteen
4785 simply compares the position of each tile in the two game states,
4786 and if the tile is not in the same place then it draws it some
4787 fraction of the way from its old position to its new position. This
4788 method copes automatically with undo.
4789
4790 Other games are less obvious. In Sixteen, for example, you can't
4791 just draw each tile a fraction of the way from its old to its new
4792 position: if you did that, the end tile would zip very rapidly past
4793 all the others to get to the other end and that would look silly.
4794 (Worse, it would look inconsistent if the end tile was drawn on top
4795 going one way and on the bottom going the other way.)
4796
4797 A useful trick here is to define a field or two in the game state
4798 that indicates what the last move was.
4799
4800 \b Add a \q{last move} field to the \c{game_state} (or two or more
4801 fields if the move is complex enough to need them).
4802
4803 \b \cw{new_game()} initialises this field to a null value for a new
4804 game state.
4805
4806 \b \cw{execute_move()} sets up the field to reflect the move it just
4807 performed.
4808
4809 \b \cw{redraw()} now needs to examine its \c{dir} parameter. If
4810 \c{dir} is positive, it determines the move being animated by
4811 looking at the last-move field in \c{newstate}; but if \c{dir} is
4812 negative, it has to look at the last-move field in \c{oldstate}, and
4813 invert whatever move it finds there.
4814
4815 Note also that Sixteen needs to store the \e{direction} of the move,
4816 because you can't quite determine it by examining the row or column
4817 in question. You can in almost all cases, but when the row is
4818 precisely two squares long it doesn't work since a move in either
4819 direction looks the same. (You could argue that since moving a
4820 2-element row left and right has the same effect, it doesn't matter
4821 which one you animate; but in fact it's very disorienting to click
4822 the arrow left and find the row moving right, and almost as bad to
4823 undo a move to the right and find the game animating \e{another}
4824 move to the right.)
4825
4826 \S{writing-conditional-anim} Animating drag operations
4827
4828 In Untangle, moves are made by dragging a node from an old position
4829 to a new position. Therefore, at the time when the move is initially
4830 made, it should not be animated, because the node has already been
4831 dragged to the right place and doesn't need moving there. However,
4832 it's nice to animate the same move if it's later undone or redone.
4833 This requires a bit of fiddling.
4834
4835 The obvious approach is to have a flag in the \c{game_ui} which
4836 inhibits move animation, and to set that flag in
4837 \cw{interpret_move()}. The question is, when would the flag be reset
4838 again? The obvious place to do so is \cw{changed_state()}, which
4839 will be called once per move. But it will be called \e{before}
4840 \cw{anim_length()}, so if it resets the flag then \cw{anim_length()}
4841 will never see the flag set at all.
4842
4843 The solution is to have \e{two} flags in a queue.
4844
4845 \b Define two flags in \c{game_ui}; let's call them \q{current} and
4846 \q{next}.
4847
4848 \b Set both to \cw{FALSE} in \c{new_ui()}.
4849
4850 \b When a drag operation completes in \cw{interpret_move()}, set the
4851 \q{next} flag to \cw{TRUE}.
4852
4853 \b Every time \cw{changed_state()} is called, set the value of
4854 \q{current} to the value in \q{next}, and then set the value of
4855 \q{next} to \cw{FALSE}.
4856
4857 \b That way, \q{current} will be \cw{TRUE} \e{after} a call to
4858 \cw{changed_state()} if and only if that call to
4859 \cw{changed_state()} was the result of a drag operation processed by
4860 \cw{interpret_move()}. Any other call to \cw{changed_state()}, due
4861 to an Undo or a Redo or a Restart or a Solve, will leave \q{current}
4862 \cw{FALSE}.
4863
4864 \b So now \cw{anim_length()} can request a move animation if and
4865 only if the \q{current} flag is \e{not} set.
4866
4867 \S{writing-cheating} Inhibiting the victory flash when Solve is used
4868
4869 Many games flash when you complete them, as a visual congratulation
4870 for having got to the end of the puzzle. It often seems like a good
4871 idea to disable that flash when the puzzle is brought to a solved
4872 state by means of the Solve operation.
4873
4874 This is easily done:
4875
4876 \b Add a \q{cheated} flag to the \c{game_state}.
4877
4878 \b Set this flag to \cw{FALSE} in \cw{new_game()}.
4879
4880 \b Have \cw{solve()} return a move description string which clearly
4881 identifies the move as a solve operation.
4882
4883 \b Have \cw{execute_move()} respond to that clear identification by
4884 setting the \q{cheated} flag in the returned \c{game_state}. The
4885 flag will then be propagated to all subsequent game states, even if
4886 the user continues fiddling with the game after it is solved.
4887
4888 \b \cw{flash_length()} now returns non-zero if \c{oldstate} is not
4889 completed and \c{newstate} is, \e{and} neither state has the
4890 \q{cheated} flag set.
4891
4892 \H{writing-testing} Things to test once your puzzle is written
4893
4894 Puzzle implementations written in this framework are self-testing as
4895 far as I could make them.
4896
4897 Textual game and move descriptions, for example, are generated and
4898 parsed as part of the normal process of play. Therefore, if you can
4899 make moves in the game \e{at all} you can be reasonably confident
4900 that the mid-end serialisation interface will function correctly and
4901 you will be able to save your game. (By contrast, if I'd stuck with
4902 a single \cw{make_move()} function performing the jobs of both
4903 \cw{interpret_move()} and \cw{execute_move()}, and had separate
4904 functions to encode and decode a game state in string form, then
4905 those functions would not be used during normal play; so they could
4906 have been completely broken, and you'd never know it until you tried
4907 to save the game \dash which would have meant you'd have to test
4908 game saving \e{extensively} and make sure to test every possible
4909 type of game state. As an added bonus, doing it the way I did leads
4910 to smaller save files.)
4911
4912 There is one exception to this, which is the string encoding of the
4913 \c{game_ui}. Most games do not store anything permanent in the
4914 \c{game_ui}, and hence do not need to put anything in its encode and
4915 decode functions; but if there is anything in there, you do need to
4916 test game loading and saving to ensure those functions work
4917 properly.
4918
4919 It's also worth testing undo and redo of all operations, to ensure
4920 that the redraw and the animations (if any) work properly. Failing
4921 to animate undo properly seems to be a common error.
4922
4923 Other than that, just use your common sense.