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