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