chiark / gitweb /
Tents: mark squares as non-tents with {Shift,Control}-cursor keys.
[sgt-puzzles.git] / loopy.c
1 /*
2  * loopy.c:
3  *
4  * An implementation of the Nikoli game 'Loop the loop'.
5  * (c) Mike Pinna, 2005, 2006
6  * Substantially rewritten to allowing for more general types of grid.
7  * (c) Lambros Lambrou 2008
8  *
9  * vim: set shiftwidth=4 :set textwidth=80:
10  */
11
12 /*
13  * Possible future solver enhancements:
14  * 
15  *  - There's an interesting deductive technique which makes use
16  *    of topology rather than just graph theory. Each _face_ in
17  *    the grid is either inside or outside the loop; you can tell
18  *    that two faces are on the same side of the loop if they're
19  *    separated by a LINE_NO (or, more generally, by a path
20  *    crossing no LINE_UNKNOWNs and an even number of LINE_YESes),
21  *    and on the opposite side of the loop if they're separated by
22  *    a LINE_YES (or an odd number of LINE_YESes and no
23  *    LINE_UNKNOWNs). Oh, and any face separated from the outside
24  *    of the grid by a LINE_YES or a LINE_NO is on the inside or
25  *    outside respectively. So if you can track this for all
26  *    faces, you figure out the state of the line between a pair
27  *    once their relative insideness is known.
28  *     + The way I envisage this working is simply to keep an edsf
29  *       of all _faces_, which indicates whether they're on
30  *       opposite sides of the loop from one another. We also
31  *       include a special entry in the edsf for the infinite
32  *       exterior "face".
33  *     + So, the simple way to do this is to just go through the
34  *       edges: every time we see an edge in a state other than
35  *       LINE_UNKNOWN which separates two faces that aren't in the
36  *       same edsf class, we can rectify that by merging the
37  *       classes. Then, conversely, an edge in LINE_UNKNOWN state
38  *       which separates two faces that _are_ in the same edsf
39  *       class can immediately have its state determined.
40  *     + But you can go one better, if you're prepared to loop
41  *       over all _pairs_ of edges. Suppose we have edges A and B,
42  *       which respectively separate faces A1,A2 and B1,B2.
43  *       Suppose that A,B are in the same edge-edsf class and that
44  *       A1,B1 (wlog) are in the same face-edsf class; then we can
45  *       immediately place A2,B2 into the same face-edsf class (as
46  *       each other, not as A1 and A2) one way round or the other.
47  *       And conversely again, if A1,B1 are in the same face-edsf
48  *       class and so are A2,B2, then we can put A,B into the same
49  *       face-edsf class.
50  *        * Of course, this deduction requires a quadratic-time
51  *          loop over all pairs of edges in the grid, so it should
52  *          be reserved until there's nothing easier left to be
53  *          done.
54  * 
55  *  - The generalised grid support has made me (SGT) notice a
56  *    possible extension to the loop-avoidance code. When you have
57  *    a path of connected edges such that no other edges at all
58  *    are incident on any vertex in the middle of the path - or,
59  *    alternatively, such that any such edges are already known to
60  *    be LINE_NO - then you know those edges are either all
61  *    LINE_YES or all LINE_NO. Hence you can mentally merge the
62  *    entire path into a single long curly edge for the purposes
63  *    of loop avoidance, and look directly at whether or not the
64  *    extreme endpoints of the path are connected by some other
65  *    route. I find this coming up fairly often when I play on the
66  *    octagonal grid setting, so it might be worth implementing in
67  *    the solver.
68  *
69  *  - (Just a speed optimisation.)  Consider some todo list queue where every
70  *    time we modify something we mark it for consideration by other bits of
71  *    the solver, to save iteration over things that have already been done.
72  */
73
74 #include <stdio.h>
75 #include <stdlib.h>
76 #include <stddef.h>
77 #include <string.h>
78 #include <assert.h>
79 #include <ctype.h>
80 #include <math.h>
81
82 #include "puzzles.h"
83 #include "tree234.h"
84 #include "grid.h"
85 #include "loopgen.h"
86
87 /* Debugging options */
88
89 /*
90 #define DEBUG_CACHES
91 #define SHOW_WORKING
92 #define DEBUG_DLINES
93 */
94
95 /* ----------------------------------------------------------------------
96  * Struct, enum and function declarations
97  */
98
99 enum {
100     COL_BACKGROUND,
101     COL_FOREGROUND,
102     COL_LINEUNKNOWN,
103     COL_HIGHLIGHT,
104     COL_MISTAKE,
105     COL_SATISFIED,
106     COL_FAINT,
107     NCOLOURS
108 };
109
110 struct game_state {
111     grid *game_grid; /* ref-counted (internally) */
112
113     /* Put -1 in a face that doesn't get a clue */
114     signed char *clues;
115
116     /* Array of line states, to store whether each line is
117      * YES, NO or UNKNOWN */
118     char *lines;
119
120     unsigned char *line_errors;
121
122     int solved;
123     int cheated;
124
125     /* Used in game_text_format(), so that it knows what type of
126      * grid it's trying to render as ASCII text. */
127     int grid_type;
128 };
129
130 enum solver_status {
131     SOLVER_SOLVED,    /* This is the only solution the solver could find */
132     SOLVER_MISTAKE,   /* This is definitely not a solution */
133     SOLVER_AMBIGUOUS, /* This _might_ be an ambiguous solution */
134     SOLVER_INCOMPLETE /* This may be a partial solution */
135 };
136
137 /* ------ Solver state ------ */
138 typedef struct solver_state {
139     game_state *state;
140     enum solver_status solver_status;
141     /* NB looplen is the number of dots that are joined together at a point, ie a
142      * looplen of 1 means there are no lines to a particular dot */
143     int *looplen;
144
145     /* Difficulty level of solver.  Used by solver functions that want to
146      * vary their behaviour depending on the requested difficulty level. */
147     int diff;
148
149     /* caches */
150     char *dot_yes_count;
151     char *dot_no_count;
152     char *face_yes_count;
153     char *face_no_count;
154     char *dot_solved, *face_solved;
155     int *dotdsf;
156
157     /* Information for Normal level deductions:
158      * For each dline, store a bitmask for whether we know:
159      * (bit 0) at least one is YES
160      * (bit 1) at most one is YES */
161     char *dlines;
162
163     /* Hard level information */
164     int *linedsf;
165 } solver_state;
166
167 /*
168  * Difficulty levels. I do some macro ickery here to ensure that my
169  * enum and the various forms of my name list always match up.
170  */
171
172 #define DIFFLIST(A) \
173     A(EASY,Easy,e) \
174     A(NORMAL,Normal,n) \
175     A(TRICKY,Tricky,t) \
176     A(HARD,Hard,h)
177 #define ENUM(upper,title,lower) DIFF_ ## upper,
178 #define TITLE(upper,title,lower) #title,
179 #define ENCODE(upper,title,lower) #lower
180 #define CONFIG(upper,title,lower) ":" #title
181 enum { DIFFLIST(ENUM) DIFF_MAX };
182 static char const *const diffnames[] = { DIFFLIST(TITLE) };
183 static char const diffchars[] = DIFFLIST(ENCODE);
184 #define DIFFCONFIG DIFFLIST(CONFIG)
185
186 /*
187  * Solver routines, sorted roughly in order of computational cost.
188  * The solver will run the faster deductions first, and slower deductions are
189  * only invoked when the faster deductions are unable to make progress.
190  * Each function is associated with a difficulty level, so that the generated
191  * puzzles are solvable by applying only the functions with the chosen
192  * difficulty level or lower.
193  */
194 #define SOLVERLIST(A) \
195     A(trivial_deductions, DIFF_EASY) \
196     A(dline_deductions, DIFF_NORMAL) \
197     A(linedsf_deductions, DIFF_HARD) \
198     A(loop_deductions, DIFF_EASY)
199 #define SOLVER_FN_DECL(fn,diff) static int fn(solver_state *);
200 #define SOLVER_FN(fn,diff) &fn,
201 #define SOLVER_DIFF(fn,diff) diff,
202 SOLVERLIST(SOLVER_FN_DECL)
203 static int (*(solver_fns[]))(solver_state *) = { SOLVERLIST(SOLVER_FN) };
204 static int const solver_diffs[] = { SOLVERLIST(SOLVER_DIFF) };
205 static const int NUM_SOLVERS = sizeof(solver_diffs)/sizeof(*solver_diffs);
206
207 struct game_params {
208     int w, h;
209     int diff;
210     int type;
211 };
212
213 /* line_drawstate is the same as line_state, but with the extra ERROR
214  * possibility.  The drawing code copies line_state to line_drawstate,
215  * except in the case that the line is an error. */
216 enum line_state { LINE_YES, LINE_UNKNOWN, LINE_NO };
217 enum line_drawstate { DS_LINE_YES, DS_LINE_UNKNOWN,
218                       DS_LINE_NO, DS_LINE_ERROR };
219
220 #define OPP(line_state) \
221     (2 - line_state)
222
223
224 struct game_drawstate {
225     int started;
226     int tilesize;
227     int flashing;
228     int *textx, *texty;
229     char *lines;
230     char *clue_error;
231     char *clue_satisfied;
232 };
233
234 static char *validate_desc(const game_params *params, const char *desc);
235 static int dot_order(const game_state* state, int i, char line_type);
236 static int face_order(const game_state* state, int i, char line_type);
237 static solver_state *solve_game_rec(const solver_state *sstate);
238
239 #ifdef DEBUG_CACHES
240 static void check_caches(const solver_state* sstate);
241 #else
242 #define check_caches(s)
243 #endif
244
245 /* ------- List of grid generators ------- */
246 #define GRIDLIST(A) \
247     A(Squares,GRID_SQUARE,3,3) \
248     A(Triangular,GRID_TRIANGULAR,3,3) \
249     A(Honeycomb,GRID_HONEYCOMB,3,3) \
250     A(Snub-Square,GRID_SNUBSQUARE,3,3) \
251     A(Cairo,GRID_CAIRO,3,4) \
252     A(Great-Hexagonal,GRID_GREATHEXAGONAL,3,3) \
253     A(Octagonal,GRID_OCTAGONAL,3,3) \
254     A(Kites,GRID_KITE,3,3) \
255     A(Floret,GRID_FLORET,1,2) \
256     A(Dodecagonal,GRID_DODECAGONAL,2,2) \
257     A(Great-Dodecagonal,GRID_GREATDODECAGONAL,2,2) \
258     A(Penrose (kite/dart),GRID_PENROSE_P2,3,3) \
259     A(Penrose (rhombs),GRID_PENROSE_P3,3,3)
260
261 #define GRID_NAME(title,type,amin,omin) #title,
262 #define GRID_CONFIG(title,type,amin,omin) ":" #title
263 #define GRID_TYPE(title,type,amin,omin) type,
264 #define GRID_SIZES(title,type,amin,omin) \
265     {amin, omin, \
266      "Width and height for this grid type must both be at least " #amin, \
267      "At least one of width and height for this grid type must be at least " #omin,},
268 static char const *const gridnames[] = { GRIDLIST(GRID_NAME) };
269 #define GRID_CONFIGS GRIDLIST(GRID_CONFIG)
270 static grid_type grid_types[] = { GRIDLIST(GRID_TYPE) };
271 #define NUM_GRID_TYPES (sizeof(grid_types) / sizeof(grid_types[0]))
272 static const struct {
273     int amin, omin;
274     char *aerr, *oerr;
275 } grid_size_limits[] = { GRIDLIST(GRID_SIZES) };
276
277 /* Generates a (dynamically allocated) new grid, according to the
278  * type and size requested in params.  Does nothing if the grid is already
279  * generated. */
280 static grid *loopy_generate_grid(const game_params *params,
281                                  const char *grid_desc)
282 {
283     return grid_new(grid_types[params->type], params->w, params->h, grid_desc);
284 }
285
286 /* ----------------------------------------------------------------------
287  * Preprocessor magic
288  */
289
290 /* General constants */
291 #define PREFERRED_TILE_SIZE 32
292 #define BORDER(tilesize) ((tilesize) / 2)
293 #define FLASH_TIME 0.5F
294
295 #define BIT_SET(field, bit) ((field) & (1<<(bit)))
296
297 #define SET_BIT(field, bit)  (BIT_SET(field, bit) ? FALSE : \
298                               ((field) |= (1<<(bit)), TRUE))
299
300 #define CLEAR_BIT(field, bit) (BIT_SET(field, bit) ? \
301                                ((field) &= ~(1<<(bit)), TRUE) : FALSE)
302
303 #define CLUE2CHAR(c) \
304     ((c < 0) ? ' ' : c < 10 ? c + '0' : c - 10 + 'A')
305
306 /* ----------------------------------------------------------------------
307  * General struct manipulation and other straightforward code
308  */
309
310 static game_state *dup_game(const game_state *state)
311 {
312     game_state *ret = snew(game_state);
313
314     ret->game_grid = state->game_grid;
315     ret->game_grid->refcount++;
316
317     ret->solved = state->solved;
318     ret->cheated = state->cheated;
319
320     ret->clues = snewn(state->game_grid->num_faces, signed char);
321     memcpy(ret->clues, state->clues, state->game_grid->num_faces);
322
323     ret->lines = snewn(state->game_grid->num_edges, char);
324     memcpy(ret->lines, state->lines, state->game_grid->num_edges);
325
326     ret->line_errors = snewn(state->game_grid->num_edges, unsigned char);
327     memcpy(ret->line_errors, state->line_errors, state->game_grid->num_edges);
328
329     ret->grid_type = state->grid_type;
330     return ret;
331 }
332
333 static void free_game(game_state *state)
334 {
335     if (state) {
336         grid_free(state->game_grid);
337         sfree(state->clues);
338         sfree(state->lines);
339         sfree(state->line_errors);
340         sfree(state);
341     }
342 }
343
344 static solver_state *new_solver_state(const game_state *state, int diff) {
345     int i;
346     int num_dots = state->game_grid->num_dots;
347     int num_faces = state->game_grid->num_faces;
348     int num_edges = state->game_grid->num_edges;
349     solver_state *ret = snew(solver_state);
350
351     ret->state = dup_game(state);
352
353     ret->solver_status = SOLVER_INCOMPLETE;
354     ret->diff = diff;
355
356     ret->dotdsf = snew_dsf(num_dots);
357     ret->looplen = snewn(num_dots, int);
358
359     for (i = 0; i < num_dots; i++) {
360         ret->looplen[i] = 1;
361     }
362
363     ret->dot_solved = snewn(num_dots, char);
364     ret->face_solved = snewn(num_faces, char);
365     memset(ret->dot_solved, FALSE, num_dots);
366     memset(ret->face_solved, FALSE, num_faces);
367
368     ret->dot_yes_count = snewn(num_dots, char);
369     memset(ret->dot_yes_count, 0, num_dots);
370     ret->dot_no_count = snewn(num_dots, char);
371     memset(ret->dot_no_count, 0, num_dots);
372     ret->face_yes_count = snewn(num_faces, char);
373     memset(ret->face_yes_count, 0, num_faces);
374     ret->face_no_count = snewn(num_faces, char);
375     memset(ret->face_no_count, 0, num_faces);
376
377     if (diff < DIFF_NORMAL) {
378         ret->dlines = NULL;
379     } else {
380         ret->dlines = snewn(2*num_edges, char);
381         memset(ret->dlines, 0, 2*num_edges);
382     }
383
384     if (diff < DIFF_HARD) {
385         ret->linedsf = NULL;
386     } else {
387         ret->linedsf = snew_dsf(state->game_grid->num_edges);
388     }
389
390     return ret;
391 }
392
393 static void free_solver_state(solver_state *sstate) {
394     if (sstate) {
395         free_game(sstate->state);
396         sfree(sstate->dotdsf);
397         sfree(sstate->looplen);
398         sfree(sstate->dot_solved);
399         sfree(sstate->face_solved);
400         sfree(sstate->dot_yes_count);
401         sfree(sstate->dot_no_count);
402         sfree(sstate->face_yes_count);
403         sfree(sstate->face_no_count);
404
405         /* OK, because sfree(NULL) is a no-op */
406         sfree(sstate->dlines);
407         sfree(sstate->linedsf);
408
409         sfree(sstate);
410     }
411 }
412
413 static solver_state *dup_solver_state(const solver_state *sstate) {
414     game_state *state = sstate->state;
415     int num_dots = state->game_grid->num_dots;
416     int num_faces = state->game_grid->num_faces;
417     int num_edges = state->game_grid->num_edges;
418     solver_state *ret = snew(solver_state);
419
420     ret->state = state = dup_game(sstate->state);
421
422     ret->solver_status = sstate->solver_status;
423     ret->diff = sstate->diff;
424
425     ret->dotdsf = snewn(num_dots, int);
426     ret->looplen = snewn(num_dots, int);
427     memcpy(ret->dotdsf, sstate->dotdsf,
428            num_dots * sizeof(int));
429     memcpy(ret->looplen, sstate->looplen,
430            num_dots * sizeof(int));
431
432     ret->dot_solved = snewn(num_dots, char);
433     ret->face_solved = snewn(num_faces, char);
434     memcpy(ret->dot_solved, sstate->dot_solved, num_dots);
435     memcpy(ret->face_solved, sstate->face_solved, num_faces);
436
437     ret->dot_yes_count = snewn(num_dots, char);
438     memcpy(ret->dot_yes_count, sstate->dot_yes_count, num_dots);
439     ret->dot_no_count = snewn(num_dots, char);
440     memcpy(ret->dot_no_count, sstate->dot_no_count, num_dots);
441
442     ret->face_yes_count = snewn(num_faces, char);
443     memcpy(ret->face_yes_count, sstate->face_yes_count, num_faces);
444     ret->face_no_count = snewn(num_faces, char);
445     memcpy(ret->face_no_count, sstate->face_no_count, num_faces);
446
447     if (sstate->dlines) {
448         ret->dlines = snewn(2*num_edges, char);
449         memcpy(ret->dlines, sstate->dlines,
450                2*num_edges);
451     } else {
452         ret->dlines = NULL;
453     }
454
455     if (sstate->linedsf) {
456         ret->linedsf = snewn(num_edges, int);
457         memcpy(ret->linedsf, sstate->linedsf,
458                num_edges * sizeof(int));
459     } else {
460         ret->linedsf = NULL;
461     }
462
463     return ret;
464 }
465
466 static game_params *default_params(void)
467 {
468     game_params *ret = snew(game_params);
469
470 #ifdef SLOW_SYSTEM
471     ret->h = 7;
472     ret->w = 7;
473 #else
474     ret->h = 10;
475     ret->w = 10;
476 #endif
477     ret->diff = DIFF_EASY;
478     ret->type = 0;
479
480     return ret;
481 }
482
483 static game_params *dup_params(const game_params *params)
484 {
485     game_params *ret = snew(game_params);
486
487     *ret = *params;                       /* structure copy */
488     return ret;
489 }
490
491 static const game_params presets[] = {
492 #ifdef SMALL_SCREEN
493     {  7,  7, DIFF_EASY, 0 },
494     {  7,  7, DIFF_NORMAL, 0 },
495     {  7,  7, DIFF_HARD, 0 },
496     {  7,  7, DIFF_HARD, 1 },
497     {  7,  7, DIFF_HARD, 2 },
498     {  5,  5, DIFF_HARD, 3 },
499     {  7,  7, DIFF_HARD, 4 },
500     {  5,  4, DIFF_HARD, 5 },
501     {  5,  5, DIFF_HARD, 6 },
502     {  5,  5, DIFF_HARD, 7 },
503     {  3,  3, DIFF_HARD, 8 },
504     {  3,  3, DIFF_HARD, 9 },
505     {  3,  3, DIFF_HARD, 10 },
506     {  6,  6, DIFF_HARD, 11 },
507     {  6,  6, DIFF_HARD, 12 },
508 #else
509     {  7,  7, DIFF_EASY, 0 },
510     {  10,  10, DIFF_EASY, 0 },
511     {  7,  7, DIFF_NORMAL, 0 },
512     {  10,  10, DIFF_NORMAL, 0 },
513     {  7,  7, DIFF_HARD, 0 },
514     {  10,  10, DIFF_HARD, 0 },
515     {  10,  10, DIFF_HARD, 1 },
516     {  12,  10, DIFF_HARD, 2 },
517     {  7,  7, DIFF_HARD, 3 },
518     {  9,  9, DIFF_HARD, 4 },
519     {  5,  4, DIFF_HARD, 5 },
520     {  7,  7, DIFF_HARD, 6 },
521     {  5,  5, DIFF_HARD, 7 },
522     {  5,  5, DIFF_HARD, 8 },
523     {  5,  4, DIFF_HARD, 9 },
524     {  5,  4, DIFF_HARD, 10 },
525     {  10, 10, DIFF_HARD, 11 },
526     {  10, 10, DIFF_HARD, 12 }
527 #endif
528 };
529
530 static int game_fetch_preset(int i, char **name, game_params **params)
531 {
532     game_params *tmppar;
533     char buf[80];
534
535     if (i < 0 || i >= lenof(presets))
536         return FALSE;
537
538     tmppar = snew(game_params);
539     *tmppar = presets[i];
540     *params = tmppar;
541     sprintf(buf, "%dx%d %s - %s", tmppar->h, tmppar->w,
542             gridnames[tmppar->type], diffnames[tmppar->diff]);
543     *name = dupstr(buf);
544
545     return TRUE;
546 }
547
548 static void free_params(game_params *params)
549 {
550     sfree(params);
551 }
552
553 static void decode_params(game_params *params, char const *string)
554 {
555     params->h = params->w = atoi(string);
556     params->diff = DIFF_EASY;
557     while (*string && isdigit((unsigned char)*string)) string++;
558     if (*string == 'x') {
559         string++;
560         params->h = atoi(string);
561         while (*string && isdigit((unsigned char)*string)) string++;
562     }
563     if (*string == 't') {
564         string++;
565         params->type = atoi(string);
566         while (*string && isdigit((unsigned char)*string)) string++;
567     }
568     if (*string == 'd') {
569         int i;
570         string++;
571         for (i = 0; i < DIFF_MAX; i++)
572             if (*string == diffchars[i])
573                 params->diff = i;
574         if (*string) string++;
575     }
576 }
577
578 static char *encode_params(const game_params *params, int full)
579 {
580     char str[80];
581     sprintf(str, "%dx%dt%d", params->w, params->h, params->type);
582     if (full)
583         sprintf(str + strlen(str), "d%c", diffchars[params->diff]);
584     return dupstr(str);
585 }
586
587 static config_item *game_configure(const game_params *params)
588 {
589     config_item *ret;
590     char buf[80];
591
592     ret = snewn(5, config_item);
593
594     ret[0].name = "Width";
595     ret[0].type = C_STRING;
596     sprintf(buf, "%d", params->w);
597     ret[0].sval = dupstr(buf);
598     ret[0].ival = 0;
599
600     ret[1].name = "Height";
601     ret[1].type = C_STRING;
602     sprintf(buf, "%d", params->h);
603     ret[1].sval = dupstr(buf);
604     ret[1].ival = 0;
605
606     ret[2].name = "Grid type";
607     ret[2].type = C_CHOICES;
608     ret[2].sval = GRID_CONFIGS;
609     ret[2].ival = params->type;
610
611     ret[3].name = "Difficulty";
612     ret[3].type = C_CHOICES;
613     ret[3].sval = DIFFCONFIG;
614     ret[3].ival = params->diff;
615
616     ret[4].name = NULL;
617     ret[4].type = C_END;
618     ret[4].sval = NULL;
619     ret[4].ival = 0;
620
621     return ret;
622 }
623
624 static game_params *custom_params(const config_item *cfg)
625 {
626     game_params *ret = snew(game_params);
627
628     ret->w = atoi(cfg[0].sval);
629     ret->h = atoi(cfg[1].sval);
630     ret->type = cfg[2].ival;
631     ret->diff = cfg[3].ival;
632
633     return ret;
634 }
635
636 static char *validate_params(const game_params *params, int full)
637 {
638     if (params->type < 0 || params->type >= NUM_GRID_TYPES)
639         return "Illegal grid type";
640     if (params->w < grid_size_limits[params->type].amin ||
641         params->h < grid_size_limits[params->type].amin)
642         return grid_size_limits[params->type].aerr;
643     if (params->w < grid_size_limits[params->type].omin &&
644         params->h < grid_size_limits[params->type].omin)
645         return grid_size_limits[params->type].oerr;
646
647     /*
648      * This shouldn't be able to happen at all, since decode_params
649      * and custom_params will never generate anything that isn't
650      * within range.
651      */
652     assert(params->diff < DIFF_MAX);
653
654     return NULL;
655 }
656
657 /* Returns a newly allocated string describing the current puzzle */
658 static char *state_to_text(const game_state *state)
659 {
660     grid *g = state->game_grid;
661     char *retval;
662     int num_faces = g->num_faces;
663     char *description = snewn(num_faces + 1, char);
664     char *dp = description;
665     int empty_count = 0;
666     int i;
667
668     for (i = 0; i < num_faces; i++) {
669         if (state->clues[i] < 0) {
670             if (empty_count > 25) {
671                 dp += sprintf(dp, "%c", (int)(empty_count + 'a' - 1));
672                 empty_count = 0;
673             }
674             empty_count++;
675         } else {
676             if (empty_count) {
677                 dp += sprintf(dp, "%c", (int)(empty_count + 'a' - 1));
678                 empty_count = 0;
679             }
680             dp += sprintf(dp, "%c", (int)CLUE2CHAR(state->clues[i]));
681         }
682     }
683
684     if (empty_count)
685         dp += sprintf(dp, "%c", (int)(empty_count + 'a' - 1));
686
687     retval = dupstr(description);
688     sfree(description);
689
690     return retval;
691 }
692
693 #define GRID_DESC_SEP '_'
694
695 /* Splits up a (optional) grid_desc from the game desc. Returns the
696  * grid_desc (which needs freeing) and updates the desc pointer to
697  * start of real desc, or returns NULL if no desc. */
698 static char *extract_grid_desc(const char **desc)
699 {
700     char *sep = strchr(*desc, GRID_DESC_SEP), *gd;
701     int gd_len;
702
703     if (!sep) return NULL;
704
705     gd_len = sep - (*desc);
706     gd = snewn(gd_len+1, char);
707     memcpy(gd, *desc, gd_len);
708     gd[gd_len] = '\0';
709
710     *desc = sep+1;
711
712     return gd;
713 }
714
715 /* We require that the params pass the test in validate_params and that the
716  * description fills the entire game area */
717 static char *validate_desc(const game_params *params, const char *desc)
718 {
719     int count = 0;
720     grid *g;
721     char *grid_desc, *ret;
722
723     /* It's pretty inefficient to do this just for validation. All we need to
724      * know is the precise number of faces. */
725     grid_desc = extract_grid_desc(&desc);
726     ret = grid_validate_desc(grid_types[params->type], params->w, params->h, grid_desc);
727     if (ret) return ret;
728
729     g = loopy_generate_grid(params, grid_desc);
730     if (grid_desc) sfree(grid_desc);
731
732     for (; *desc; ++desc) {
733         if ((*desc >= '0' && *desc <= '9') || (*desc >= 'A' && *desc <= 'Z')) {
734             count++;
735             continue;
736         }
737         if (*desc >= 'a') {
738             count += *desc - 'a' + 1;
739             continue;
740         }
741         return "Unknown character in description";
742     }
743
744     if (count < g->num_faces)
745         return "Description too short for board size";
746     if (count > g->num_faces)
747         return "Description too long for board size";
748
749     grid_free(g);
750
751     return NULL;
752 }
753
754 /* Sums the lengths of the numbers in range [0,n) */
755 /* See equivalent function in solo.c for justification of this. */
756 static int len_0_to_n(int n)
757 {
758     int len = 1; /* Counting 0 as a bit of a special case */
759     int i;
760
761     for (i = 1; i < n; i *= 10) {
762         len += max(n - i, 0);
763     }
764
765     return len;
766 }
767
768 static char *encode_solve_move(const game_state *state)
769 {
770     int len;
771     char *ret, *p;
772     int i;
773     int num_edges = state->game_grid->num_edges;
774
775     /* This is going to return a string representing the moves needed to set
776      * every line in a grid to be the same as the ones in 'state'.  The exact
777      * length of this string is predictable. */
778
779     len = 1;  /* Count the 'S' prefix */
780     /* Numbers in all lines */
781     len += len_0_to_n(num_edges);
782     /* For each line we also have a letter */
783     len += num_edges;
784
785     ret = snewn(len + 1, char);
786     p = ret;
787
788     p += sprintf(p, "S");
789
790     for (i = 0; i < num_edges; i++) {
791         switch (state->lines[i]) {
792           case LINE_YES:
793             p += sprintf(p, "%dy", i);
794             break;
795           case LINE_NO:
796             p += sprintf(p, "%dn", i);
797             break;
798         }
799     }
800
801     /* No point in doing sums like that if they're going to be wrong */
802     assert(strlen(ret) <= (size_t)len);
803     return ret;
804 }
805
806 static game_ui *new_ui(const game_state *state)
807 {
808     return NULL;
809 }
810
811 static void free_ui(game_ui *ui)
812 {
813 }
814
815 static char *encode_ui(const game_ui *ui)
816 {
817     return NULL;
818 }
819
820 static void decode_ui(game_ui *ui, const char *encoding)
821 {
822 }
823
824 static void game_changed_state(game_ui *ui, const game_state *oldstate,
825                                const game_state *newstate)
826 {
827 }
828
829 static void game_compute_size(const game_params *params, int tilesize,
830                               int *x, int *y)
831 {
832     int grid_width, grid_height, rendered_width, rendered_height;
833     int g_tilesize;
834
835     grid_compute_size(grid_types[params->type], params->w, params->h,
836                       &g_tilesize, &grid_width, &grid_height);
837
838     /* multiply first to minimise rounding error on integer division */
839     rendered_width = grid_width * tilesize / g_tilesize;
840     rendered_height = grid_height * tilesize / g_tilesize;
841     *x = rendered_width + 2 * BORDER(tilesize) + 1;
842     *y = rendered_height + 2 * BORDER(tilesize) + 1;
843 }
844
845 static void game_set_size(drawing *dr, game_drawstate *ds,
846                           const game_params *params, int tilesize)
847 {
848     ds->tilesize = tilesize;
849 }
850
851 static float *game_colours(frontend *fe, int *ncolours)
852 {
853     float *ret = snewn(3 * NCOLOURS, float);
854
855     frontend_default_colour(fe, &ret[COL_BACKGROUND * 3]);
856
857     ret[COL_FOREGROUND * 3 + 0] = 0.0F;
858     ret[COL_FOREGROUND * 3 + 1] = 0.0F;
859     ret[COL_FOREGROUND * 3 + 2] = 0.0F;
860
861     /*
862      * We want COL_LINEUNKNOWN to be a yellow which is a bit darker
863      * than the background. (I previously set it to 0.8,0.8,0, but
864      * found that this went badly with the 0.8,0.8,0.8 favoured as a
865      * background by the Java frontend.)
866      */
867     ret[COL_LINEUNKNOWN * 3 + 0] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + 0] * 0.9F;
868     ret[COL_LINEUNKNOWN * 3 + 1] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + 1] * 0.9F;
869     ret[COL_LINEUNKNOWN * 3 + 2] = 0.0F;
870
871     ret[COL_HIGHLIGHT * 3 + 0] = 1.0F;
872     ret[COL_HIGHLIGHT * 3 + 1] = 1.0F;
873     ret[COL_HIGHLIGHT * 3 + 2] = 1.0F;
874
875     ret[COL_MISTAKE * 3 + 0] = 1.0F;
876     ret[COL_MISTAKE * 3 + 1] = 0.0F;
877     ret[COL_MISTAKE * 3 + 2] = 0.0F;
878
879     ret[COL_SATISFIED * 3 + 0] = 0.0F;
880     ret[COL_SATISFIED * 3 + 1] = 0.0F;
881     ret[COL_SATISFIED * 3 + 2] = 0.0F;
882
883     /* We want the faint lines to be a bit darker than the background.
884      * Except if the background is pretty dark already; then it ought to be a
885      * bit lighter.  Oy vey.
886      */
887     ret[COL_FAINT * 3 + 0] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + 0] * 0.9F;
888     ret[COL_FAINT * 3 + 1] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + 1] * 0.9F;
889     ret[COL_FAINT * 3 + 2] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + 2] * 0.9F;
890
891     *ncolours = NCOLOURS;
892     return ret;
893 }
894
895 static game_drawstate *game_new_drawstate(drawing *dr, const game_state *state)
896 {
897     struct game_drawstate *ds = snew(struct game_drawstate);
898     int num_faces = state->game_grid->num_faces;
899     int num_edges = state->game_grid->num_edges;
900     int i;
901
902     ds->tilesize = 0;
903     ds->started = 0;
904     ds->lines = snewn(num_edges, char);
905     ds->clue_error = snewn(num_faces, char);
906     ds->clue_satisfied = snewn(num_faces, char);
907     ds->textx = snewn(num_faces, int);
908     ds->texty = snewn(num_faces, int);
909     ds->flashing = 0;
910
911     memset(ds->lines, LINE_UNKNOWN, num_edges);
912     memset(ds->clue_error, 0, num_faces);
913     memset(ds->clue_satisfied, 0, num_faces);
914     for (i = 0; i < num_faces; i++)
915         ds->textx[i] = ds->texty[i] = -1;
916
917     return ds;
918 }
919
920 static void game_free_drawstate(drawing *dr, game_drawstate *ds)
921 {
922     sfree(ds->textx);
923     sfree(ds->texty);
924     sfree(ds->clue_error);
925     sfree(ds->clue_satisfied);
926     sfree(ds->lines);
927     sfree(ds);
928 }
929
930 static int game_timing_state(const game_state *state, game_ui *ui)
931 {
932     return TRUE;
933 }
934
935 static float game_anim_length(const game_state *oldstate,
936                               const game_state *newstate, int dir, game_ui *ui)
937 {
938     return 0.0F;
939 }
940
941 static int game_can_format_as_text_now(const game_params *params)
942 {
943     if (params->type != 0)
944         return FALSE;
945     return TRUE;
946 }
947
948 static char *game_text_format(const game_state *state)
949 {
950     int w, h, W, H;
951     int x, y, i;
952     int cell_size;
953     char *ret;
954     grid *g = state->game_grid;
955     grid_face *f;
956
957     assert(state->grid_type == 0);
958
959     /* Work out the basic size unit */
960     f = g->faces; /* first face */
961     assert(f->order == 4);
962     /* The dots are ordered clockwise, so the two opposite
963      * corners are guaranteed to span the square */
964     cell_size = abs(f->dots[0]->x - f->dots[2]->x);
965
966     w = (g->highest_x - g->lowest_x) / cell_size;
967     h = (g->highest_y - g->lowest_y) / cell_size;
968
969     /* Create a blank "canvas" to "draw" on */
970     W = 2 * w + 2;
971     H = 2 * h + 1;
972     ret = snewn(W * H + 1, char);
973     for (y = 0; y < H; y++) {
974         for (x = 0; x < W-1; x++) {
975             ret[y*W + x] = ' ';
976         }
977         ret[y*W + W-1] = '\n';
978     }
979     ret[H*W] = '\0';
980
981     /* Fill in edge info */
982     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
983         grid_edge *e = g->edges + i;
984         /* Cell coordinates, from (0,0) to (w-1,h-1) */
985         int x1 = (e->dot1->x - g->lowest_x) / cell_size;
986         int x2 = (e->dot2->x - g->lowest_x) / cell_size;
987         int y1 = (e->dot1->y - g->lowest_y) / cell_size;
988         int y2 = (e->dot2->y - g->lowest_y) / cell_size;
989         /* Midpoint, in canvas coordinates (canvas coordinates are just twice
990          * cell coordinates) */
991         x = x1 + x2;
992         y = y1 + y2;
993         switch (state->lines[i]) {
994           case LINE_YES:
995             ret[y*W + x] = (y1 == y2) ? '-' : '|';
996             break;
997           case LINE_NO:
998             ret[y*W + x] = 'x';
999             break;
1000           case LINE_UNKNOWN:
1001             break; /* already a space */
1002           default:
1003             assert(!"Illegal line state");
1004         }
1005     }
1006
1007     /* Fill in clues */
1008     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
1009         int x1, x2, y1, y2;
1010
1011         f = g->faces + i;
1012         assert(f->order == 4);
1013         /* Cell coordinates, from (0,0) to (w-1,h-1) */
1014         x1 = (f->dots[0]->x - g->lowest_x) / cell_size;
1015         x2 = (f->dots[2]->x - g->lowest_x) / cell_size;
1016         y1 = (f->dots[0]->y - g->lowest_y) / cell_size;
1017         y2 = (f->dots[2]->y - g->lowest_y) / cell_size;
1018         /* Midpoint, in canvas coordinates */
1019         x = x1 + x2;
1020         y = y1 + y2;
1021         ret[y*W + x] = CLUE2CHAR(state->clues[i]);
1022     }
1023     return ret;
1024 }
1025
1026 /* ----------------------------------------------------------------------
1027  * Debug code
1028  */
1029
1030 #ifdef DEBUG_CACHES
1031 static void check_caches(const solver_state* sstate)
1032 {
1033     int i;
1034     const game_state *state = sstate->state;
1035     const grid *g = state->game_grid;
1036
1037     for (i = 0; i < g->num_dots; i++) {
1038         assert(dot_order(state, i, LINE_YES) == sstate->dot_yes_count[i]);
1039         assert(dot_order(state, i, LINE_NO) == sstate->dot_no_count[i]);
1040     }
1041
1042     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
1043         assert(face_order(state, i, LINE_YES) == sstate->face_yes_count[i]);
1044         assert(face_order(state, i, LINE_NO) == sstate->face_no_count[i]);
1045     }
1046 }
1047
1048 #if 0
1049 #define check_caches(s) \
1050     do { \
1051         fprintf(stderr, "check_caches at line %d\n", __LINE__); \
1052         check_caches(s); \
1053     } while (0)
1054 #endif
1055 #endif /* DEBUG_CACHES */
1056
1057 /* ----------------------------------------------------------------------
1058  * Solver utility functions
1059  */
1060
1061 /* Sets the line (with index i) to the new state 'line_new', and updates
1062  * the cached counts of any affected faces and dots.
1063  * Returns TRUE if this actually changed the line's state. */
1064 static int solver_set_line(solver_state *sstate, int i,
1065                            enum line_state line_new
1066 #ifdef SHOW_WORKING
1067                            , const char *reason
1068 #endif
1069                            )
1070 {
1071     game_state *state = sstate->state;
1072     grid *g;
1073     grid_edge *e;
1074
1075     assert(line_new != LINE_UNKNOWN);
1076
1077     check_caches(sstate);
1078
1079     if (state->lines[i] == line_new) {
1080         return FALSE; /* nothing changed */
1081     }
1082     state->lines[i] = line_new;
1083
1084 #ifdef SHOW_WORKING
1085     fprintf(stderr, "solver: set line [%d] to %s (%s)\n",
1086             i, line_new == LINE_YES ? "YES" : "NO",
1087             reason);
1088 #endif
1089
1090     g = state->game_grid;
1091     e = g->edges + i;
1092
1093     /* Update the cache for both dots and both faces affected by this. */
1094     if (line_new == LINE_YES) {
1095         sstate->dot_yes_count[e->dot1 - g->dots]++;
1096         sstate->dot_yes_count[e->dot2 - g->dots]++;
1097         if (e->face1) {
1098             sstate->face_yes_count[e->face1 - g->faces]++;
1099         }
1100         if (e->face2) {
1101             sstate->face_yes_count[e->face2 - g->faces]++;
1102         }
1103     } else {
1104         sstate->dot_no_count[e->dot1 - g->dots]++;
1105         sstate->dot_no_count[e->dot2 - g->dots]++;
1106         if (e->face1) {
1107             sstate->face_no_count[e->face1 - g->faces]++;
1108         }
1109         if (e->face2) {
1110             sstate->face_no_count[e->face2 - g->faces]++;
1111         }
1112     }
1113
1114     check_caches(sstate);
1115     return TRUE;
1116 }
1117
1118 #ifdef SHOW_WORKING
1119 #define solver_set_line(a, b, c) \
1120     solver_set_line(a, b, c, __FUNCTION__)
1121 #endif
1122
1123 /*
1124  * Merge two dots due to the existence of an edge between them.
1125  * Updates the dsf tracking equivalence classes, and keeps track of
1126  * the length of path each dot is currently a part of.
1127  * Returns TRUE if the dots were already linked, ie if they are part of a
1128  * closed loop, and false otherwise.
1129  */
1130 static int merge_dots(solver_state *sstate, int edge_index)
1131 {
1132     int i, j, len;
1133     grid *g = sstate->state->game_grid;
1134     grid_edge *e = g->edges + edge_index;
1135
1136     i = e->dot1 - g->dots;
1137     j = e->dot2 - g->dots;
1138
1139     i = dsf_canonify(sstate->dotdsf, i);
1140     j = dsf_canonify(sstate->dotdsf, j);
1141
1142     if (i == j) {
1143         return TRUE;
1144     } else {
1145         len = sstate->looplen[i] + sstate->looplen[j];
1146         dsf_merge(sstate->dotdsf, i, j);
1147         i = dsf_canonify(sstate->dotdsf, i);
1148         sstate->looplen[i] = len;
1149         return FALSE;
1150     }
1151 }
1152
1153 /* Merge two lines because the solver has deduced that they must be either
1154  * identical or opposite.   Returns TRUE if this is new information, otherwise
1155  * FALSE. */
1156 static int merge_lines(solver_state *sstate, int i, int j, int inverse
1157 #ifdef SHOW_WORKING
1158                        , const char *reason
1159 #endif
1160                        )
1161 {
1162     int inv_tmp;
1163
1164     assert(i < sstate->state->game_grid->num_edges);
1165     assert(j < sstate->state->game_grid->num_edges);
1166
1167     i = edsf_canonify(sstate->linedsf, i, &inv_tmp);
1168     inverse ^= inv_tmp;
1169     j = edsf_canonify(sstate->linedsf, j, &inv_tmp);
1170     inverse ^= inv_tmp;
1171
1172     edsf_merge(sstate->linedsf, i, j, inverse);
1173
1174 #ifdef SHOW_WORKING
1175     if (i != j) {
1176         fprintf(stderr, "%s [%d] [%d] %s(%s)\n",
1177                 __FUNCTION__, i, j,
1178                 inverse ? "inverse " : "", reason);
1179     }
1180 #endif
1181     return (i != j);
1182 }
1183
1184 #ifdef SHOW_WORKING
1185 #define merge_lines(a, b, c, d) \
1186     merge_lines(a, b, c, d, __FUNCTION__)
1187 #endif
1188
1189 /* Count the number of lines of a particular type currently going into the
1190  * given dot. */
1191 static int dot_order(const game_state* state, int dot, char line_type)
1192 {
1193     int n = 0;
1194     grid *g = state->game_grid;
1195     grid_dot *d = g->dots + dot;
1196     int i;
1197
1198     for (i = 0; i < d->order; i++) {
1199         grid_edge *e = d->edges[i];
1200         if (state->lines[e - g->edges] == line_type)
1201             ++n;
1202     }
1203     return n;
1204 }
1205
1206 /* Count the number of lines of a particular type currently surrounding the
1207  * given face */
1208 static int face_order(const game_state* state, int face, char line_type)
1209 {
1210     int n = 0;
1211     grid *g = state->game_grid;
1212     grid_face *f = g->faces + face;
1213     int i;
1214
1215     for (i = 0; i < f->order; i++) {
1216         grid_edge *e = f->edges[i];
1217         if (state->lines[e - g->edges] == line_type)
1218             ++n;
1219     }
1220     return n;
1221 }
1222
1223 /* Set all lines bordering a dot of type old_type to type new_type
1224  * Return value tells caller whether this function actually did anything */
1225 static int dot_setall(solver_state *sstate, int dot,
1226                       char old_type, char new_type)
1227 {
1228     int retval = FALSE, r;
1229     game_state *state = sstate->state;
1230     grid *g;
1231     grid_dot *d;
1232     int i;
1233
1234     if (old_type == new_type)
1235         return FALSE;
1236
1237     g = state->game_grid;
1238     d = g->dots + dot;
1239
1240     for (i = 0; i < d->order; i++) {
1241         int line_index = d->edges[i] - g->edges;
1242         if (state->lines[line_index] == old_type) {
1243             r = solver_set_line(sstate, line_index, new_type);
1244             assert(r == TRUE);
1245             retval = TRUE;
1246         }
1247     }
1248     return retval;
1249 }
1250
1251 /* Set all lines bordering a face of type old_type to type new_type */
1252 static int face_setall(solver_state *sstate, int face,
1253                        char old_type, char new_type)
1254 {
1255     int retval = FALSE, r;
1256     game_state *state = sstate->state;
1257     grid *g;
1258     grid_face *f;
1259     int i;
1260
1261     if (old_type == new_type)
1262         return FALSE;
1263
1264     g = state->game_grid;
1265     f = g->faces + face;
1266
1267     for (i = 0; i < f->order; i++) {
1268         int line_index = f->edges[i] - g->edges;
1269         if (state->lines[line_index] == old_type) {
1270             r = solver_set_line(sstate, line_index, new_type);
1271             assert(r == TRUE);
1272             retval = TRUE;
1273         }
1274     }
1275     return retval;
1276 }
1277
1278 /* ----------------------------------------------------------------------
1279  * Loop generation and clue removal
1280  */
1281
1282 static void add_full_clues(game_state *state, random_state *rs)
1283 {
1284     signed char *clues = state->clues;
1285     grid *g = state->game_grid;
1286     char *board = snewn(g->num_faces, char);
1287     int i;
1288
1289     generate_loop(g, board, rs, NULL, NULL);
1290
1291     /* Fill out all the clues by initialising to 0, then iterating over
1292      * all edges and incrementing each clue as we find edges that border
1293      * between BLACK/WHITE faces.  While we're at it, we verify that the
1294      * algorithm does work, and there aren't any GREY faces still there. */
1295     memset(clues, 0, g->num_faces);
1296     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
1297         grid_edge *e = g->edges + i;
1298         grid_face *f1 = e->face1;
1299         grid_face *f2 = e->face2;
1300         enum face_colour c1 = FACE_COLOUR(f1);
1301         enum face_colour c2 = FACE_COLOUR(f2);
1302         assert(c1 != FACE_GREY);
1303         assert(c2 != FACE_GREY);
1304         if (c1 != c2) {
1305             if (f1) clues[f1 - g->faces]++;
1306             if (f2) clues[f2 - g->faces]++;
1307         }
1308     }
1309     sfree(board);
1310 }
1311
1312
1313 static int game_has_unique_soln(const game_state *state, int diff)
1314 {
1315     int ret;
1316     solver_state *sstate_new;
1317     solver_state *sstate = new_solver_state((game_state *)state, diff);
1318
1319     sstate_new = solve_game_rec(sstate);
1320
1321     assert(sstate_new->solver_status != SOLVER_MISTAKE);
1322     ret = (sstate_new->solver_status == SOLVER_SOLVED);
1323
1324     free_solver_state(sstate_new);
1325     free_solver_state(sstate);
1326
1327     return ret;
1328 }
1329
1330
1331 /* Remove clues one at a time at random. */
1332 static game_state *remove_clues(game_state *state, random_state *rs,
1333                                 int diff)
1334 {
1335     int *face_list;
1336     int num_faces = state->game_grid->num_faces;
1337     game_state *ret = dup_game(state), *saved_ret;
1338     int n;
1339
1340     /* We need to remove some clues.  We'll do this by forming a list of all
1341      * available clues, shuffling it, then going along one at a
1342      * time clearing each clue in turn for which doing so doesn't render the
1343      * board unsolvable. */
1344     face_list = snewn(num_faces, int);
1345     for (n = 0; n < num_faces; ++n) {
1346         face_list[n] = n;
1347     }
1348
1349     shuffle(face_list, num_faces, sizeof(int), rs);
1350
1351     for (n = 0; n < num_faces; ++n) {
1352         saved_ret = dup_game(ret);
1353         ret->clues[face_list[n]] = -1;
1354
1355         if (game_has_unique_soln(ret, diff)) {
1356             free_game(saved_ret);
1357         } else {
1358             free_game(ret);
1359             ret = saved_ret;
1360         }
1361     }
1362     sfree(face_list);
1363
1364     return ret;
1365 }
1366
1367
1368 static char *new_game_desc(const game_params *params, random_state *rs,
1369                            char **aux, int interactive)
1370 {
1371     /* solution and description both use run-length encoding in obvious ways */
1372     char *retval, *game_desc, *grid_desc;
1373     grid *g;
1374     game_state *state = snew(game_state);
1375     game_state *state_new;
1376
1377     grid_desc = grid_new_desc(grid_types[params->type], params->w, params->h, rs);
1378     state->game_grid = g = loopy_generate_grid(params, grid_desc);
1379
1380     state->clues = snewn(g->num_faces, signed char);
1381     state->lines = snewn(g->num_edges, char);
1382     state->line_errors = snewn(g->num_edges, unsigned char);
1383
1384     state->grid_type = params->type;
1385
1386     newboard_please:
1387
1388     memset(state->lines, LINE_UNKNOWN, g->num_edges);
1389     memset(state->line_errors, 0, g->num_edges);
1390
1391     state->solved = state->cheated = FALSE;
1392
1393     /* Get a new random solvable board with all its clues filled in.  Yes, this
1394      * can loop for ever if the params are suitably unfavourable, but
1395      * preventing games smaller than 4x4 seems to stop this happening */
1396     do {
1397         add_full_clues(state, rs);
1398     } while (!game_has_unique_soln(state, params->diff));
1399
1400     state_new = remove_clues(state, rs, params->diff);
1401     free_game(state);
1402     state = state_new;
1403
1404
1405     if (params->diff > 0 && game_has_unique_soln(state, params->diff-1)) {
1406 #ifdef SHOW_WORKING
1407         fprintf(stderr, "Rejecting board, it is too easy\n");
1408 #endif
1409         goto newboard_please;
1410     }
1411
1412     game_desc = state_to_text(state);
1413
1414     free_game(state);
1415
1416     if (grid_desc) {
1417         retval = snewn(strlen(grid_desc) + 1 + strlen(game_desc) + 1, char);
1418         sprintf(retval, "%s%c%s", grid_desc, (int)GRID_DESC_SEP, game_desc);
1419         sfree(grid_desc);
1420         sfree(game_desc);
1421     } else {
1422         retval = game_desc;
1423     }
1424
1425     assert(!validate_desc(params, retval));
1426
1427     return retval;
1428 }
1429
1430 static game_state *new_game(midend *me, const game_params *params,
1431                             const char *desc)
1432 {
1433     int i;
1434     game_state *state = snew(game_state);
1435     int empties_to_make = 0;
1436     int n,n2;
1437     const char *dp;
1438     char *grid_desc;
1439     grid *g;
1440     int num_faces, num_edges;
1441
1442     grid_desc = extract_grid_desc(&desc);
1443     state->game_grid = g = loopy_generate_grid(params, grid_desc);
1444     if (grid_desc) sfree(grid_desc);
1445
1446     dp = desc;
1447
1448     num_faces = g->num_faces;
1449     num_edges = g->num_edges;
1450
1451     state->clues = snewn(num_faces, signed char);
1452     state->lines = snewn(num_edges, char);
1453     state->line_errors = snewn(num_edges, unsigned char);
1454
1455     state->solved = state->cheated = FALSE;
1456
1457     state->grid_type = params->type;
1458
1459     for (i = 0; i < num_faces; i++) {
1460         if (empties_to_make) {
1461             empties_to_make--;
1462             state->clues[i] = -1;
1463             continue;
1464         }
1465
1466         assert(*dp);
1467         n = *dp - '0';
1468         n2 = *dp - 'A' + 10;
1469         if (n >= 0 && n < 10) {
1470             state->clues[i] = n;
1471         } else if (n2 >= 10 && n2 < 36) {
1472             state->clues[i] = n2;
1473         } else {
1474             n = *dp - 'a' + 1;
1475             assert(n > 0);
1476             state->clues[i] = -1;
1477             empties_to_make = n - 1;
1478         }
1479         ++dp;
1480     }
1481
1482     memset(state->lines, LINE_UNKNOWN, num_edges);
1483     memset(state->line_errors, 0, num_edges);
1484     return state;
1485 }
1486
1487 /* Calculates the line_errors data, and checks if the current state is a
1488  * solution */
1489 static int check_completion(game_state *state)
1490 {
1491     grid *g = state->game_grid;
1492     int *dsf;
1493     int num_faces = g->num_faces;
1494     int i;
1495     int infinite_area, finite_area;
1496     int loops_found = 0;
1497     int found_edge_not_in_loop = FALSE;
1498
1499     memset(state->line_errors, 0, g->num_edges);
1500
1501     /* LL implementation of SGT's idea:
1502      * A loop will partition the grid into an inside and an outside.
1503      * If there is more than one loop, the grid will be partitioned into
1504      * even more distinct regions.  We can therefore track equivalence of
1505      * faces, by saying that two faces are equivalent when there is a non-YES
1506      * edge between them.
1507      * We could keep track of the number of connected components, by counting
1508      * the number of dsf-merges that aren't no-ops.
1509      * But we're only interested in 3 separate cases:
1510      * no loops, one loop, more than one loop.
1511      *
1512      * No loops: all faces are equivalent to the infinite face.
1513      * One loop: only two equivalence classes - finite and infinite.
1514      * >= 2 loops: there are 2 distinct finite regions.
1515      *
1516      * So we simply make two passes through all the edges.
1517      * In the first pass, we dsf-merge the two faces bordering each non-YES
1518      * edge.
1519      * In the second pass, we look for YES-edges bordering:
1520      * a) two non-equivalent faces.
1521      * b) two non-equivalent faces, and one of them is part of a different
1522      *    finite area from the first finite area we've seen.
1523      *
1524      * An occurrence of a) means there is at least one loop.
1525      * An occurrence of b) means there is more than one loop.
1526      * Edges satisfying a) are marked as errors.
1527      *
1528      * While we're at it, we set a flag if we find a YES edge that is not
1529      * part of a loop.
1530      * This information will help decide, if there's a single loop, whether it
1531      * is a candidate for being a solution (that is, all YES edges are part of
1532      * this loop).
1533      *
1534      * If there is a candidate loop, we then go through all clues and check
1535      * they are all satisfied.  If so, we have found a solution and we can
1536      * unmark all line_errors.
1537      */
1538     
1539     /* Infinite face is at the end - its index is num_faces.
1540      * This macro is just to make this obvious! */
1541     #define INF_FACE num_faces
1542     dsf = snewn(num_faces + 1, int);
1543     dsf_init(dsf, num_faces + 1);
1544     
1545     /* First pass */
1546     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
1547         grid_edge *e = g->edges + i;
1548         int f1 = e->face1 ? e->face1 - g->faces : INF_FACE;
1549         int f2 = e->face2 ? e->face2 - g->faces : INF_FACE;
1550         if (state->lines[i] != LINE_YES)
1551             dsf_merge(dsf, f1, f2);
1552     }
1553     
1554     /* Second pass */
1555     infinite_area = dsf_canonify(dsf, INF_FACE);
1556     finite_area = -1;
1557     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
1558         grid_edge *e = g->edges + i;
1559         int f1 = e->face1 ? e->face1 - g->faces : INF_FACE;
1560         int can1 = dsf_canonify(dsf, f1);
1561         int f2 = e->face2 ? e->face2 - g->faces : INF_FACE;
1562         int can2 = dsf_canonify(dsf, f2);
1563         if (state->lines[i] != LINE_YES) continue;
1564
1565         if (can1 == can2) {
1566             /* Faces are equivalent, so this edge not part of a loop */
1567             found_edge_not_in_loop = TRUE;
1568             continue;
1569         }
1570         state->line_errors[i] = TRUE;
1571         if (loops_found == 0) loops_found = 1;
1572
1573         /* Don't bother with further checks if we've already found 2 loops */
1574         if (loops_found == 2) continue;
1575
1576         if (finite_area == -1) {
1577             /* Found our first finite area */
1578             if (can1 != infinite_area)
1579                 finite_area = can1;
1580             else
1581                 finite_area = can2;
1582         }
1583
1584         /* Have we found a second area? */
1585         if (finite_area != -1) {
1586             if (can1 != infinite_area && can1 != finite_area) {
1587                 loops_found = 2;
1588                 continue;
1589             }
1590             if (can2 != infinite_area && can2 != finite_area) {
1591                 loops_found = 2;
1592             }
1593         }
1594     }
1595
1596 /*
1597     printf("loops_found = %d\n", loops_found);
1598     printf("found_edge_not_in_loop = %s\n",
1599         found_edge_not_in_loop ? "TRUE" : "FALSE");
1600 */
1601
1602     sfree(dsf); /* No longer need the dsf */
1603     
1604     /* Have we found a candidate loop? */
1605     if (loops_found == 1 && !found_edge_not_in_loop) {
1606         /* Yes, so check all clues are satisfied */
1607         int found_clue_violation = FALSE;
1608         for (i = 0; i < num_faces; i++) {
1609             int c = state->clues[i];
1610             if (c >= 0) {
1611                 if (face_order(state, i, LINE_YES) != c) {
1612                     found_clue_violation = TRUE;
1613                     break;
1614                 }
1615             }
1616         }
1617         
1618         if (!found_clue_violation) {
1619             /* The loop is good */
1620             memset(state->line_errors, 0, g->num_edges);
1621             return TRUE; /* No need to bother checking for dot violations */
1622         }
1623     }
1624
1625     /* Check for dot violations */
1626     for (i = 0; i < g->num_dots; i++) {
1627         int yes = dot_order(state, i, LINE_YES);
1628         int unknown = dot_order(state, i, LINE_UNKNOWN);
1629         if ((yes == 1 && unknown == 0) || (yes >= 3)) {
1630             /* violation, so mark all YES edges as errors */
1631             grid_dot *d = g->dots + i;
1632             int j;
1633             for (j = 0; j < d->order; j++) {
1634                 int e = d->edges[j] - g->edges;
1635                 if (state->lines[e] == LINE_YES)
1636                     state->line_errors[e] = TRUE;
1637             }
1638         }
1639     }
1640     return FALSE;
1641 }
1642
1643 /* ----------------------------------------------------------------------
1644  * Solver logic
1645  *
1646  * Our solver modes operate as follows.  Each mode also uses the modes above it.
1647  *
1648  *   Easy Mode
1649  *   Just implement the rules of the game.
1650  *
1651  *   Normal and Tricky Modes
1652  *   For each (adjacent) pair of lines through each dot we store a bit for
1653  *   whether at least one of them is on and whether at most one is on.  (If we
1654  *   know both or neither is on that's already stored more directly.)
1655  *
1656  *   Advanced Mode
1657  *   Use edsf data structure to make equivalence classes of lines that are
1658  *   known identical to or opposite to one another.
1659  */
1660
1661
1662 /* DLines:
1663  * For general grids, we consider "dlines" to be pairs of lines joined
1664  * at a dot.  The lines must be adjacent around the dot, so we can think of
1665  * a dline as being a dot+face combination.  Or, a dot+edge combination where
1666  * the second edge is taken to be the next clockwise edge from the dot.
1667  * Original loopy code didn't have this extra restriction of the lines being
1668  * adjacent.  From my tests with square grids, this extra restriction seems to
1669  * take little, if anything, away from the quality of the puzzles.
1670  * A dline can be uniquely identified by an edge/dot combination, given that
1671  * a dline-pair always goes clockwise around its common dot.  The edge/dot
1672  * combination can be represented by an edge/bool combination - if bool is
1673  * TRUE, use edge->dot1 else use edge->dot2.  So the total number of dlines is
1674  * exactly twice the number of edges in the grid - although the dlines
1675  * spanning the infinite face are not all that useful to the solver.
1676  * Note that, by convention, a dline goes clockwise around its common dot,
1677  * which means the dline goes anti-clockwise around its common face.
1678  */
1679
1680 /* Helper functions for obtaining an index into an array of dlines, given
1681  * various information.  We assume the grid layout conventions about how
1682  * the various lists are interleaved - see grid_make_consistent() for
1683  * details. */
1684
1685 /* i points to the first edge of the dline pair, reading clockwise around
1686  * the dot. */
1687 static int dline_index_from_dot(grid *g, grid_dot *d, int i)
1688 {
1689     grid_edge *e = d->edges[i];
1690     int ret;
1691 #ifdef DEBUG_DLINES
1692     grid_edge *e2;
1693     int i2 = i+1;
1694     if (i2 == d->order) i2 = 0;
1695     e2 = d->edges[i2];
1696 #endif
1697     ret = 2 * (e - g->edges) + ((e->dot1 == d) ? 1 : 0);
1698 #ifdef DEBUG_DLINES
1699     printf("dline_index_from_dot: d=%d,i=%d, edges [%d,%d] - %d\n",
1700            (int)(d - g->dots), i, (int)(e - g->edges),
1701            (int)(e2 - g->edges), ret);
1702 #endif
1703     return ret;
1704 }
1705 /* i points to the second edge of the dline pair, reading clockwise around
1706  * the face.  That is, the edges of the dline, starting at edge{i}, read
1707  * anti-clockwise around the face.  By layout conventions, the common dot
1708  * of the dline will be f->dots[i] */
1709 static int dline_index_from_face(grid *g, grid_face *f, int i)
1710 {
1711     grid_edge *e = f->edges[i];
1712     grid_dot *d = f->dots[i];
1713     int ret;
1714 #ifdef DEBUG_DLINES
1715     grid_edge *e2;
1716     int i2 = i - 1;
1717     if (i2 < 0) i2 += f->order;
1718     e2 = f->edges[i2];
1719 #endif
1720     ret = 2 * (e - g->edges) + ((e->dot1 == d) ? 1 : 0);
1721 #ifdef DEBUG_DLINES
1722     printf("dline_index_from_face: f=%d,i=%d, edges [%d,%d] - %d\n",
1723            (int)(f - g->faces), i, (int)(e - g->edges),
1724            (int)(e2 - g->edges), ret);
1725 #endif
1726     return ret;
1727 }
1728 static int is_atleastone(const char *dline_array, int index)
1729 {
1730     return BIT_SET(dline_array[index], 0);
1731 }
1732 static int set_atleastone(char *dline_array, int index)
1733 {
1734     return SET_BIT(dline_array[index], 0);
1735 }
1736 static int is_atmostone(const char *dline_array, int index)
1737 {
1738     return BIT_SET(dline_array[index], 1);
1739 }
1740 static int set_atmostone(char *dline_array, int index)
1741 {
1742     return SET_BIT(dline_array[index], 1);
1743 }
1744
1745 static void array_setall(char *array, char from, char to, int len)
1746 {
1747     char *p = array, *p_old = p;
1748     int len_remaining = len;
1749
1750     while ((p = memchr(p, from, len_remaining))) {
1751         *p = to;
1752         len_remaining -= p - p_old;
1753         p_old = p;
1754     }
1755 }
1756
1757 /* Helper, called when doing dline dot deductions, in the case where we
1758  * have 4 UNKNOWNs, and two of them (adjacent) have *exactly* one YES between
1759  * them (because of dline atmostone/atleastone).
1760  * On entry, edge points to the first of these two UNKNOWNs.  This function
1761  * will find the opposite UNKNOWNS (if they are adjacent to one another)
1762  * and set their corresponding dline to atleastone.  (Setting atmostone
1763  * already happens in earlier dline deductions) */
1764 static int dline_set_opp_atleastone(solver_state *sstate,
1765                                     grid_dot *d, int edge)
1766 {
1767     game_state *state = sstate->state;
1768     grid *g = state->game_grid;
1769     int N = d->order;
1770     int opp, opp2;
1771     for (opp = 0; opp < N; opp++) {
1772         int opp_dline_index;
1773         if (opp == edge || opp == edge+1 || opp == edge-1)
1774             continue;
1775         if (opp == 0 && edge == N-1)
1776             continue;
1777         if (opp == N-1 && edge == 0)
1778             continue;
1779         opp2 = opp + 1;
1780         if (opp2 == N) opp2 = 0;
1781         /* Check if opp, opp2 point to LINE_UNKNOWNs */
1782         if (state->lines[d->edges[opp] - g->edges] != LINE_UNKNOWN)
1783             continue;
1784         if (state->lines[d->edges[opp2] - g->edges] != LINE_UNKNOWN)
1785             continue;
1786         /* Found opposite UNKNOWNS and they're next to each other */
1787         opp_dline_index = dline_index_from_dot(g, d, opp);
1788         return set_atleastone(sstate->dlines, opp_dline_index);
1789     }
1790     return FALSE;
1791 }
1792
1793
1794 /* Set pairs of lines around this face which are known to be identical, to
1795  * the given line_state */
1796 static int face_setall_identical(solver_state *sstate, int face_index,
1797                                  enum line_state line_new)
1798 {
1799     /* can[dir] contains the canonical line associated with the line in
1800      * direction dir from the square in question.  Similarly inv[dir] is
1801      * whether or not the line in question is inverse to its canonical
1802      * element. */
1803     int retval = FALSE;
1804     game_state *state = sstate->state;
1805     grid *g = state->game_grid;
1806     grid_face *f = g->faces + face_index;
1807     int N = f->order;
1808     int i, j;
1809     int can1, can2, inv1, inv2;
1810
1811     for (i = 0; i < N; i++) {
1812         int line1_index = f->edges[i] - g->edges;
1813         if (state->lines[line1_index] != LINE_UNKNOWN)
1814             continue;
1815         for (j = i + 1; j < N; j++) {
1816             int line2_index = f->edges[j] - g->edges;
1817             if (state->lines[line2_index] != LINE_UNKNOWN)
1818                 continue;
1819
1820             /* Found two UNKNOWNS */
1821             can1 = edsf_canonify(sstate->linedsf, line1_index, &inv1);
1822             can2 = edsf_canonify(sstate->linedsf, line2_index, &inv2);
1823             if (can1 == can2 && inv1 == inv2) {
1824                 solver_set_line(sstate, line1_index, line_new);
1825                 solver_set_line(sstate, line2_index, line_new);
1826             }
1827         }
1828     }
1829     return retval;
1830 }
1831
1832 /* Given a dot or face, and a count of LINE_UNKNOWNs, find them and
1833  * return the edge indices into e. */
1834 static void find_unknowns(game_state *state,
1835     grid_edge **edge_list, /* Edge list to search (from a face or a dot) */
1836     int expected_count, /* Number of UNKNOWNs (comes from solver's cache) */
1837     int *e /* Returned edge indices */)
1838 {
1839     int c = 0;
1840     grid *g = state->game_grid;
1841     while (c < expected_count) {
1842         int line_index = *edge_list - g->edges;
1843         if (state->lines[line_index] == LINE_UNKNOWN) {
1844             e[c] = line_index;
1845             c++;
1846         }
1847         ++edge_list;
1848     }
1849 }
1850
1851 /* If we have a list of edges, and we know whether the number of YESs should
1852  * be odd or even, and there are only a few UNKNOWNs, we can do some simple
1853  * linedsf deductions.  This can be used for both face and dot deductions.
1854  * Returns the difficulty level of the next solver that should be used,
1855  * or DIFF_MAX if no progress was made. */
1856 static int parity_deductions(solver_state *sstate,
1857     grid_edge **edge_list, /* Edge list (from a face or a dot) */
1858     int total_parity, /* Expected number of YESs modulo 2 (either 0 or 1) */
1859     int unknown_count)
1860 {
1861     game_state *state = sstate->state;
1862     int diff = DIFF_MAX;
1863     int *linedsf = sstate->linedsf;
1864
1865     if (unknown_count == 2) {
1866         /* Lines are known alike/opposite, depending on inv. */
1867         int e[2];
1868         find_unknowns(state, edge_list, 2, e);
1869         if (merge_lines(sstate, e[0], e[1], total_parity))
1870             diff = min(diff, DIFF_HARD);
1871     } else if (unknown_count == 3) {
1872         int e[3];
1873         int can[3]; /* canonical edges */
1874         int inv[3]; /* whether can[x] is inverse to e[x] */
1875         find_unknowns(state, edge_list, 3, e);
1876         can[0] = edsf_canonify(linedsf, e[0], inv);
1877         can[1] = edsf_canonify(linedsf, e[1], inv+1);
1878         can[2] = edsf_canonify(linedsf, e[2], inv+2);
1879         if (can[0] == can[1]) {
1880             if (solver_set_line(sstate, e[2], (total_parity^inv[0]^inv[1]) ?
1881                                 LINE_YES : LINE_NO))
1882                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
1883         }
1884         if (can[0] == can[2]) {
1885             if (solver_set_line(sstate, e[1], (total_parity^inv[0]^inv[2]) ?
1886                                 LINE_YES : LINE_NO))
1887                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
1888         }
1889         if (can[1] == can[2]) {
1890             if (solver_set_line(sstate, e[0], (total_parity^inv[1]^inv[2]) ?
1891                                 LINE_YES : LINE_NO))
1892                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
1893         }
1894     } else if (unknown_count == 4) {
1895         int e[4];
1896         int can[4]; /* canonical edges */
1897         int inv[4]; /* whether can[x] is inverse to e[x] */
1898         find_unknowns(state, edge_list, 4, e);
1899         can[0] = edsf_canonify(linedsf, e[0], inv);
1900         can[1] = edsf_canonify(linedsf, e[1], inv+1);
1901         can[2] = edsf_canonify(linedsf, e[2], inv+2);
1902         can[3] = edsf_canonify(linedsf, e[3], inv+3);
1903         if (can[0] == can[1]) {
1904             if (merge_lines(sstate, e[2], e[3], total_parity^inv[0]^inv[1]))
1905                 diff = min(diff, DIFF_HARD);
1906         } else if (can[0] == can[2]) {
1907             if (merge_lines(sstate, e[1], e[3], total_parity^inv[0]^inv[2]))
1908                 diff = min(diff, DIFF_HARD);
1909         } else if (can[0] == can[3]) {
1910             if (merge_lines(sstate, e[1], e[2], total_parity^inv[0]^inv[3]))
1911                 diff = min(diff, DIFF_HARD);
1912         } else if (can[1] == can[2]) {
1913             if (merge_lines(sstate, e[0], e[3], total_parity^inv[1]^inv[2]))
1914                 diff = min(diff, DIFF_HARD);
1915         } else if (can[1] == can[3]) {
1916             if (merge_lines(sstate, e[0], e[2], total_parity^inv[1]^inv[3]))
1917                 diff = min(diff, DIFF_HARD);
1918         } else if (can[2] == can[3]) {
1919             if (merge_lines(sstate, e[0], e[1], total_parity^inv[2]^inv[3]))
1920                 diff = min(diff, DIFF_HARD);
1921         }
1922     }
1923     return diff;
1924 }
1925
1926
1927 /*
1928  * These are the main solver functions.
1929  *
1930  * Their return values are diff values corresponding to the lowest mode solver
1931  * that would notice the work that they have done.  For example if the normal
1932  * mode solver adds actual lines or crosses, it will return DIFF_EASY as the
1933  * easy mode solver might be able to make progress using that.  It doesn't make
1934  * sense for one of them to return a diff value higher than that of the
1935  * function itself.
1936  *
1937  * Each function returns the lowest value it can, as early as possible, in
1938  * order to try and pass as much work as possible back to the lower level
1939  * solvers which progress more quickly.
1940  */
1941
1942 /* PROPOSED NEW DESIGN:
1943  * We have a work queue consisting of 'events' notifying us that something has
1944  * happened that a particular solver mode might be interested in.  For example
1945  * the hard mode solver might do something that helps the normal mode solver at
1946  * dot [x,y] in which case it will enqueue an event recording this fact.  Then
1947  * we pull events off the work queue, and hand each in turn to the solver that
1948  * is interested in them.  If a solver reports that it failed we pass the same
1949  * event on to progressively more advanced solvers and the loop detector.  Once
1950  * we've exhausted an event, or it has helped us progress, we drop it and
1951  * continue to the next one.  The events are sorted first in order of solver
1952  * complexity (easy first) then order of insertion (oldest first).
1953  * Once we run out of events we loop over each permitted solver in turn
1954  * (easiest first) until either a deduction is made (and an event therefore
1955  * emerges) or no further deductions can be made (in which case we've failed).
1956  *
1957  * QUESTIONS:
1958  *    * How do we 'loop over' a solver when both dots and squares are concerned.
1959  *      Answer: first all squares then all dots.
1960  */
1961
1962 static int trivial_deductions(solver_state *sstate)
1963 {
1964     int i, current_yes, current_no;
1965     game_state *state = sstate->state;
1966     grid *g = state->game_grid;
1967     int diff = DIFF_MAX;
1968
1969     /* Per-face deductions */
1970     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
1971         grid_face *f = g->faces + i;
1972
1973         if (sstate->face_solved[i])
1974             continue;
1975
1976         current_yes = sstate->face_yes_count[i];
1977         current_no  = sstate->face_no_count[i];
1978
1979         if (current_yes + current_no == f->order)  {
1980             sstate->face_solved[i] = TRUE;
1981             continue;
1982         }
1983
1984         if (state->clues[i] < 0)
1985             continue;
1986
1987         /*
1988          * This code checks whether the numeric clue on a face is so
1989          * large as to permit all its remaining LINE_UNKNOWNs to be
1990          * filled in as LINE_YES, or alternatively so small as to
1991          * permit them all to be filled in as LINE_NO.
1992          */
1993
1994         if (state->clues[i] < current_yes) {
1995             sstate->solver_status = SOLVER_MISTAKE;
1996             return DIFF_EASY;
1997         }
1998         if (state->clues[i] == current_yes) {
1999             if (face_setall(sstate, i, LINE_UNKNOWN, LINE_NO))
2000                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2001             sstate->face_solved[i] = TRUE;
2002             continue;
2003         }
2004
2005         if (f->order - state->clues[i] < current_no) {
2006             sstate->solver_status = SOLVER_MISTAKE;
2007             return DIFF_EASY;
2008         }
2009         if (f->order - state->clues[i] == current_no) {
2010             if (face_setall(sstate, i, LINE_UNKNOWN, LINE_YES))
2011                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2012             sstate->face_solved[i] = TRUE;
2013             continue;
2014         }
2015
2016         if (f->order - state->clues[i] == current_no + 1 &&
2017             f->order - current_yes - current_no > 2) {
2018             /*
2019              * One small refinement to the above: we also look for any
2020              * adjacent pair of LINE_UNKNOWNs around the face with
2021              * some LINE_YES incident on it from elsewhere. If we find
2022              * one, then we know that pair of LINE_UNKNOWNs can't
2023              * _both_ be LINE_YES, and hence that pushes us one line
2024              * closer to being able to determine all the rest.
2025              */
2026             int j, k, e1, e2, e, d;
2027
2028             for (j = 0; j < f->order; j++) {
2029                 e1 = f->edges[j] - g->edges;
2030                 e2 = f->edges[j+1 < f->order ? j+1 : 0] - g->edges;
2031
2032                 if (g->edges[e1].dot1 == g->edges[e2].dot1 ||
2033                     g->edges[e1].dot1 == g->edges[e2].dot2) {
2034                     d = g->edges[e1].dot1 - g->dots;
2035                 } else {
2036                     assert(g->edges[e1].dot2 == g->edges[e2].dot1 ||
2037                            g->edges[e1].dot2 == g->edges[e2].dot2);
2038                     d = g->edges[e1].dot2 - g->dots;
2039                 }
2040
2041                 if (state->lines[e1] == LINE_UNKNOWN &&
2042                     state->lines[e2] == LINE_UNKNOWN) {
2043                     for (k = 0; k < g->dots[d].order; k++) {
2044                         int e = g->dots[d].edges[k] - g->edges;
2045                         if (state->lines[e] == LINE_YES)
2046                             goto found;    /* multi-level break */
2047                     }
2048                 }
2049             }
2050             continue;
2051
2052           found:
2053             /*
2054              * If we get here, we've found such a pair of edges, and
2055              * they're e1 and e2.
2056              */
2057             for (j = 0; j < f->order; j++) {
2058                 e = f->edges[j] - g->edges;
2059                 if (state->lines[e] == LINE_UNKNOWN && e != e1 && e != e2) {
2060                     int r = solver_set_line(sstate, e, LINE_YES);
2061                     assert(r);
2062                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2063                 }
2064             }
2065         }
2066     }
2067
2068     check_caches(sstate);
2069
2070     /* Per-dot deductions */
2071     for (i = 0; i < g->num_dots; i++) {
2072         grid_dot *d = g->dots + i;
2073         int yes, no, unknown;
2074
2075         if (sstate->dot_solved[i])
2076             continue;
2077
2078         yes = sstate->dot_yes_count[i];
2079         no = sstate->dot_no_count[i];
2080         unknown = d->order - yes - no;
2081
2082         if (yes == 0) {
2083             if (unknown == 0) {
2084                 sstate->dot_solved[i] = TRUE;
2085             } else if (unknown == 1) {
2086                 dot_setall(sstate, i, LINE_UNKNOWN, LINE_NO);
2087                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2088                 sstate->dot_solved[i] = TRUE;
2089             }
2090         } else if (yes == 1) {
2091             if (unknown == 0) {
2092                 sstate->solver_status = SOLVER_MISTAKE;
2093                 return DIFF_EASY;
2094             } else if (unknown == 1) {
2095                 dot_setall(sstate, i, LINE_UNKNOWN, LINE_YES);
2096                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2097             }
2098         } else if (yes == 2) {
2099             if (unknown > 0) {
2100                 dot_setall(sstate, i, LINE_UNKNOWN, LINE_NO);
2101                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2102             }
2103             sstate->dot_solved[i] = TRUE;
2104         } else {
2105             sstate->solver_status = SOLVER_MISTAKE;
2106             return DIFF_EASY;
2107         }
2108     }
2109
2110     check_caches(sstate);
2111
2112     return diff;
2113 }
2114
2115 static int dline_deductions(solver_state *sstate)
2116 {
2117     game_state *state = sstate->state;
2118     grid *g = state->game_grid;
2119     char *dlines = sstate->dlines;
2120     int i;
2121     int diff = DIFF_MAX;
2122
2123     /* ------ Face deductions ------ */
2124
2125     /* Given a set of dline atmostone/atleastone constraints, need to figure
2126      * out if we can deduce any further info.  For more general faces than
2127      * squares, this turns out to be a tricky problem.
2128      * The approach taken here is to define (per face) NxN matrices:
2129      * "maxs" and "mins".
2130      * The entries maxs(j,k) and mins(j,k) define the upper and lower limits
2131      * for the possible number of edges that are YES between positions j and k
2132      * going clockwise around the face.  Can think of j and k as marking dots
2133      * around the face (recall the labelling scheme: edge0 joins dot0 to dot1,
2134      * edge1 joins dot1 to dot2 etc).
2135      * Trivially, mins(j,j) = maxs(j,j) = 0, and we don't even bother storing
2136      * these.  mins(j,j+1) and maxs(j,j+1) are determined by whether edge{j}
2137      * is YES, NO or UNKNOWN.  mins(j,j+2) and maxs(j,j+2) are related to
2138      * the dline atmostone/atleastone status for edges j and j+1.
2139      *
2140      * Then we calculate the remaining entries recursively.  We definitely
2141      * know that
2142      * mins(j,k) >= { mins(j,u) + mins(u,k) } for any u between j and k.
2143      * This is because any valid placement of YESs between j and k must give
2144      * a valid placement between j and u, and also between u and k.
2145      * I believe it's sufficient to use just the two values of u:
2146      * j+1 and j+2.  Seems to work well in practice - the bounds we compute
2147      * are rigorous, even if they might not be best-possible.
2148      *
2149      * Once we have maxs and mins calculated, we can make inferences about
2150      * each dline{j,j+1} by looking at the possible complementary edge-counts
2151      * mins(j+2,j) and maxs(j+2,j) and comparing these with the face clue.
2152      * As well as dlines, we can make similar inferences about single edges.
2153      * For example, consider a pentagon with clue 3, and we know at most one
2154      * of (edge0, edge1) is YES, and at most one of (edge2, edge3) is YES.
2155      * We could then deduce edge4 is YES, because maxs(0,4) would be 2, so
2156      * that final edge would have to be YES to make the count up to 3.
2157      */
2158
2159     /* Much quicker to allocate arrays on the stack than the heap, so
2160      * define the largest possible face size, and base our array allocations
2161      * on that.  We check this with an assertion, in case someone decides to
2162      * make a grid which has larger faces than this.  Note, this algorithm
2163      * could get quite expensive if there are many large faces. */
2164 #define MAX_FACE_SIZE 12
2165
2166     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
2167         int maxs[MAX_FACE_SIZE][MAX_FACE_SIZE];
2168         int mins[MAX_FACE_SIZE][MAX_FACE_SIZE];
2169         grid_face *f = g->faces + i;
2170         int N = f->order;
2171         int j,m;
2172         int clue = state->clues[i];
2173         assert(N <= MAX_FACE_SIZE);
2174         if (sstate->face_solved[i])
2175             continue;
2176         if (clue < 0) continue;
2177
2178         /* Calculate the (j,j+1) entries */
2179         for (j = 0; j < N; j++) {
2180             int edge_index = f->edges[j] - g->edges;
2181             int dline_index;
2182             enum line_state line1 = state->lines[edge_index];
2183             enum line_state line2;
2184             int tmp;
2185             int k = j + 1;
2186             if (k >= N) k = 0;
2187             maxs[j][k] = (line1 == LINE_NO) ? 0 : 1;
2188             mins[j][k] = (line1 == LINE_YES) ? 1 : 0;
2189             /* Calculate the (j,j+2) entries */
2190             dline_index = dline_index_from_face(g, f, k);
2191             edge_index = f->edges[k] - g->edges;
2192             line2 = state->lines[edge_index];
2193             k++;
2194             if (k >= N) k = 0;
2195
2196             /* max */
2197             tmp = 2;
2198             if (line1 == LINE_NO) tmp--;
2199             if (line2 == LINE_NO) tmp--;
2200             if (tmp == 2 && is_atmostone(dlines, dline_index))
2201                 tmp = 1;
2202             maxs[j][k] = tmp;
2203
2204             /* min */
2205             tmp = 0;
2206             if (line1 == LINE_YES) tmp++;
2207             if (line2 == LINE_YES) tmp++;
2208             if (tmp == 0 && is_atleastone(dlines, dline_index))
2209                 tmp = 1;
2210             mins[j][k] = tmp;
2211         }
2212
2213         /* Calculate the (j,j+m) entries for m between 3 and N-1 */
2214         for (m = 3; m < N; m++) {
2215             for (j = 0; j < N; j++) {
2216                 int k = j + m;
2217                 int u = j + 1;
2218                 int v = j + 2;
2219                 int tmp;
2220                 if (k >= N) k -= N;
2221                 if (u >= N) u -= N;
2222                 if (v >= N) v -= N;
2223                 maxs[j][k] = maxs[j][u] + maxs[u][k];
2224                 mins[j][k] = mins[j][u] + mins[u][k];
2225                 tmp = maxs[j][v] + maxs[v][k];
2226                 maxs[j][k] = min(maxs[j][k], tmp);
2227                 tmp = mins[j][v] + mins[v][k];
2228                 mins[j][k] = max(mins[j][k], tmp);
2229             }
2230         }
2231
2232         /* See if we can make any deductions */
2233         for (j = 0; j < N; j++) {
2234             int k;
2235             grid_edge *e = f->edges[j];
2236             int line_index = e - g->edges;
2237             int dline_index;
2238
2239             if (state->lines[line_index] != LINE_UNKNOWN)
2240                 continue;
2241             k = j + 1;
2242             if (k >= N) k = 0;
2243
2244             /* minimum YESs in the complement of this edge */
2245             if (mins[k][j] > clue) {
2246                 sstate->solver_status = SOLVER_MISTAKE;
2247                 return DIFF_EASY;
2248             }
2249             if (mins[k][j] == clue) {
2250                 /* setting this edge to YES would make at least
2251                  * (clue+1) edges - contradiction */
2252                 solver_set_line(sstate, line_index, LINE_NO);
2253                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2254             }
2255             if (maxs[k][j] < clue - 1) {
2256                 sstate->solver_status = SOLVER_MISTAKE;
2257                 return DIFF_EASY;
2258             }
2259             if (maxs[k][j] == clue - 1) {
2260                 /* Only way to satisfy the clue is to set edge{j} as YES */
2261                 solver_set_line(sstate, line_index, LINE_YES);
2262                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2263             }
2264
2265             /* More advanced deduction that allows propagation along diagonal
2266              * chains of faces connected by dots, for example, 3-2-...-2-3
2267              * in square grids. */
2268             if (sstate->diff >= DIFF_TRICKY) {
2269                 /* Now see if we can make dline deduction for edges{j,j+1} */
2270                 e = f->edges[k];
2271                 if (state->lines[e - g->edges] != LINE_UNKNOWN)
2272                     /* Only worth doing this for an UNKNOWN,UNKNOWN pair.
2273                      * Dlines where one of the edges is known, are handled in the
2274                      * dot-deductions */
2275                     continue;
2276     
2277                 dline_index = dline_index_from_face(g, f, k);
2278                 k++;
2279                 if (k >= N) k = 0;
2280     
2281                 /* minimum YESs in the complement of this dline */
2282                 if (mins[k][j] > clue - 2) {
2283                     /* Adding 2 YESs would break the clue */
2284                     if (set_atmostone(dlines, dline_index))
2285                         diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2286                 }
2287                 /* maximum YESs in the complement of this dline */
2288                 if (maxs[k][j] < clue) {
2289                     /* Adding 2 NOs would mean not enough YESs */
2290                     if (set_atleastone(dlines, dline_index))
2291                         diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2292                 }
2293             }
2294         }
2295     }
2296
2297     if (diff < DIFF_NORMAL)
2298         return diff;
2299
2300     /* ------ Dot deductions ------ */
2301
2302     for (i = 0; i < g->num_dots; i++) {
2303         grid_dot *d = g->dots + i;
2304         int N = d->order;
2305         int yes, no, unknown;
2306         int j;
2307         if (sstate->dot_solved[i])
2308             continue;
2309         yes = sstate->dot_yes_count[i];
2310         no = sstate->dot_no_count[i];
2311         unknown = N - yes - no;
2312
2313         for (j = 0; j < N; j++) {
2314             int k;
2315             int dline_index;
2316             int line1_index, line2_index;
2317             enum line_state line1, line2;
2318             k = j + 1;
2319             if (k >= N) k = 0;
2320             dline_index = dline_index_from_dot(g, d, j);
2321             line1_index = d->edges[j] - g->edges;
2322             line2_index = d->edges[k] - g->edges;
2323             line1 = state->lines[line1_index];
2324             line2 = state->lines[line2_index];
2325
2326             /* Infer dline state from line state */
2327             if (line1 == LINE_NO || line2 == LINE_NO) {
2328                 if (set_atmostone(dlines, dline_index))
2329                     diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2330             }
2331             if (line1 == LINE_YES || line2 == LINE_YES) {
2332                 if (set_atleastone(dlines, dline_index))
2333                     diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2334             }
2335             /* Infer line state from dline state */
2336             if (is_atmostone(dlines, dline_index)) {
2337                 if (line1 == LINE_YES && line2 == LINE_UNKNOWN) {
2338                     solver_set_line(sstate, line2_index, LINE_NO);
2339                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2340                 }
2341                 if (line2 == LINE_YES && line1 == LINE_UNKNOWN) {
2342                     solver_set_line(sstate, line1_index, LINE_NO);
2343                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2344                 }
2345             }
2346             if (is_atleastone(dlines, dline_index)) {
2347                 if (line1 == LINE_NO && line2 == LINE_UNKNOWN) {
2348                     solver_set_line(sstate, line2_index, LINE_YES);
2349                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2350                 }
2351                 if (line2 == LINE_NO && line1 == LINE_UNKNOWN) {
2352                     solver_set_line(sstate, line1_index, LINE_YES);
2353                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2354                 }
2355             }
2356             /* Deductions that depend on the numbers of lines.
2357              * Only bother if both lines are UNKNOWN, otherwise the
2358              * easy-mode solver (or deductions above) would have taken
2359              * care of it. */
2360             if (line1 != LINE_UNKNOWN || line2 != LINE_UNKNOWN)
2361                 continue;
2362
2363             if (yes == 0 && unknown == 2) {
2364                 /* Both these unknowns must be identical.  If we know
2365                  * atmostone or atleastone, we can make progress. */
2366                 if (is_atmostone(dlines, dline_index)) {
2367                     solver_set_line(sstate, line1_index, LINE_NO);
2368                     solver_set_line(sstate, line2_index, LINE_NO);
2369                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2370                 }
2371                 if (is_atleastone(dlines, dline_index)) {
2372                     solver_set_line(sstate, line1_index, LINE_YES);
2373                     solver_set_line(sstate, line2_index, LINE_YES);
2374                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2375                 }
2376             }
2377             if (yes == 1) {
2378                 if (set_atmostone(dlines, dline_index))
2379                     diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2380                 if (unknown == 2) {
2381                     if (set_atleastone(dlines, dline_index))
2382                         diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2383                 }
2384             }
2385
2386             /* More advanced deduction that allows propagation along diagonal
2387              * chains of faces connected by dots, for example: 3-2-...-2-3
2388              * in square grids. */
2389             if (sstate->diff >= DIFF_TRICKY) {
2390                 /* If we have atleastone set for this dline, infer
2391                  * atmostone for each "opposite" dline (that is, each
2392                  * dline without edges in common with this one).
2393                  * Again, this test is only worth doing if both these
2394                  * lines are UNKNOWN.  For if one of these lines were YES,
2395                  * the (yes == 1) test above would kick in instead. */
2396                 if (is_atleastone(dlines, dline_index)) {
2397                     int opp;
2398                     for (opp = 0; opp < N; opp++) {
2399                         int opp_dline_index;
2400                         if (opp == j || opp == j+1 || opp == j-1)
2401                             continue;
2402                         if (j == 0 && opp == N-1)
2403                             continue;
2404                         if (j == N-1 && opp == 0)
2405                             continue;
2406                         opp_dline_index = dline_index_from_dot(g, d, opp);
2407                         if (set_atmostone(dlines, opp_dline_index))
2408                             diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2409                     }
2410                     if (yes == 0 && is_atmostone(dlines, dline_index)) {
2411                         /* This dline has *exactly* one YES and there are no
2412                          * other YESs.  This allows more deductions. */
2413                         if (unknown == 3) {
2414                             /* Third unknown must be YES */
2415                             for (opp = 0; opp < N; opp++) {
2416                                 int opp_index;
2417                                 if (opp == j || opp == k)
2418                                     continue;
2419                                 opp_index = d->edges[opp] - g->edges;
2420                                 if (state->lines[opp_index] == LINE_UNKNOWN) {
2421                                     solver_set_line(sstate, opp_index,
2422                                                     LINE_YES);
2423                                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2424                                 }
2425                             }
2426                         } else if (unknown == 4) {
2427                             /* Exactly one of opposite UNKNOWNS is YES.  We've
2428                              * already set atmostone, so set atleastone as
2429                              * well.
2430                              */
2431                             if (dline_set_opp_atleastone(sstate, d, j))
2432                                 diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2433                         }
2434                     }
2435                 }
2436             }
2437         }
2438     }
2439     return diff;
2440 }
2441
2442 static int linedsf_deductions(solver_state *sstate)
2443 {
2444     game_state *state = sstate->state;
2445     grid *g = state->game_grid;
2446     char *dlines = sstate->dlines;
2447     int i;
2448     int diff = DIFF_MAX;
2449     int diff_tmp;
2450
2451     /* ------ Face deductions ------ */
2452
2453     /* A fully-general linedsf deduction seems overly complicated
2454      * (I suspect the problem is NP-complete, though in practice it might just
2455      * be doable because faces are limited in size).
2456      * For simplicity, we only consider *pairs* of LINE_UNKNOWNS that are
2457      * known to be identical.  If setting them both to YES (or NO) would break
2458      * the clue, set them to NO (or YES). */
2459
2460     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
2461         int N, yes, no, unknown;
2462         int clue;
2463
2464         if (sstate->face_solved[i])
2465             continue;
2466         clue = state->clues[i];
2467         if (clue < 0)
2468             continue;
2469
2470         N = g->faces[i].order;
2471         yes = sstate->face_yes_count[i];
2472         if (yes + 1 == clue) {
2473             if (face_setall_identical(sstate, i, LINE_NO))
2474                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2475         }
2476         no = sstate->face_no_count[i];
2477         if (no + 1 == N - clue) {
2478             if (face_setall_identical(sstate, i, LINE_YES))
2479                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2480         }
2481
2482         /* Reload YES count, it might have changed */
2483         yes = sstate->face_yes_count[i];
2484         unknown = N - no - yes;
2485
2486         /* Deductions with small number of LINE_UNKNOWNs, based on overall
2487          * parity of lines. */
2488         diff_tmp = parity_deductions(sstate, g->faces[i].edges,
2489                                      (clue - yes) % 2, unknown);
2490         diff = min(diff, diff_tmp);
2491     }
2492
2493     /* ------ Dot deductions ------ */
2494     for (i = 0; i < g->num_dots; i++) {
2495         grid_dot *d = g->dots + i;
2496         int N = d->order;
2497         int j;
2498         int yes, no, unknown;
2499         /* Go through dlines, and do any dline<->linedsf deductions wherever
2500          * we find two UNKNOWNS. */
2501         for (j = 0; j < N; j++) {
2502             int dline_index = dline_index_from_dot(g, d, j);
2503             int line1_index;
2504             int line2_index;
2505             int can1, can2, inv1, inv2;
2506             int j2;
2507             line1_index = d->edges[j] - g->edges;
2508             if (state->lines[line1_index] != LINE_UNKNOWN)
2509                 continue;
2510             j2 = j + 1;
2511             if (j2 == N) j2 = 0;
2512             line2_index = d->edges[j2] - g->edges;
2513             if (state->lines[line2_index] != LINE_UNKNOWN)
2514                 continue;
2515             /* Infer dline flags from linedsf */
2516             can1 = edsf_canonify(sstate->linedsf, line1_index, &inv1);
2517             can2 = edsf_canonify(sstate->linedsf, line2_index, &inv2);
2518             if (can1 == can2 && inv1 != inv2) {
2519                 /* These are opposites, so set dline atmostone/atleastone */
2520                 if (set_atmostone(dlines, dline_index))
2521                     diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2522                 if (set_atleastone(dlines, dline_index))
2523                     diff = min(diff, DIFF_NORMAL);
2524                 continue;
2525             }
2526             /* Infer linedsf from dline flags */
2527             if (is_atmostone(dlines, dline_index)
2528                 && is_atleastone(dlines, dline_index)) {
2529                 if (merge_lines(sstate, line1_index, line2_index, 1))
2530                     diff = min(diff, DIFF_HARD);
2531             }
2532         }
2533
2534         /* Deductions with small number of LINE_UNKNOWNs, based on overall
2535          * parity of lines. */
2536         yes = sstate->dot_yes_count[i];
2537         no = sstate->dot_no_count[i];
2538         unknown = N - yes - no;
2539         diff_tmp = parity_deductions(sstate, d->edges,
2540                                      yes % 2, unknown);
2541         diff = min(diff, diff_tmp);
2542     }
2543
2544     /* ------ Edge dsf deductions ------ */
2545
2546     /* If the state of a line is known, deduce the state of its canonical line
2547      * too, and vice versa. */
2548     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
2549         int can, inv;
2550         enum line_state s;
2551         can = edsf_canonify(sstate->linedsf, i, &inv);
2552         if (can == i)
2553             continue;
2554         s = sstate->state->lines[can];
2555         if (s != LINE_UNKNOWN) {
2556             if (solver_set_line(sstate, i, inv ? OPP(s) : s))
2557                 diff = min(diff, DIFF_EASY);
2558         } else {
2559             s = sstate->state->lines[i];
2560             if (s != LINE_UNKNOWN) {
2561                 if (solver_set_line(sstate, can, inv ? OPP(s) : s))
2562                     diff = min(diff, DIFF_EASY);
2563             }
2564         }
2565     }
2566
2567     return diff;
2568 }
2569
2570 static int loop_deductions(solver_state *sstate)
2571 {
2572     int edgecount = 0, clues = 0, satclues = 0, sm1clues = 0;
2573     game_state *state = sstate->state;
2574     grid *g = state->game_grid;
2575     int shortest_chainlen = g->num_dots;
2576     int loop_found = FALSE;
2577     int dots_connected;
2578     int progress = FALSE;
2579     int i;
2580
2581     /*
2582      * Go through the grid and update for all the new edges.
2583      * Since merge_dots() is idempotent, the simplest way to
2584      * do this is just to update for _all_ the edges.
2585      * Also, while we're here, we count the edges.
2586      */
2587     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
2588         if (state->lines[i] == LINE_YES) {
2589             loop_found |= merge_dots(sstate, i);
2590             edgecount++;
2591         }
2592     }
2593
2594     /*
2595      * Count the clues, count the satisfied clues, and count the
2596      * satisfied-minus-one clues.
2597      */
2598     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
2599         int c = state->clues[i];
2600         if (c >= 0) {
2601             int o = sstate->face_yes_count[i];
2602             if (o == c)
2603                 satclues++;
2604             else if (o == c-1)
2605                 sm1clues++;
2606             clues++;
2607         }
2608     }
2609
2610     for (i = 0; i < g->num_dots; ++i) {
2611         dots_connected =
2612             sstate->looplen[dsf_canonify(sstate->dotdsf, i)];
2613         if (dots_connected > 1)
2614             shortest_chainlen = min(shortest_chainlen, dots_connected);
2615     }
2616
2617     assert(sstate->solver_status == SOLVER_INCOMPLETE);
2618
2619     if (satclues == clues && shortest_chainlen == edgecount) {
2620         sstate->solver_status = SOLVER_SOLVED;
2621         /* This discovery clearly counts as progress, even if we haven't
2622          * just added any lines or anything */
2623         progress = TRUE;
2624         goto finished_loop_deductionsing;
2625     }
2626
2627     /*
2628      * Now go through looking for LINE_UNKNOWN edges which
2629      * connect two dots that are already in the same
2630      * equivalence class. If we find one, test to see if the
2631      * loop it would create is a solution.
2632      */
2633     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
2634         grid_edge *e = g->edges + i;
2635         int d1 = e->dot1 - g->dots;
2636         int d2 = e->dot2 - g->dots;
2637         int eqclass, val;
2638         if (state->lines[i] != LINE_UNKNOWN)
2639             continue;
2640
2641         eqclass = dsf_canonify(sstate->dotdsf, d1);
2642         if (eqclass != dsf_canonify(sstate->dotdsf, d2))
2643             continue;
2644
2645         val = LINE_NO;  /* loop is bad until proven otherwise */
2646
2647         /*
2648          * This edge would form a loop. Next
2649          * question: how long would the loop be?
2650          * Would it equal the total number of edges
2651          * (plus the one we'd be adding if we added
2652          * it)?
2653          */
2654         if (sstate->looplen[eqclass] == edgecount + 1) {
2655             int sm1_nearby;
2656
2657             /*
2658              * This edge would form a loop which
2659              * took in all the edges in the entire
2660              * grid. So now we need to work out
2661              * whether it would be a valid solution
2662              * to the puzzle, which means we have to
2663              * check if it satisfies all the clues.
2664              * This means that every clue must be
2665              * either satisfied or satisfied-minus-
2666              * 1, and also that the number of
2667              * satisfied-minus-1 clues must be at
2668              * most two and they must lie on either
2669              * side of this edge.
2670              */
2671             sm1_nearby = 0;
2672             if (e->face1) {
2673                 int f = e->face1 - g->faces;
2674                 int c = state->clues[f];
2675                 if (c >= 0 && sstate->face_yes_count[f] == c - 1)
2676                     sm1_nearby++;
2677             }
2678             if (e->face2) {
2679                 int f = e->face2 - g->faces;
2680                 int c = state->clues[f];
2681                 if (c >= 0 && sstate->face_yes_count[f] == c - 1)
2682                     sm1_nearby++;
2683             }
2684             if (sm1clues == sm1_nearby &&
2685                 sm1clues + satclues == clues) {
2686                 val = LINE_YES;  /* loop is good! */
2687             }
2688         }
2689
2690         /*
2691          * Right. Now we know that adding this edge
2692          * would form a loop, and we know whether
2693          * that loop would be a viable solution or
2694          * not.
2695          *
2696          * If adding this edge produces a solution,
2697          * then we know we've found _a_ solution but
2698          * we don't know that it's _the_ solution -
2699          * if it were provably the solution then
2700          * we'd have deduced this edge some time ago
2701          * without the need to do loop detection. So
2702          * in this state we return SOLVER_AMBIGUOUS,
2703          * which has the effect that hitting Solve
2704          * on a user-provided puzzle will fill in a
2705          * solution but using the solver to
2706          * construct new puzzles won't consider this
2707          * a reasonable deduction for the user to
2708          * make.
2709          */
2710         progress = solver_set_line(sstate, i, val);
2711         assert(progress == TRUE);
2712         if (val == LINE_YES) {
2713             sstate->solver_status = SOLVER_AMBIGUOUS;
2714             goto finished_loop_deductionsing;
2715         }
2716     }
2717
2718     finished_loop_deductionsing:
2719     return progress ? DIFF_EASY : DIFF_MAX;
2720 }
2721
2722 /* This will return a dynamically allocated solver_state containing the (more)
2723  * solved grid */
2724 static solver_state *solve_game_rec(const solver_state *sstate_start)
2725 {
2726     solver_state *sstate;
2727
2728     /* Index of the solver we should call next. */
2729     int i = 0;
2730     
2731     /* As a speed-optimisation, we avoid re-running solvers that we know
2732      * won't make any progress.  This happens when a high-difficulty
2733      * solver makes a deduction that can only help other high-difficulty
2734      * solvers.
2735      * For example: if a new 'dline' flag is set by dline_deductions, the
2736      * trivial_deductions solver cannot do anything with this information.
2737      * If we've already run the trivial_deductions solver (because it's
2738      * earlier in the list), there's no point running it again.
2739      *
2740      * Therefore: if a solver is earlier in the list than "threshold_index",
2741      * we don't bother running it if it's difficulty level is less than
2742      * "threshold_diff".
2743      */
2744     int threshold_diff = 0;
2745     int threshold_index = 0;
2746     
2747     sstate = dup_solver_state(sstate_start);
2748
2749     check_caches(sstate);
2750
2751     while (i < NUM_SOLVERS) {
2752         if (sstate->solver_status == SOLVER_MISTAKE)
2753             return sstate;
2754         if (sstate->solver_status == SOLVER_SOLVED ||
2755             sstate->solver_status == SOLVER_AMBIGUOUS) {
2756             /* solver finished */
2757             break;
2758         }
2759
2760         if ((solver_diffs[i] >= threshold_diff || i >= threshold_index)
2761             && solver_diffs[i] <= sstate->diff) {
2762             /* current_solver is eligible, so use it */
2763             int next_diff = solver_fns[i](sstate);
2764             if (next_diff != DIFF_MAX) {
2765                 /* solver made progress, so use new thresholds and
2766                 * start again at top of list. */
2767                 threshold_diff = next_diff;
2768                 threshold_index = i;
2769                 i = 0;
2770                 continue;
2771             }
2772         }
2773         /* current_solver is ineligible, or failed to make progress, so
2774          * go to the next solver in the list */
2775         i++;
2776     }
2777
2778     if (sstate->solver_status == SOLVER_SOLVED ||
2779         sstate->solver_status == SOLVER_AMBIGUOUS) {
2780         /* s/LINE_UNKNOWN/LINE_NO/g */
2781         array_setall(sstate->state->lines, LINE_UNKNOWN, LINE_NO,
2782                      sstate->state->game_grid->num_edges);
2783         return sstate;
2784     }
2785
2786     return sstate;
2787 }
2788
2789 static char *solve_game(const game_state *state, const game_state *currstate,
2790                         const char *aux, char **error)
2791 {
2792     char *soln = NULL;
2793     solver_state *sstate, *new_sstate;
2794
2795     sstate = new_solver_state(state, DIFF_MAX);
2796     new_sstate = solve_game_rec(sstate);
2797
2798     if (new_sstate->solver_status == SOLVER_SOLVED) {
2799         soln = encode_solve_move(new_sstate->state);
2800     } else if (new_sstate->solver_status == SOLVER_AMBIGUOUS) {
2801         soln = encode_solve_move(new_sstate->state);
2802         /**error = "Solver found ambiguous solutions"; */
2803     } else {
2804         soln = encode_solve_move(new_sstate->state);
2805         /**error = "Solver failed"; */
2806     }
2807
2808     free_solver_state(new_sstate);
2809     free_solver_state(sstate);
2810
2811     return soln;
2812 }
2813
2814 /* ----------------------------------------------------------------------
2815  * Drawing and mouse-handling
2816  */
2817
2818 static char *interpret_move(const game_state *state, game_ui *ui,
2819                             const game_drawstate *ds,
2820                             int x, int y, int button)
2821 {
2822     grid *g = state->game_grid;
2823     grid_edge *e;
2824     int i;
2825     char *ret, buf[80];
2826     char button_char = ' ';
2827     enum line_state old_state;
2828
2829     button &= ~MOD_MASK;
2830
2831     /* Convert mouse-click (x,y) to grid coordinates */
2832     x -= BORDER(ds->tilesize);
2833     y -= BORDER(ds->tilesize);
2834     x = x * g->tilesize / ds->tilesize;
2835     y = y * g->tilesize / ds->tilesize;
2836     x += g->lowest_x;
2837     y += g->lowest_y;
2838
2839     e = grid_nearest_edge(g, x, y);
2840     if (e == NULL)
2841         return NULL;
2842
2843     i = e - g->edges;
2844
2845     /* I think it's only possible to play this game with mouse clicks, sorry */
2846     /* Maybe will add mouse drag support some time */
2847     old_state = state->lines[i];
2848
2849     switch (button) {
2850       case LEFT_BUTTON:
2851         switch (old_state) {
2852           case LINE_UNKNOWN:
2853             button_char = 'y';
2854             break;
2855           case LINE_YES:
2856 #ifdef STYLUS_BASED
2857             button_char = 'n';
2858             break;
2859 #endif
2860           case LINE_NO:
2861             button_char = 'u';
2862             break;
2863         }
2864         break;
2865       case MIDDLE_BUTTON:
2866         button_char = 'u';
2867         break;
2868       case RIGHT_BUTTON:
2869         switch (old_state) {
2870           case LINE_UNKNOWN:
2871             button_char = 'n';
2872             break;
2873           case LINE_NO:
2874 #ifdef STYLUS_BASED
2875             button_char = 'y';
2876             break;
2877 #endif
2878           case LINE_YES:
2879             button_char = 'u';
2880             break;
2881         }
2882         break;
2883       default:
2884         return NULL;
2885     }
2886
2887
2888     sprintf(buf, "%d%c", i, (int)button_char);
2889     ret = dupstr(buf);
2890
2891     return ret;
2892 }
2893
2894 static game_state *execute_move(const game_state *state, const char *move)
2895 {
2896     int i;
2897     game_state *newstate = dup_game(state);
2898
2899     if (move[0] == 'S') {
2900         move++;
2901         newstate->cheated = TRUE;
2902     }
2903
2904     while (*move) {
2905         i = atoi(move);
2906         if (i < 0 || i >= newstate->game_grid->num_edges)
2907             goto fail;
2908         move += strspn(move, "1234567890");
2909         switch (*(move++)) {
2910           case 'y':
2911             newstate->lines[i] = LINE_YES;
2912             break;
2913           case 'n':
2914             newstate->lines[i] = LINE_NO;
2915             break;
2916           case 'u':
2917             newstate->lines[i] = LINE_UNKNOWN;
2918             break;
2919           default:
2920             goto fail;
2921         }
2922     }
2923
2924     /*
2925      * Check for completion.
2926      */
2927     if (check_completion(newstate))
2928         newstate->solved = TRUE;
2929
2930     return newstate;
2931
2932     fail:
2933     free_game(newstate);
2934     return NULL;
2935 }
2936
2937 /* ----------------------------------------------------------------------
2938  * Drawing routines.
2939  */
2940
2941 /* Convert from grid coordinates to screen coordinates */
2942 static void grid_to_screen(const game_drawstate *ds, const grid *g,
2943                            int grid_x, int grid_y, int *x, int *y)
2944 {
2945     *x = grid_x - g->lowest_x;
2946     *y = grid_y - g->lowest_y;
2947     *x = *x * ds->tilesize / g->tilesize;
2948     *y = *y * ds->tilesize / g->tilesize;
2949     *x += BORDER(ds->tilesize);
2950     *y += BORDER(ds->tilesize);
2951 }
2952
2953 /* Returns (into x,y) position of centre of face for rendering the text clue.
2954  */
2955 static void face_text_pos(const game_drawstate *ds, const grid *g,
2956                           grid_face *f, int *xret, int *yret)
2957 {
2958     int faceindex = f - g->faces;
2959
2960     /*
2961      * Return the cached position for this face, if we've already
2962      * worked it out.
2963      */
2964     if (ds->textx[faceindex] >= 0) {
2965         *xret = ds->textx[faceindex];
2966         *yret = ds->texty[faceindex];
2967         return;
2968     }
2969
2970     /*
2971      * Otherwise, use the incentre computed by grid.c and convert it
2972      * to screen coordinates.
2973      */
2974     grid_find_incentre(f);
2975     grid_to_screen(ds, g, f->ix, f->iy,
2976                    &ds->textx[faceindex], &ds->texty[faceindex]);
2977
2978     *xret = ds->textx[faceindex];
2979     *yret = ds->texty[faceindex];
2980 }
2981
2982 static void face_text_bbox(game_drawstate *ds, grid *g, grid_face *f,
2983                            int *x, int *y, int *w, int *h)
2984 {
2985     int xx, yy;
2986     face_text_pos(ds, g, f, &xx, &yy);
2987
2988     /* There seems to be a certain amount of trial-and-error involved
2989      * in working out the correct bounding-box for the text. */
2990
2991     *x = xx - ds->tilesize/4 - 1;
2992     *y = yy - ds->tilesize/4 - 3;
2993     *w = ds->tilesize/2 + 2;
2994     *h = ds->tilesize/2 + 5;
2995 }
2996
2997 static void game_redraw_clue(drawing *dr, game_drawstate *ds,
2998                              const game_state *state, int i)
2999 {
3000     grid *g = state->game_grid;
3001     grid_face *f = g->faces + i;
3002     int x, y;
3003     char c[20];
3004
3005     sprintf(c, "%d", state->clues[i]);
3006
3007     face_text_pos(ds, g, f, &x, &y);
3008     draw_text(dr, x, y,
3009               FONT_VARIABLE, ds->tilesize/2,
3010               ALIGN_VCENTRE | ALIGN_HCENTRE,
3011               ds->clue_error[i] ? COL_MISTAKE :
3012               ds->clue_satisfied[i] ? COL_SATISFIED : COL_FOREGROUND, c);
3013 }
3014
3015 static void edge_bbox(game_drawstate *ds, grid *g, grid_edge *e,
3016                       int *x, int *y, int *w, int *h)
3017 {
3018     int x1 = e->dot1->x;
3019     int y1 = e->dot1->y;
3020     int x2 = e->dot2->x;
3021     int y2 = e->dot2->y;
3022     int xmin, xmax, ymin, ymax;
3023
3024     grid_to_screen(ds, g, x1, y1, &x1, &y1);
3025     grid_to_screen(ds, g, x2, y2, &x2, &y2);
3026     /* Allow extra margin for dots, and thickness of lines */
3027     xmin = min(x1, x2) - 2;
3028     xmax = max(x1, x2) + 2;
3029     ymin = min(y1, y2) - 2;
3030     ymax = max(y1, y2) + 2;
3031
3032     *x = xmin;
3033     *y = ymin;
3034     *w = xmax - xmin + 1;
3035     *h = ymax - ymin + 1;
3036 }
3037
3038 static void dot_bbox(game_drawstate *ds, grid *g, grid_dot *d,
3039                      int *x, int *y, int *w, int *h)
3040 {
3041     int x1, y1;
3042
3043     grid_to_screen(ds, g, d->x, d->y, &x1, &y1);
3044
3045     *x = x1 - 2;
3046     *y = y1 - 2;
3047     *w = 5;
3048     *h = 5;
3049 }
3050
3051 static const int loopy_line_redraw_phases[] = {
3052     COL_FAINT, COL_LINEUNKNOWN, COL_FOREGROUND, COL_HIGHLIGHT, COL_MISTAKE
3053 };
3054 #define NPHASES lenof(loopy_line_redraw_phases)
3055
3056 static void game_redraw_line(drawing *dr, game_drawstate *ds,
3057                              const game_state *state, int i, int phase)
3058 {
3059     grid *g = state->game_grid;
3060     grid_edge *e = g->edges + i;
3061     int x1, x2, y1, y2;
3062     int line_colour;
3063
3064     if (state->line_errors[i])
3065         line_colour = COL_MISTAKE;
3066     else if (state->lines[i] == LINE_UNKNOWN)
3067         line_colour = COL_LINEUNKNOWN;
3068     else if (state->lines[i] == LINE_NO)
3069         line_colour = COL_FAINT;
3070     else if (ds->flashing)
3071         line_colour = COL_HIGHLIGHT;
3072     else
3073         line_colour = COL_FOREGROUND;
3074     if (line_colour != loopy_line_redraw_phases[phase])
3075         return;
3076
3077     /* Convert from grid to screen coordinates */
3078     grid_to_screen(ds, g, e->dot1->x, e->dot1->y, &x1, &y1);
3079     grid_to_screen(ds, g, e->dot2->x, e->dot2->y, &x2, &y2);
3080
3081     if (line_colour == COL_FAINT) {
3082         static int draw_faint_lines = -1;
3083         if (draw_faint_lines < 0) {
3084             char *env = getenv("LOOPY_FAINT_LINES");
3085             draw_faint_lines = (!env || (env[0] == 'y' ||
3086                                          env[0] == 'Y'));
3087         }
3088         if (draw_faint_lines)
3089             draw_line(dr, x1, y1, x2, y2, line_colour);
3090     } else {
3091         draw_thick_line(dr, 3.0,
3092                         x1 + 0.5, y1 + 0.5,
3093                         x2 + 0.5, y2 + 0.5,
3094                         line_colour);
3095     }
3096 }
3097
3098 static void game_redraw_dot(drawing *dr, game_drawstate *ds,
3099                             const game_state *state, int i)
3100 {
3101     grid *g = state->game_grid;
3102     grid_dot *d = g->dots + i;
3103     int x, y;
3104
3105     grid_to_screen(ds, g, d->x, d->y, &x, &y);
3106     draw_circle(dr, x, y, 2, COL_FOREGROUND, COL_FOREGROUND);
3107 }
3108
3109 static int boxes_intersect(int x0, int y0, int w0, int h0,
3110                            int x1, int y1, int w1, int h1)
3111 {
3112     /*
3113      * Two intervals intersect iff neither is wholly on one side of
3114      * the other. Two boxes intersect iff their horizontal and
3115      * vertical intervals both intersect.
3116      */
3117     return (x0 < x1+w1 && x1 < x0+w0 && y0 < y1+h1 && y1 < y0+h0);
3118 }
3119
3120 static void game_redraw_in_rect(drawing *dr, game_drawstate *ds,
3121                                 const game_state *state,
3122                                 int x, int y, int w, int h)
3123 {
3124     grid *g = state->game_grid;
3125     int i, phase;
3126     int bx, by, bw, bh;
3127
3128     clip(dr, x, y, w, h);
3129     draw_rect(dr, x, y, w, h, COL_BACKGROUND);
3130
3131     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
3132         if (state->clues[i] >= 0) {
3133             face_text_bbox(ds, g, &g->faces[i], &bx, &by, &bw, &bh);
3134             if (boxes_intersect(x, y, w, h, bx, by, bw, bh))
3135                 game_redraw_clue(dr, ds, state, i);
3136         }
3137     }
3138     for (phase = 0; phase < NPHASES; phase++) {
3139         for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
3140             edge_bbox(ds, g, &g->edges[i], &bx, &by, &bw, &bh);
3141             if (boxes_intersect(x, y, w, h, bx, by, bw, bh))
3142                 game_redraw_line(dr, ds, state, i, phase);
3143         }
3144     }
3145     for (i = 0; i < g->num_dots; i++) {
3146         dot_bbox(ds, g, &g->dots[i], &bx, &by, &bw, &bh);
3147         if (boxes_intersect(x, y, w, h, bx, by, bw, bh))
3148             game_redraw_dot(dr, ds, state, i);
3149     }
3150
3151     unclip(dr);
3152     draw_update(dr, x, y, w, h);
3153 }
3154
3155 static void game_redraw(drawing *dr, game_drawstate *ds,
3156                         const game_state *oldstate, const game_state *state,
3157                         int dir, const game_ui *ui,
3158                         float animtime, float flashtime)
3159 {
3160 #define REDRAW_OBJECTS_LIMIT 16         /* Somewhat arbitrary tradeoff */
3161
3162     grid *g = state->game_grid;
3163     int border = BORDER(ds->tilesize);
3164     int i;
3165     int flash_changed;
3166     int redraw_everything = FALSE;
3167
3168     int edges[REDRAW_OBJECTS_LIMIT], nedges = 0;
3169     int faces[REDRAW_OBJECTS_LIMIT], nfaces = 0;
3170
3171     /* Redrawing is somewhat involved.
3172      *
3173      * An update can theoretically affect an arbitrary number of edges
3174      * (consider, for example, completing or breaking a cycle which doesn't
3175      * satisfy all the clues -- we'll switch many edges between error and
3176      * normal states).  On the other hand, redrawing the whole grid takes a
3177      * while, making the game feel sluggish, and many updates are actually
3178      * quite well localized.
3179      *
3180      * This redraw algorithm attempts to cope with both situations gracefully
3181      * and correctly.  For localized changes, we set a clip rectangle, fill
3182      * it with background, and then redraw (a plausible but conservative
3183      * guess at) the objects which intersect the rectangle; if several
3184      * objects need redrawing, we'll do them individually.  However, if lots
3185      * of objects are affected, we'll just redraw everything.
3186      *
3187      * The reason for all of this is that it's just not safe to do the redraw
3188      * piecemeal.  If you try to draw an antialiased diagonal line over
3189      * itself, you get a slightly thicker antialiased diagonal line, which
3190      * looks rather ugly after a while.
3191      *
3192      * So, we take two passes over the grid.  The first attempts to work out
3193      * what needs doing, and the second actually does it.
3194      */
3195
3196     if (!ds->started) {
3197         redraw_everything = TRUE;
3198         /*
3199          * But we must still go through the upcoming loops, so that we
3200          * set up stuff in ds correctly for the initial redraw.
3201          */
3202     }
3203
3204     /* First, trundle through the faces. */
3205     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
3206         grid_face *f = g->faces + i;
3207         int sides = f->order;
3208         int clue_mistake;
3209         int clue_satisfied;
3210         int n = state->clues[i];
3211         if (n < 0)
3212             continue;
3213
3214         clue_mistake = (face_order(state, i, LINE_YES) > n ||
3215                         face_order(state, i, LINE_NO ) > (sides-n));
3216         clue_satisfied = (face_order(state, i, LINE_YES) == n &&
3217                           face_order(state, i, LINE_NO ) == (sides-n));
3218
3219         if (clue_mistake != ds->clue_error[i] ||
3220             clue_satisfied != ds->clue_satisfied[i]) {
3221             ds->clue_error[i] = clue_mistake;
3222             ds->clue_satisfied[i] = clue_satisfied;
3223             if (nfaces == REDRAW_OBJECTS_LIMIT)
3224                 redraw_everything = TRUE;
3225             else
3226                 faces[nfaces++] = i;
3227         }
3228     }
3229
3230     /* Work out what the flash state needs to be. */
3231     if (flashtime > 0 &&
3232         (flashtime <= FLASH_TIME/3 ||
3233          flashtime >= FLASH_TIME*2/3)) {
3234         flash_changed = !ds->flashing;
3235         ds->flashing = TRUE;
3236     } else {
3237         flash_changed = ds->flashing;
3238         ds->flashing = FALSE;
3239     }
3240
3241     /* Now, trundle through the edges. */
3242     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
3243         char new_ds =
3244             state->line_errors[i] ? DS_LINE_ERROR : state->lines[i];
3245         if (new_ds != ds->lines[i] ||
3246             (flash_changed && state->lines[i] == LINE_YES)) {
3247             ds->lines[i] = new_ds;
3248             if (nedges == REDRAW_OBJECTS_LIMIT)
3249                 redraw_everything = TRUE;
3250             else
3251                 edges[nedges++] = i;
3252         }
3253     }
3254
3255     /* Pass one is now done.  Now we do the actual drawing. */
3256     if (redraw_everything) {
3257         int grid_width = g->highest_x - g->lowest_x;
3258         int grid_height = g->highest_y - g->lowest_y;
3259         int w = grid_width * ds->tilesize / g->tilesize;
3260         int h = grid_height * ds->tilesize / g->tilesize;
3261
3262         game_redraw_in_rect(dr, ds, state,
3263                             0, 0, w + 2*border + 1, h + 2*border + 1);
3264     } else {
3265
3266         /* Right.  Now we roll up our sleeves. */
3267
3268         for (i = 0; i < nfaces; i++) {
3269             grid_face *f = g->faces + faces[i];
3270             int x, y, w, h;
3271
3272             face_text_bbox(ds, g, f, &x, &y, &w, &h);
3273             game_redraw_in_rect(dr, ds, state, x, y, w, h);
3274         }
3275
3276         for (i = 0; i < nedges; i++) {
3277             grid_edge *e = g->edges + edges[i];
3278             int x, y, w, h;
3279
3280             edge_bbox(ds, g, e, &x, &y, &w, &h);
3281             game_redraw_in_rect(dr, ds, state, x, y, w, h);
3282         }
3283     }
3284
3285     ds->started = TRUE;
3286 }
3287
3288 static float game_flash_length(const game_state *oldstate,
3289                                const game_state *newstate, int dir, game_ui *ui)
3290 {
3291     if (!oldstate->solved  &&  newstate->solved &&
3292         !oldstate->cheated && !newstate->cheated) {
3293         return FLASH_TIME;
3294     }
3295
3296     return 0.0F;
3297 }
3298
3299 static int game_status(const game_state *state)
3300 {
3301     return state->solved ? +1 : 0;
3302 }
3303
3304 static void game_print_size(const game_params *params, float *x, float *y)
3305 {
3306     int pw, ph;
3307
3308     /*
3309      * I'll use 7mm "squares" by default.
3310      */
3311     game_compute_size(params, 700, &pw, &ph);
3312     *x = pw / 100.0F;
3313     *y = ph / 100.0F;
3314 }
3315
3316 static void game_print(drawing *dr, const game_state *state, int tilesize)
3317 {
3318     int ink = print_mono_colour(dr, 0);
3319     int i;
3320     game_drawstate ads, *ds = &ads;
3321     grid *g = state->game_grid;
3322
3323     ds->tilesize = tilesize;
3324     ds->textx = snewn(g->num_faces, int);
3325     ds->texty = snewn(g->num_faces, int);
3326     for (i = 0; i < g->num_faces; i++)
3327         ds->textx[i] = ds->texty[i] = -1;
3328
3329     for (i = 0; i < g->num_dots; i++) {
3330         int x, y;
3331         grid_to_screen(ds, g, g->dots[i].x, g->dots[i].y, &x, &y);
3332         draw_circle(dr, x, y, ds->tilesize / 15, ink, ink);
3333     }
3334
3335     /*
3336      * Clues.
3337      */
3338     for (i = 0; i < g->num_faces; i++) {
3339         grid_face *f = g->faces + i;
3340         int clue = state->clues[i];
3341         if (clue >= 0) {
3342             char c[20];
3343             int x, y;
3344             sprintf(c, "%d", state->clues[i]);
3345             face_text_pos(ds, g, f, &x, &y);
3346             draw_text(dr, x, y,
3347                       FONT_VARIABLE, ds->tilesize / 2,
3348                       ALIGN_VCENTRE | ALIGN_HCENTRE, ink, c);
3349         }
3350     }
3351
3352     /*
3353      * Lines.
3354      */
3355     for (i = 0; i < g->num_edges; i++) {
3356         int thickness = (state->lines[i] == LINE_YES) ? 30 : 150;
3357         grid_edge *e = g->edges + i;
3358         int x1, y1, x2, y2;
3359         grid_to_screen(ds, g, e->dot1->x, e->dot1->y, &x1, &y1);
3360         grid_to_screen(ds, g, e->dot2->x, e->dot2->y, &x2, &y2);
3361         if (state->lines[i] == LINE_YES)
3362         {
3363             /* (dx, dy) points from (x1, y1) to (x2, y2).
3364              * The line is then "fattened" in a perpendicular
3365              * direction to create a thin rectangle. */
3366             double d = sqrt(SQ((double)x1 - x2) + SQ((double)y1 - y2));
3367             double dx = (x2 - x1) / d;
3368             double dy = (y2 - y1) / d;
3369             int points[8];
3370
3371             dx = (dx * ds->tilesize) / thickness;
3372             dy = (dy * ds->tilesize) / thickness;
3373             points[0] = x1 + (int)dy;
3374             points[1] = y1 - (int)dx;
3375             points[2] = x1 - (int)dy;
3376             points[3] = y1 + (int)dx;
3377             points[4] = x2 - (int)dy;
3378             points[5] = y2 + (int)dx;
3379             points[6] = x2 + (int)dy;
3380             points[7] = y2 - (int)dx;
3381             draw_polygon(dr, points, 4, ink, ink);
3382         }
3383         else
3384         {
3385             /* Draw a dotted line */
3386             int divisions = 6;
3387             int j;
3388             for (j = 1; j < divisions; j++) {
3389                 /* Weighted average */
3390                 int x = (x1 * (divisions -j) + x2 * j) / divisions;
3391                 int y = (y1 * (divisions -j) + y2 * j) / divisions;
3392                 draw_circle(dr, x, y, ds->tilesize / thickness, ink, ink);
3393             }
3394         }
3395     }
3396
3397     sfree(ds->textx);
3398     sfree(ds->texty);
3399 }
3400
3401 #ifdef COMBINED
3402 #define thegame loopy
3403 #endif
3404
3405 const struct game thegame = {
3406     "Loopy", "games.loopy", "loopy",
3407     default_params,
3408     game_fetch_preset,
3409     decode_params,
3410     encode_params,
3411     free_params,
3412     dup_params,
3413     TRUE, game_configure, custom_params,
3414     validate_params,
3415     new_game_desc,
3416     validate_desc,
3417     new_game,
3418     dup_game,
3419     free_game,
3420     1, solve_game,
3421     TRUE, game_can_format_as_text_now, game_text_format,
3422     new_ui,
3423     free_ui,
3424     encode_ui,
3425     decode_ui,
3426     game_changed_state,
3427     interpret_move,
3428     execute_move,
3429     PREFERRED_TILE_SIZE, game_compute_size, game_set_size,
3430     game_colours,
3431     game_new_drawstate,
3432     game_free_drawstate,
3433     game_redraw,
3434     game_anim_length,
3435     game_flash_length,
3436     game_status,
3437     TRUE, FALSE, game_print_size, game_print,
3438     FALSE /* wants_statusbar */,
3439     FALSE, game_timing_state,
3440     0,                                       /* mouse_priorities */
3441 };
3442
3443 #ifdef STANDALONE_SOLVER
3444
3445 /*
3446  * Half-hearted standalone solver. It can't output the solution to
3447  * anything but a square puzzle, and it can't log the deductions
3448  * it makes either. But it can solve square puzzles, and more
3449  * importantly it can use its solver to grade the difficulty of
3450  * any puzzle you give it.
3451  */
3452
3453 #include <stdarg.h>
3454
3455 int main(int argc, char **argv)
3456 {
3457     game_params *p;
3458     game_state *s;
3459     char *id = NULL, *desc, *err;
3460     int grade = FALSE;
3461     int ret, diff;
3462 #if 0 /* verbose solver not supported here (yet) */
3463     int really_verbose = FALSE;
3464 #endif
3465
3466     while (--argc > 0) {
3467         char *p = *++argv;
3468 #if 0 /* verbose solver not supported here (yet) */
3469         if (!strcmp(p, "-v")) {
3470             really_verbose = TRUE;
3471         } else
3472 #endif
3473         if (!strcmp(p, "-g")) {
3474             grade = TRUE;
3475         } else if (*p == '-') {
3476             fprintf(stderr, "%s: unrecognised option `%s'\n", argv[0], p);
3477             return 1;
3478         } else {
3479             id = p;
3480         }
3481     }
3482
3483     if (!id) {
3484         fprintf(stderr, "usage: %s [-g | -v] <game_id>\n", argv[0]);
3485         return 1;
3486     }
3487
3488     desc = strchr(id, ':');
3489     if (!desc) {
3490         fprintf(stderr, "%s: game id expects a colon in it\n", argv[0]);
3491         return 1;
3492     }
3493     *desc++ = '\0';
3494
3495     p = default_params();
3496     decode_params(p, id);
3497     err = validate_desc(p, desc);
3498     if (err) {
3499         fprintf(stderr, "%s: %s\n", argv[0], err);
3500         return 1;
3501     }
3502     s = new_game(NULL, p, desc);
3503
3504     /*
3505      * When solving an Easy puzzle, we don't want to bother the
3506      * user with Hard-level deductions. For this reason, we grade
3507      * the puzzle internally before doing anything else.
3508      */
3509     ret = -1;                          /* placate optimiser */
3510     for (diff = 0; diff < DIFF_MAX; diff++) {
3511         solver_state *sstate_new;
3512         solver_state *sstate = new_solver_state((game_state *)s, diff);
3513
3514         sstate_new = solve_game_rec(sstate);
3515
3516         if (sstate_new->solver_status == SOLVER_MISTAKE)
3517             ret = 0;
3518         else if (sstate_new->solver_status == SOLVER_SOLVED)
3519             ret = 1;
3520         else
3521             ret = 2;
3522
3523         free_solver_state(sstate_new);
3524         free_solver_state(sstate);
3525
3526         if (ret < 2)
3527             break;
3528     }
3529
3530     if (diff == DIFF_MAX) {
3531         if (grade)
3532             printf("Difficulty rating: harder than Hard, or ambiguous\n");
3533         else
3534             printf("Unable to find a unique solution\n");
3535     } else {
3536         if (grade) {
3537             if (ret == 0)
3538                 printf("Difficulty rating: impossible (no solution exists)\n");
3539             else if (ret == 1)
3540                 printf("Difficulty rating: %s\n", diffnames[diff]);
3541         } else {
3542             solver_state *sstate_new;
3543             solver_state *sstate = new_solver_state((game_state *)s, diff);
3544
3545             /* If we supported a verbose solver, we'd set verbosity here */
3546
3547             sstate_new = solve_game_rec(sstate);
3548
3549             if (sstate_new->solver_status == SOLVER_MISTAKE)
3550                 printf("Puzzle is inconsistent\n");
3551             else {
3552                 assert(sstate_new->solver_status == SOLVER_SOLVED);
3553                 if (s->grid_type == 0) {
3554                     fputs(game_text_format(sstate_new->state), stdout);
3555                 } else {
3556                     printf("Unable to output non-square grids\n");
3557                 }
3558             }
3559
3560             free_solver_state(sstate_new);
3561             free_solver_state(sstate);
3562         }
3563     }
3564
3565     return 0;
3566 }
3567
3568 #endif
3569
3570 /* vim: set shiftwidth=4 tabstop=8: */