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