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