chiark / gitweb /
Assorted char * -> const char * API changes.
[sgt-puzzles.git] / map.c
1 /*
2  * map.c: Game involving four-colouring a map.
3  */
4
5 /*
6  * TODO:
7  * 
8  *  - clue marking
9  *  - better four-colouring algorithm?
10  */
11
12 #include <stdio.h>
13 #include <stdlib.h>
14 #include <string.h>
15 #include <assert.h>
16 #include <ctype.h>
17 #include <math.h>
18
19 #include "puzzles.h"
20
21 /*
22  * In standalone solver mode, `verbose' is a variable which can be
23  * set by command-line option; in debugging mode it's simply always
24  * true.
25  */
26 #if defined STANDALONE_SOLVER
27 #define SOLVER_DIAGNOSTICS
28 int verbose = FALSE;
29 #elif defined SOLVER_DIAGNOSTICS
30 #define verbose TRUE
31 #endif
32
33 /*
34  * I don't seriously anticipate wanting to change the number of
35  * colours used in this game, but it doesn't cost much to use a
36  * #define just in case :-)
37  */
38 #define FOUR 4
39 #define THREE (FOUR-1)
40 #define FIVE (FOUR+1)
41 #define SIX (FOUR+2)
42
43 /*
44  * Ghastly run-time configuration option, just for Gareth (again).
45  */
46 static int flash_type = -1;
47 static float flash_length;
48
49 /*
50  * Difficulty levels. I do some macro ickery here to ensure that my
51  * enum and the various forms of my name list always match up.
52  */
53 #define DIFFLIST(A) \
54     A(EASY,Easy,e) \
55     A(NORMAL,Normal,n) \
56     A(HARD,Hard,h) \
57     A(RECURSE,Unreasonable,u)
58 #define ENUM(upper,title,lower) DIFF_ ## upper,
59 #define TITLE(upper,title,lower) #title,
60 #define ENCODE(upper,title,lower) #lower
61 #define CONFIG(upper,title,lower) ":" #title
62 enum { DIFFLIST(ENUM) DIFFCOUNT };
63 static char const *const map_diffnames[] = { DIFFLIST(TITLE) };
64 static char const map_diffchars[] = DIFFLIST(ENCODE);
65 #define DIFFCONFIG DIFFLIST(CONFIG)
66
67 enum { TE, BE, LE, RE };               /* top/bottom/left/right edges */
68
69 enum {
70     COL_BACKGROUND,
71     COL_GRID,
72     COL_0, COL_1, COL_2, COL_3,
73     COL_ERROR, COL_ERRTEXT,
74     NCOLOURS
75 };
76
77 struct game_params {
78     int w, h, n, diff;
79 };
80
81 struct map {
82     int refcount;
83     int *map;
84     int *graph;
85     int n;
86     int ngraph;
87     int *immutable;
88     int *edgex, *edgey;                /* position of a point on each edge */
89     int *regionx, *regiony;            /* position of a point in each region */
90 };
91
92 struct game_state {
93     game_params p;
94     struct map *map;
95     int *colouring, *pencil;
96     int completed, cheated;
97 };
98
99 static game_params *default_params(void)
100 {
101     game_params *ret = snew(game_params);
102
103 #ifdef PORTRAIT_SCREEN
104     ret->w = 16;
105     ret->h = 18;
106 #else
107     ret->w = 20;
108     ret->h = 15;
109 #endif
110     ret->n = 30;
111     ret->diff = DIFF_NORMAL;
112
113     return ret;
114 }
115
116 static const struct game_params map_presets[] = {
117 #ifdef PORTRAIT_SCREEN
118     {16, 18, 30, DIFF_EASY},
119     {16, 18, 30, DIFF_NORMAL},
120     {16, 18, 30, DIFF_HARD},
121     {16, 18, 30, DIFF_RECURSE},
122     {25, 30, 75, DIFF_NORMAL},
123     {25, 30, 75, DIFF_HARD},
124 #else
125     {20, 15, 30, DIFF_EASY},
126     {20, 15, 30, DIFF_NORMAL},
127     {20, 15, 30, DIFF_HARD},
128     {20, 15, 30, DIFF_RECURSE},
129     {30, 25, 75, DIFF_NORMAL},
130     {30, 25, 75, DIFF_HARD},
131 #endif
132 };
133
134 static int game_fetch_preset(int i, char **name, game_params **params)
135 {
136     game_params *ret;
137     char str[80];
138
139     if (i < 0 || i >= lenof(map_presets))
140         return FALSE;
141
142     ret = snew(game_params);
143     *ret = map_presets[i];
144
145     sprintf(str, "%dx%d, %d regions, %s", ret->w, ret->h, ret->n,
146             map_diffnames[ret->diff]);
147
148     *name = dupstr(str);
149     *params = ret;
150     return TRUE;
151 }
152
153 static void free_params(game_params *params)
154 {
155     sfree(params);
156 }
157
158 static game_params *dup_params(const game_params *params)
159 {
160     game_params *ret = snew(game_params);
161     *ret = *params;                    /* structure copy */
162     return ret;
163 }
164
165 static void decode_params(game_params *params, char const *string)
166 {
167     char const *p = string;
168
169     params->w = atoi(p);
170     while (*p && isdigit((unsigned char)*p)) p++;
171     if (*p == 'x') {
172         p++;
173         params->h = atoi(p);
174         while (*p && isdigit((unsigned char)*p)) p++;
175     } else {
176         params->h = params->w;
177     }
178     if (*p == 'n') {
179         p++;
180         params->n = atoi(p);
181         while (*p && (*p == '.' || isdigit((unsigned char)*p))) p++;
182     } else {
183         params->n = params->w * params->h / 8;
184     }
185     if (*p == 'd') {
186         int i;
187         p++;
188         for (i = 0; i < DIFFCOUNT; i++)
189             if (*p == map_diffchars[i])
190                 params->diff = i;
191         if (*p) p++;
192     }
193 }
194
195 static char *encode_params(const game_params *params, int full)
196 {
197     char ret[400];
198
199     sprintf(ret, "%dx%dn%d", params->w, params->h, params->n);
200     if (full)
201         sprintf(ret + strlen(ret), "d%c", map_diffchars[params->diff]);
202
203     return dupstr(ret);
204 }
205
206 static config_item *game_configure(const game_params *params)
207 {
208     config_item *ret;
209     char buf[80];
210
211     ret = snewn(5, config_item);
212
213     ret[0].name = "Width";
214     ret[0].type = C_STRING;
215     sprintf(buf, "%d", params->w);
216     ret[0].u.string.sval = dupstr(buf);
217
218     ret[1].name = "Height";
219     ret[1].type = C_STRING;
220     sprintf(buf, "%d", params->h);
221     ret[1].u.string.sval = dupstr(buf);
222
223     ret[2].name = "Regions";
224     ret[2].type = C_STRING;
225     sprintf(buf, "%d", params->n);
226     ret[2].u.string.sval = dupstr(buf);
227
228     ret[3].name = "Difficulty";
229     ret[3].type = C_CHOICES;
230     ret[3].u.choices.choicenames = DIFFCONFIG;
231     ret[3].u.choices.selected = params->diff;
232
233     ret[4].name = NULL;
234     ret[4].type = C_END;
235
236     return ret;
237 }
238
239 static game_params *custom_params(const config_item *cfg)
240 {
241     game_params *ret = snew(game_params);
242
243     ret->w = atoi(cfg[0].u.string.sval);
244     ret->h = atoi(cfg[1].u.string.sval);
245     ret->n = atoi(cfg[2].u.string.sval);
246     ret->diff = cfg[3].u.choices.selected;
247
248     return ret;
249 }
250
251 static const char *validate_params(const game_params *params, int full)
252 {
253     if (params->w < 2 || params->h < 2)
254         return "Width and height must be at least two";
255     if (params->n < 5)
256         return "Must have at least five regions";
257     if (params->n > params->w * params->h)
258         return "Too many regions to fit in grid";
259     return NULL;
260 }
261
262 /* ----------------------------------------------------------------------
263  * Cumulative frequency table functions.
264  */
265
266 /*
267  * Initialise a cumulative frequency table. (Hardly worth writing
268  * this function; all it does is to initialise everything in the
269  * array to zero.)
270  */
271 static void cf_init(int *table, int n)
272 {
273     int i;
274
275     for (i = 0; i < n; i++)
276         table[i] = 0;
277 }
278
279 /*
280  * Increment the count of symbol `sym' by `count'.
281  */
282 static void cf_add(int *table, int n, int sym, int count)
283 {
284     int bit;
285
286     bit = 1;
287     while (sym != 0) {
288         if (sym & bit) {
289             table[sym] += count;
290             sym &= ~bit;
291         }
292         bit <<= 1;
293     }
294
295     table[0] += count;
296 }
297
298 /*
299  * Cumulative frequency lookup: return the total count of symbols
300  * with value less than `sym'.
301  */
302 static int cf_clookup(int *table, int n, int sym)
303 {
304     int bit, index, limit, count;
305
306     if (sym == 0)
307         return 0;
308
309     assert(0 < sym && sym <= n);
310
311     count = table[0];                  /* start with the whole table size */
312
313     bit = 1;
314     while (bit < n)
315         bit <<= 1;
316
317     limit = n;
318
319     while (bit > 0) {
320         /*
321          * Find the least number with its lowest set bit in this
322          * position which is greater than or equal to sym.
323          */
324         index = ((sym + bit - 1) &~ (bit * 2 - 1)) + bit;
325
326         if (index < limit) {
327             count -= table[index];
328             limit = index;
329         }
330
331         bit >>= 1;
332     }
333
334     return count;
335 }
336
337 /*
338  * Single frequency lookup: return the count of symbol `sym'.
339  */
340 static int cf_slookup(int *table, int n, int sym)
341 {
342     int count, bit;
343
344     assert(0 <= sym && sym < n);
345
346     count = table[sym];
347
348     for (bit = 1; sym+bit < n && !(sym & bit); bit <<= 1)
349         count -= table[sym+bit];
350
351     return count;
352 }
353
354 /*
355  * Return the largest symbol index such that the cumulative
356  * frequency up to that symbol is less than _or equal to_ count.
357  */
358 static int cf_whichsym(int *table, int n, int count) {
359     int bit, sym, top;
360
361     assert(count >= 0 && count < table[0]);
362
363     bit = 1;
364     while (bit < n)
365         bit <<= 1;
366
367     sym = 0;
368     top = table[0];
369
370     while (bit > 0) {
371         if (sym+bit < n) {
372             if (count >= top - table[sym+bit])
373                 sym += bit;
374             else
375                 top -= table[sym+bit];
376         }
377
378         bit >>= 1;
379     }
380
381     return sym;
382 }
383
384 /* ----------------------------------------------------------------------
385  * Map generation.
386  * 
387  * FIXME: this isn't entirely optimal at present, because it
388  * inherently prioritises growing the largest region since there
389  * are more squares adjacent to it. This acts as a destabilising
390  * influence leading to a few large regions and mostly small ones.
391  * It might be better to do it some other way.
392  */
393
394 #define WEIGHT_INCREASED 2             /* for increased perimeter */
395 #define WEIGHT_DECREASED 4             /* for decreased perimeter */
396 #define WEIGHT_UNCHANGED 3             /* for unchanged perimeter */
397
398 /*
399  * Look at a square and decide which colours can be extended into
400  * it.
401  * 
402  * If called with index < 0, it adds together one of
403  * WEIGHT_INCREASED, WEIGHT_DECREASED or WEIGHT_UNCHANGED for each
404  * colour that has a valid extension (according to the effect that
405  * it would have on the perimeter of the region being extended) and
406  * returns the overall total.
407  * 
408  * If called with index >= 0, it returns one of the possible
409  * colours depending on the value of index, in such a way that the
410  * number of possible inputs which would give rise to a given
411  * return value correspond to the weight of that value.
412  */
413 static int extend_options(int w, int h, int n, int *map,
414                           int x, int y, int index)
415 {
416     int c, i, dx, dy;
417     int col[8];
418     int total = 0;
419
420     if (map[y*w+x] >= 0) {
421         assert(index < 0);
422         return 0;                      /* can't do this square at all */
423     }
424
425     /*
426      * Fetch the eight neighbours of this square, in order around
427      * the square.
428      */
429     for (dy = -1; dy <= +1; dy++)
430         for (dx = -1; dx <= +1; dx++) {
431             int index = (dy < 0 ? 6-dx : dy > 0 ? 2+dx : 2*(1+dx));
432             if (x+dx >= 0 && x+dx < w && y+dy >= 0 && y+dy < h)
433                 col[index] = map[(y+dy)*w+(x+dx)];
434             else
435                 col[index] = -1;
436         }
437
438     /*
439      * Iterate over each colour that might be feasible.
440      * 
441      * FIXME: this routine currently has O(n) running time. We
442      * could turn it into O(FOUR) by only bothering to iterate over
443      * the colours mentioned in the four neighbouring squares.
444      */
445
446     for (c = 0; c < n; c++) {
447         int count, neighbours, runs;
448
449         /*
450          * One of the even indices of col (representing the
451          * orthogonal neighbours of this square) must be equal to
452          * c, or else this square is not adjacent to region c and
453          * obviously cannot become an extension of it at this time.
454          */
455         neighbours = 0;
456         for (i = 0; i < 8; i += 2)
457             if (col[i] == c)
458                 neighbours++;
459         if (!neighbours)
460             continue;
461
462         /*
463          * Now we know this square is adjacent to region c. The
464          * next question is, would extending it cause the region to
465          * become non-simply-connected? If so, we mustn't do it.
466          * 
467          * We determine this by looking around col to see if we can
468          * find more than one separate run of colour c.
469          */
470         runs = 0;
471         for (i = 0; i < 8; i++)
472             if (col[i] == c && col[(i+1) & 7] != c)
473                 runs++;
474         if (runs > 1)
475             continue;
476
477         assert(runs == 1);
478
479         /*
480          * This square is a possibility. Determine its effect on
481          * the region's perimeter (computed from the number of
482          * orthogonal neighbours - 1 means a perimeter increase, 3
483          * a decrease, 2 no change; 4 is impossible because the
484          * region would already not be simply connected) and we're
485          * done.
486          */
487         assert(neighbours > 0 && neighbours < 4);
488         count = (neighbours == 1 ? WEIGHT_INCREASED :
489                  neighbours == 2 ? WEIGHT_UNCHANGED : WEIGHT_DECREASED);
490
491         total += count;
492         if (index >= 0 && index < count)
493             return c;
494         else
495             index -= count;
496     }
497
498     assert(index < 0);
499
500     return total;
501 }
502
503 static void genmap(int w, int h, int n, int *map, random_state *rs)
504 {
505     int wh = w*h;
506     int x, y, i, k;
507     int *tmp;
508
509     assert(n <= wh);
510     tmp = snewn(wh, int);
511
512     /*
513      * Clear the map, and set up `tmp' as a list of grid indices.
514      */
515     for (i = 0; i < wh; i++) {
516         map[i] = -1;
517         tmp[i] = i;
518     }
519
520     /*
521      * Place the region seeds by selecting n members from `tmp'.
522      */
523     k = wh;
524     for (i = 0; i < n; i++) {
525         int j = random_upto(rs, k);
526         map[tmp[j]] = i;
527         tmp[j] = tmp[--k];
528     }
529
530     /*
531      * Re-initialise `tmp' as a cumulative frequency table. This
532      * will store the number of possible region colours we can
533      * extend into each square.
534      */
535     cf_init(tmp, wh);
536
537     /*
538      * Go through the grid and set up the initial cumulative
539      * frequencies.
540      */
541     for (y = 0; y < h; y++)
542         for (x = 0; x < w; x++)
543             cf_add(tmp, wh, y*w+x,
544                    extend_options(w, h, n, map, x, y, -1));
545
546     /*
547      * Now repeatedly choose a square we can extend a region into,
548      * and do so.
549      */
550     while (tmp[0] > 0) {
551         int k = random_upto(rs, tmp[0]);
552         int sq;
553         int colour;
554         int xx, yy;
555
556         sq = cf_whichsym(tmp, wh, k);
557         k -= cf_clookup(tmp, wh, sq);
558         x = sq % w;
559         y = sq / w;
560         colour = extend_options(w, h, n, map, x, y, k);
561
562         map[sq] = colour;
563
564         /*
565          * Re-scan the nine cells around the one we've just
566          * modified.
567          */
568         for (yy = max(y-1, 0); yy < min(y+2, h); yy++)
569             for (xx = max(x-1, 0); xx < min(x+2, w); xx++) {
570                 cf_add(tmp, wh, yy*w+xx,
571                        -cf_slookup(tmp, wh, yy*w+xx) +
572                        extend_options(w, h, n, map, xx, yy, -1));
573             }
574     }
575
576     /*
577      * Finally, go through and normalise the region labels into
578      * order, meaning that indistinguishable maps are actually
579      * identical.
580      */
581     for (i = 0; i < n; i++)
582         tmp[i] = -1;
583     k = 0;
584     for (i = 0; i < wh; i++) {
585         assert(map[i] >= 0);
586         if (tmp[map[i]] < 0)
587             tmp[map[i]] = k++;
588         map[i] = tmp[map[i]];
589     }
590
591     sfree(tmp);
592 }
593
594 /* ----------------------------------------------------------------------
595  * Functions to handle graphs.
596  */
597
598 /*
599  * Having got a map in a square grid, convert it into a graph
600  * representation.
601  */
602 static int gengraph(int w, int h, int n, int *map, int *graph)
603 {
604     int i, j, x, y;
605
606     /*
607      * Start by setting the graph up as an adjacency matrix. We'll
608      * turn it into a list later.
609      */
610     for (i = 0; i < n*n; i++)
611         graph[i] = 0;
612
613     /*
614      * Iterate over the map looking for all adjacencies.
615      */
616     for (y = 0; y < h; y++)
617         for (x = 0; x < w; x++) {
618             int v, vx, vy;
619             v = map[y*w+x];
620             if (x+1 < w && (vx = map[y*w+(x+1)]) != v)
621                 graph[v*n+vx] = graph[vx*n+v] = 1;
622             if (y+1 < h && (vy = map[(y+1)*w+x]) != v)
623                 graph[v*n+vy] = graph[vy*n+v] = 1;
624         }
625
626     /*
627      * Turn the matrix into a list.
628      */
629     for (i = j = 0; i < n*n; i++)
630         if (graph[i])
631             graph[j++] = i;
632
633     return j;
634 }
635
636 static int graph_edge_index(int *graph, int n, int ngraph, int i, int j)
637 {
638     int v = i*n+j;
639     int top, bot, mid;
640
641     bot = -1;
642     top = ngraph;
643     while (top - bot > 1) {
644         mid = (top + bot) / 2;
645         if (graph[mid] == v)
646             return mid;
647         else if (graph[mid] < v)
648             bot = mid;
649         else
650             top = mid;
651     }
652     return -1;
653 }
654
655 #define graph_adjacent(graph, n, ngraph, i, j) \
656     (graph_edge_index((graph), (n), (ngraph), (i), (j)) >= 0)
657
658 static int graph_vertex_start(int *graph, int n, int ngraph, int i)
659 {
660     int v = i*n;
661     int top, bot, mid;
662
663     bot = -1;
664     top = ngraph;
665     while (top - bot > 1) {
666         mid = (top + bot) / 2;
667         if (graph[mid] < v)
668             bot = mid;
669         else
670             top = mid;
671     }
672     return top;
673 }
674
675 /* ----------------------------------------------------------------------
676  * Generate a four-colouring of a graph.
677  *
678  * FIXME: it would be nice if we could convert this recursion into
679  * pseudo-recursion using some sort of explicit stack array, for
680  * the sake of the Palm port and its limited stack.
681  */
682
683 static int fourcolour_recurse(int *graph, int n, int ngraph,
684                               int *colouring, int *scratch, random_state *rs)
685 {
686     int nfree, nvert, start, i, j, k, c, ci;
687     int cs[FOUR];
688
689     /*
690      * Find the smallest number of free colours in any uncoloured
691      * vertex, and count the number of such vertices.
692      */
693
694     nfree = FIVE;                      /* start off bigger than FOUR! */
695     nvert = 0;
696     for (i = 0; i < n; i++)
697         if (colouring[i] < 0 && scratch[i*FIVE+FOUR] <= nfree) {
698             if (nfree > scratch[i*FIVE+FOUR]) {
699                 nfree = scratch[i*FIVE+FOUR];
700                 nvert = 0;
701             }
702             nvert++;
703         }
704
705     /*
706      * If there aren't any uncoloured vertices at all, we're done.
707      */
708     if (nvert == 0)
709         return TRUE;                   /* we've got a colouring! */
710
711     /*
712      * Pick a random vertex in that set.
713      */
714     j = random_upto(rs, nvert);
715     for (i = 0; i < n; i++)
716         if (colouring[i] < 0 && scratch[i*FIVE+FOUR] == nfree)
717             if (j-- == 0)
718                 break;
719     assert(i < n);
720     start = graph_vertex_start(graph, n, ngraph, i);
721
722     /*
723      * Loop over the possible colours for i, and recurse for each
724      * one.
725      */
726     ci = 0;
727     for (c = 0; c < FOUR; c++)
728         if (scratch[i*FIVE+c] == 0)
729             cs[ci++] = c;
730     shuffle(cs, ci, sizeof(*cs), rs);
731
732     while (ci-- > 0) {
733         c = cs[ci];
734
735         /*
736          * Fill in this colour.
737          */
738         colouring[i] = c;
739
740         /*
741          * Update the scratch space to reflect a new neighbour
742          * of this colour for each neighbour of vertex i.
743          */
744         for (j = start; j < ngraph && graph[j] < n*(i+1); j++) {
745             k = graph[j] - i*n;
746             if (scratch[k*FIVE+c] == 0)
747                 scratch[k*FIVE+FOUR]--;
748             scratch[k*FIVE+c]++;
749         }
750
751         /*
752          * Recurse.
753          */
754         if (fourcolour_recurse(graph, n, ngraph, colouring, scratch, rs))
755             return TRUE;               /* got one! */
756
757         /*
758          * If that didn't work, clean up and try again with a
759          * different colour.
760          */
761         for (j = start; j < ngraph && graph[j] < n*(i+1); j++) {
762             k = graph[j] - i*n;
763             scratch[k*FIVE+c]--;
764             if (scratch[k*FIVE+c] == 0)
765                 scratch[k*FIVE+FOUR]++;
766         }
767         colouring[i] = -1;
768     }
769
770     /*
771      * If we reach here, we were unable to find a colouring at all.
772      * (This doesn't necessarily mean the Four Colour Theorem is
773      * violated; it might just mean we've gone down a dead end and
774      * need to back up and look somewhere else. It's only an FCT
775      * violation if we get all the way back up to the top level and
776      * still fail.)
777      */
778     return FALSE;
779 }
780
781 static void fourcolour(int *graph, int n, int ngraph, int *colouring,
782                        random_state *rs)
783 {
784     int *scratch;
785     int i;
786
787     /*
788      * For each vertex and each colour, we store the number of
789      * neighbours that have that colour. Also, we store the number
790      * of free colours for the vertex.
791      */
792     scratch = snewn(n * FIVE, int);
793     for (i = 0; i < n * FIVE; i++)
794         scratch[i] = (i % FIVE == FOUR ? FOUR : 0);
795
796     /*
797      * Clear the colouring to start with.
798      */
799     for (i = 0; i < n; i++)
800         colouring[i] = -1;
801
802     i = fourcolour_recurse(graph, n, ngraph, colouring, scratch, rs);
803     assert(i);                         /* by the Four Colour Theorem :-) */
804
805     sfree(scratch);
806 }
807
808 /* ----------------------------------------------------------------------
809  * Non-recursive solver.
810  */
811
812 struct solver_scratch {
813     unsigned char *possible;           /* bitmap of colours for each region */
814
815     int *graph;
816     int n;
817     int ngraph;
818
819     int *bfsqueue;
820     int *bfscolour;
821 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
822     int *bfsprev;
823 #endif
824
825     int depth;
826 };
827
828 static struct solver_scratch *new_scratch(int *graph, int n, int ngraph)
829 {
830     struct solver_scratch *sc;
831
832     sc = snew(struct solver_scratch);
833     sc->graph = graph;
834     sc->n = n;
835     sc->ngraph = ngraph;
836     sc->possible = snewn(n, unsigned char);
837     sc->depth = 0;
838     sc->bfsqueue = snewn(n, int);
839     sc->bfscolour = snewn(n, int);
840 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
841     sc->bfsprev = snewn(n, int);
842 #endif
843
844     return sc;
845 }
846
847 static void free_scratch(struct solver_scratch *sc)
848 {
849     sfree(sc->possible);
850     sfree(sc->bfsqueue);
851     sfree(sc->bfscolour);
852 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
853     sfree(sc->bfsprev);
854 #endif
855     sfree(sc);
856 }
857
858 /*
859  * Count the bits in a word. Only needs to cope with FOUR bits.
860  */
861 static int bitcount(int word)
862 {
863     assert(FOUR <= 4);                 /* or this needs changing */
864     word = ((word & 0xA) >> 1) + (word & 0x5);
865     word = ((word & 0xC) >> 2) + (word & 0x3);
866     return word;
867 }
868
869 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
870 static const char colnames[FOUR] = { 'R', 'Y', 'G', 'B' };
871 #endif
872
873 static int place_colour(struct solver_scratch *sc,
874                         int *colouring, int index, int colour
875 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
876                         , char *verb
877 #endif
878                         )
879 {
880     int *graph = sc->graph, n = sc->n, ngraph = sc->ngraph;
881     int j, k;
882
883     if (!(sc->possible[index] & (1 << colour))) {
884 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
885         if (verbose)
886             printf("%*scannot place %c in region %d\n", 2*sc->depth, "",
887                    colnames[colour], index);
888 #endif
889         return FALSE;                  /* can't do it */
890     }
891
892     sc->possible[index] = 1 << colour;
893     colouring[index] = colour;
894
895 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
896     if (verbose)
897         printf("%*s%s %c in region %d\n", 2*sc->depth, "",
898                verb, colnames[colour], index);
899 #endif
900
901     /*
902      * Rule out this colour from all the region's neighbours.
903      */
904     for (j = graph_vertex_start(graph, n, ngraph, index);
905          j < ngraph && graph[j] < n*(index+1); j++) {
906         k = graph[j] - index*n;
907 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
908         if (verbose && (sc->possible[k] & (1 << colour)))
909             printf("%*s  ruling out %c in region %d\n", 2*sc->depth, "",
910                    colnames[colour], k);
911 #endif
912         sc->possible[k] &= ~(1 << colour);
913     }
914
915     return TRUE;
916 }
917
918 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
919 static char *colourset(char *buf, int set)
920 {
921     int i;
922     char *p = buf;
923     char *sep = "";
924
925     for (i = 0; i < FOUR; i++)
926         if (set & (1 << i)) {
927             p += sprintf(p, "%s%c", sep, colnames[i]);
928             sep = ",";
929         }
930
931     return buf;
932 }
933 #endif
934
935 /*
936  * Returns 0 for impossible, 1 for success, 2 for failure to
937  * converge (i.e. puzzle is either ambiguous or just too
938  * difficult).
939  */
940 static int map_solver(struct solver_scratch *sc,
941                       int *graph, int n, int ngraph, int *colouring,
942                       int difficulty)
943 {
944     int i;
945
946     if (sc->depth == 0) {
947         /*
948          * Initialise scratch space.
949          */
950         for (i = 0; i < n; i++)
951             sc->possible[i] = (1 << FOUR) - 1;
952
953         /*
954          * Place clues.
955          */
956         for (i = 0; i < n; i++)
957             if (colouring[i] >= 0) {
958                 if (!place_colour(sc, colouring, i, colouring[i]
959 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
960                                   , "initial clue:"
961 #endif
962                                   )) {
963 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
964                     if (verbose)
965                         printf("%*sinitial clue set is inconsistent\n",
966                                2*sc->depth, "");
967 #endif
968                     return 0;          /* the clues aren't even consistent! */
969                 }
970             }
971     }
972
973     /*
974      * Now repeatedly loop until we find nothing further to do.
975      */
976     while (1) {
977         int done_something = FALSE;
978
979         if (difficulty < DIFF_EASY)
980             break;                     /* can't do anything at all! */
981
982         /*
983          * Simplest possible deduction: find a region with only one
984          * possible colour.
985          */
986         for (i = 0; i < n; i++) if (colouring[i] < 0) {
987             int p = sc->possible[i];
988
989             if (p == 0) {
990 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
991                 if (verbose)
992                     printf("%*sregion %d has no possible colours left\n",
993                            2*sc->depth, "", i);
994 #endif
995                 return 0;              /* puzzle is inconsistent */
996             }
997
998             if ((p & (p-1)) == 0) {    /* p is a power of two */
999                 int c, ret;
1000                 for (c = 0; c < FOUR; c++)
1001                     if (p == (1 << c))
1002                         break;
1003                 assert(c < FOUR);
1004                 ret = place_colour(sc, colouring, i, c
1005 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1006                                    , "placing"
1007 #endif
1008                                    );
1009                 /*
1010                  * place_colour() can only fail if colour c was not
1011                  * even a _possibility_ for region i, and we're
1012                  * pretty sure it was because we checked before
1013                  * calling place_colour(). So we can safely assert
1014                  * here rather than having to return a nice
1015                  * friendly error code.
1016                  */
1017                 assert(ret);
1018                 done_something = TRUE;
1019             }
1020         }
1021
1022         if (done_something)
1023             continue;
1024
1025         if (difficulty < DIFF_NORMAL)
1026             break;                     /* can't do anything harder */
1027
1028         /*
1029          * Failing that, go up one level. Look for pairs of regions
1030          * which (a) both have the same pair of possible colours,
1031          * (b) are adjacent to one another, (c) are adjacent to the
1032          * same region, and (d) that region still thinks it has one
1033          * or both of those possible colours.
1034          * 
1035          * Simplest way to do this is by going through the graph
1036          * edge by edge, so that we start with property (b) and
1037          * then look for (a) and finally (c) and (d).
1038          */
1039         for (i = 0; i < ngraph; i++) {
1040             int j1 = graph[i] / n, j2 = graph[i] % n;
1041             int j, k, v, v2;
1042 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1043             int started = FALSE;
1044 #endif
1045
1046             if (j1 > j2)
1047                 continue;              /* done it already, other way round */
1048
1049             if (colouring[j1] >= 0 || colouring[j2] >= 0)
1050                 continue;              /* they're not undecided */
1051
1052             if (sc->possible[j1] != sc->possible[j2])
1053                 continue;              /* they don't have the same possibles */
1054
1055             v = sc->possible[j1];
1056             /*
1057              * See if v contains exactly two set bits.
1058              */
1059             v2 = v & -v;           /* find lowest set bit */
1060             v2 = v & ~v2;          /* clear it */
1061             if (v2 == 0 || (v2 & (v2-1)) != 0)   /* not power of 2 */
1062                 continue;
1063
1064             /*
1065              * We've found regions j1 and j2 satisfying properties
1066              * (a) and (b): they have two possible colours between
1067              * them, and since they're adjacent to one another they
1068              * must use _both_ those colours between them.
1069              * Therefore, if they are both adjacent to any other
1070              * region then that region cannot be either colour.
1071              * 
1072              * Go through the neighbours of j1 and see if any are
1073              * shared with j2.
1074              */
1075             for (j = graph_vertex_start(graph, n, ngraph, j1);
1076                  j < ngraph && graph[j] < n*(j1+1); j++) {
1077                 k = graph[j] - j1*n;
1078                 if (graph_adjacent(graph, n, ngraph, k, j2) &&
1079                     (sc->possible[k] & v)) {
1080 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1081                     if (verbose) {
1082                         char buf[80];
1083                         if (!started)
1084                             printf("%*sadjacent regions %d,%d share colours"
1085                                    " %s\n", 2*sc->depth, "", j1, j2,
1086                                    colourset(buf, v));
1087                         started = TRUE;
1088                         printf("%*s  ruling out %s in region %d\n",2*sc->depth,
1089                                "", colourset(buf, sc->possible[k] & v), k);
1090                     }
1091 #endif
1092                     sc->possible[k] &= ~v;
1093                     done_something = TRUE;
1094                 }
1095             }
1096         }
1097
1098         if (done_something)
1099             continue;
1100
1101         if (difficulty < DIFF_HARD)
1102             break;                     /* can't do anything harder */
1103
1104         /*
1105          * Right; now we get creative. Now we're going to look for
1106          * `forcing chains'. A forcing chain is a path through the
1107          * graph with the following properties:
1108          * 
1109          *  (a) Each vertex on the path has precisely two possible
1110          *      colours.
1111          * 
1112          *  (b) Each pair of vertices which are adjacent on the
1113          *      path share at least one possible colour in common.
1114          * 
1115          *  (c) Each vertex in the middle of the path shares _both_
1116          *      of its colours with at least one of its neighbours
1117          *      (not the same one with both neighbours).
1118          * 
1119          * These together imply that at least one of the possible
1120          * colour choices at one end of the path forces _all_ the
1121          * rest of the colours along the path. In order to make
1122          * real use of this, we need further properties:
1123          * 
1124          *  (c) Ruling out some colour C from the vertex at one end
1125          *      of the path forces the vertex at the other end to
1126          *      take colour C.
1127          * 
1128          *  (d) The two end vertices are mutually adjacent to some
1129          *      third vertex.
1130          * 
1131          *  (e) That third vertex currently has C as a possibility.
1132          * 
1133          * If we can find all of that lot, we can deduce that at
1134          * least one of the two ends of the forcing chain has
1135          * colour C, and that therefore the mutually adjacent third
1136          * vertex does not.
1137          * 
1138          * To find forcing chains, we're going to start a bfs at
1139          * each suitable vertex of the graph, once for each of its
1140          * two possible colours.
1141          */
1142         for (i = 0; i < n; i++) {
1143             int c;
1144
1145             if (colouring[i] >= 0 || bitcount(sc->possible[i]) != 2)
1146                 continue;
1147
1148             for (c = 0; c < FOUR; c++)
1149                 if (sc->possible[i] & (1 << c)) {
1150                     int j, k, gi, origc, currc, head, tail;
1151                     /*
1152                      * Try a bfs from this vertex, ruling out
1153                      * colour c.
1154                      * 
1155                      * Within this loop, we work in colour bitmaps
1156                      * rather than actual colours, because
1157                      * converting back and forth is a needless
1158                      * computational expense.
1159                      */
1160
1161                     origc = 1 << c;
1162
1163                     for (j = 0; j < n; j++) {
1164                         sc->bfscolour[j] = -1;
1165 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1166                         sc->bfsprev[j] = -1;
1167 #endif
1168                     }
1169                     head = tail = 0;
1170                     sc->bfsqueue[tail++] = i;
1171                     sc->bfscolour[i] = sc->possible[i] &~ origc;
1172
1173                     while (head < tail) {
1174                         j = sc->bfsqueue[head++];
1175                         currc = sc->bfscolour[j];
1176
1177                         /*
1178                          * Try neighbours of j.
1179                          */
1180                         for (gi = graph_vertex_start(graph, n, ngraph, j);
1181                              gi < ngraph && graph[gi] < n*(j+1); gi++) {
1182                             k = graph[gi] - j*n;
1183
1184                             /*
1185                              * To continue with the bfs in vertex
1186                              * k, we need k to be
1187                              *  (a) not already visited
1188                              *  (b) have two possible colours
1189                              *  (c) those colours include currc.
1190                              */
1191
1192                             if (sc->bfscolour[k] < 0 &&
1193                                 colouring[k] < 0 &&
1194                                 bitcount(sc->possible[k]) == 2 &&
1195                                 (sc->possible[k] & currc)) {
1196                                 sc->bfsqueue[tail++] = k;
1197                                 sc->bfscolour[k] =
1198                                     sc->possible[k] &~ currc;
1199 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1200                                 sc->bfsprev[k] = j;
1201 #endif
1202                             }
1203
1204                             /*
1205                              * One other possibility is that k
1206                              * might be the region in which we can
1207                              * make a real deduction: if it's
1208                              * adjacent to i, contains currc as a
1209                              * possibility, and currc is equal to
1210                              * the original colour we ruled out.
1211                              */
1212                             if (currc == origc &&
1213                                 graph_adjacent(graph, n, ngraph, k, i) &&
1214                                 (sc->possible[k] & currc)) {
1215 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1216                                 if (verbose) {
1217                                     char buf[80], *sep = "";
1218                                     int r;
1219
1220                                     printf("%*sforcing chain, colour %s, ",
1221                                            2*sc->depth, "",
1222                                            colourset(buf, origc));
1223                                     for (r = j; r != -1; r = sc->bfsprev[r]) {
1224                                         printf("%s%d", sep, r);
1225                                         sep = "-";
1226                                     }
1227                                     printf("\n%*s  ruling out %s in region"
1228                                            " %d\n", 2*sc->depth, "",
1229                                            colourset(buf, origc), k);
1230                                 }
1231 #endif
1232                                 sc->possible[k] &= ~origc;
1233                                 done_something = TRUE;
1234                             }
1235                         }
1236                     }
1237
1238                     assert(tail <= n);
1239                 }
1240         }
1241
1242         if (!done_something)
1243             break;
1244     }
1245
1246     /*
1247      * See if we've got a complete solution, and return if so.
1248      */
1249     for (i = 0; i < n; i++)
1250         if (colouring[i] < 0)
1251             break;
1252     if (i == n) {
1253 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1254         if (verbose)
1255             printf("%*sone solution found\n", 2*sc->depth, "");
1256 #endif
1257         return 1;                      /* success! */
1258     }
1259
1260     /*
1261      * If recursion is not permissible, we now give up.
1262      */
1263     if (difficulty < DIFF_RECURSE) {
1264 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1265         if (verbose)
1266             printf("%*sunable to proceed further without recursion\n",
1267                    2*sc->depth, "");
1268 #endif
1269         return 2;                      /* unable to complete */
1270     }
1271
1272     /*
1273      * Now we've got to do something recursive. So first hunt for a
1274      * currently-most-constrained region.
1275      */
1276     {
1277         int best, bestc;
1278         struct solver_scratch *rsc;
1279         int *subcolouring, *origcolouring;
1280         int ret, subret;
1281         int we_already_got_one;
1282
1283         best = -1;
1284         bestc = FIVE;
1285
1286         for (i = 0; i < n; i++) if (colouring[i] < 0) {
1287             int p = sc->possible[i];
1288             enum { compile_time_assertion = 1 / (FOUR <= 4) };
1289             int c;
1290
1291             /* Count the set bits. */
1292             c = (p & 5) + ((p >> 1) & 5);
1293             c = (c & 3) + ((c >> 2) & 3);
1294             assert(c > 1);             /* or colouring[i] would be >= 0 */
1295
1296             if (c < bestc) {
1297                 best = i;
1298                 bestc = c;
1299             }
1300         }
1301
1302         assert(best >= 0);             /* or we'd be solved already */
1303
1304 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1305         if (verbose)
1306             printf("%*srecursing on region %d\n", 2*sc->depth, "", best);
1307 #endif
1308
1309         /*
1310          * Now iterate over the possible colours for this region.
1311          */
1312         rsc = new_scratch(graph, n, ngraph);
1313         rsc->depth = sc->depth + 1;
1314         origcolouring = snewn(n, int);
1315         memcpy(origcolouring, colouring, n * sizeof(int));
1316         subcolouring = snewn(n, int);
1317         we_already_got_one = FALSE;
1318         ret = 0;
1319
1320         for (i = 0; i < FOUR; i++) {
1321             if (!(sc->possible[best] & (1 << i)))
1322                 continue;
1323
1324             memcpy(rsc->possible, sc->possible, n);
1325             memcpy(subcolouring, origcolouring, n * sizeof(int));
1326
1327             place_colour(rsc, subcolouring, best, i
1328 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1329                          , "trying"
1330 #endif
1331                          );
1332
1333             subret = map_solver(rsc, graph, n, ngraph,
1334                                 subcolouring, difficulty);
1335
1336 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1337             if (verbose) {
1338                 printf("%*sretracting %c in region %d; found %s\n",
1339                        2*sc->depth, "", colnames[i], best,
1340                        subret == 0 ? "no solutions" :
1341                        subret == 1 ? "one solution" : "multiple solutions");
1342             }
1343 #endif
1344
1345             /*
1346              * If this possibility turned up more than one valid
1347              * solution, or if it turned up one and we already had
1348              * one, we're definitely ambiguous.
1349              */
1350             if (subret == 2 || (subret == 1 && we_already_got_one)) {
1351                 ret = 2;
1352                 break;
1353             }
1354
1355             /*
1356              * If this possibility turned up one valid solution and
1357              * it's the first we've seen, copy it into the output.
1358              */
1359             if (subret == 1) {
1360                 memcpy(colouring, subcolouring, n * sizeof(int));
1361                 we_already_got_one = TRUE;
1362                 ret = 1;
1363             }
1364
1365             /*
1366              * Otherwise, this guess led to a contradiction, so we
1367              * do nothing.
1368              */
1369         }
1370
1371         sfree(origcolouring);
1372         sfree(subcolouring);
1373         free_scratch(rsc);
1374
1375 #ifdef SOLVER_DIAGNOSTICS
1376         if (verbose && sc->depth == 0) {
1377             printf("%*s%s found\n",
1378                    2*sc->depth, "",
1379                    ret == 0 ? "no solutions" :
1380                    ret == 1 ? "one solution" : "multiple solutions");
1381         }
1382 #endif
1383         return ret;
1384     }
1385 }
1386
1387 /* ----------------------------------------------------------------------
1388  * Game generation main function.
1389  */
1390
1391 static char *new_game_desc(const game_params *params, random_state *rs,
1392                            char **aux, int interactive)
1393 {
1394     struct solver_scratch *sc = NULL;
1395     int *map, *graph, ngraph, *colouring, *colouring2, *regions;
1396     int i, j, w, h, n, solveret, cfreq[FOUR];
1397     int wh;
1398     int mindiff, tries;
1399 #ifdef GENERATION_DIAGNOSTICS
1400     int x, y;
1401 #endif
1402     char *ret, buf[80];
1403     int retlen, retsize;
1404
1405     w = params->w;
1406     h = params->h;
1407     n = params->n;
1408     wh = w*h;
1409
1410     *aux = NULL;
1411
1412     map = snewn(wh, int);
1413     graph = snewn(n*n, int);
1414     colouring = snewn(n, int);
1415     colouring2 = snewn(n, int);
1416     regions = snewn(n, int);
1417
1418     /*
1419      * This is the minimum difficulty below which we'll completely
1420      * reject a map design. Normally we set this to one below the
1421      * requested difficulty, ensuring that we have the right
1422      * result. However, for particularly dense maps or maps with
1423      * particularly few regions it might not be possible to get the
1424      * desired difficulty, so we will eventually drop this down to
1425      * -1 to indicate that any old map will do.
1426      */
1427     mindiff = params->diff;
1428     tries = 50;
1429
1430     while (1) {
1431
1432         /*
1433          * Create the map.
1434          */
1435         genmap(w, h, n, map, rs);
1436
1437 #ifdef GENERATION_DIAGNOSTICS
1438         for (y = 0; y < h; y++) {
1439             for (x = 0; x < w; x++) {
1440                 int v = map[y*w+x];
1441                 if (v >= 62)
1442                     putchar('!');
1443                 else if (v >= 36)
1444                     putchar('a' + v-36);
1445                 else if (v >= 10)
1446                     putchar('A' + v-10);
1447                 else
1448                     putchar('0' + v);
1449             }
1450             putchar('\n');
1451         }
1452 #endif
1453
1454         /*
1455          * Convert the map into a graph.
1456          */
1457         ngraph = gengraph(w, h, n, map, graph);
1458
1459 #ifdef GENERATION_DIAGNOSTICS
1460         for (i = 0; i < ngraph; i++)
1461             printf("%d-%d\n", graph[i]/n, graph[i]%n);
1462 #endif
1463
1464         /*
1465          * Colour the map.
1466          */
1467         fourcolour(graph, n, ngraph, colouring, rs);
1468
1469 #ifdef GENERATION_DIAGNOSTICS
1470         for (i = 0; i < n; i++)
1471             printf("%d: %d\n", i, colouring[i]);
1472
1473         for (y = 0; y < h; y++) {
1474             for (x = 0; x < w; x++) {
1475                 int v = colouring[map[y*w+x]];
1476                 if (v >= 36)
1477                     putchar('a' + v-36);
1478                 else if (v >= 10)
1479                     putchar('A' + v-10);
1480                 else
1481                     putchar('0' + v);
1482             }
1483             putchar('\n');
1484         }
1485 #endif
1486
1487         /*
1488          * Encode the solution as an aux string.
1489          */
1490         if (*aux)                      /* in case we've come round again */
1491             sfree(*aux);
1492         retlen = retsize = 0;
1493         ret = NULL;
1494         for (i = 0; i < n; i++) {
1495             int len;
1496
1497             if (colouring[i] < 0)
1498                 continue;
1499
1500             len = sprintf(buf, "%s%d:%d", i ? ";" : "S;", colouring[i], i);
1501             if (retlen + len >= retsize) {
1502                 retsize = retlen + len + 256;
1503                 ret = sresize(ret, retsize, char);
1504             }
1505             strcpy(ret + retlen, buf);
1506             retlen += len;
1507         }
1508         *aux = ret;
1509
1510         /*
1511          * Remove the region colours one by one, keeping
1512          * solubility. Also ensure that there always remains at
1513          * least one region of every colour, so that the user can
1514          * drag from somewhere.
1515          */
1516         for (i = 0; i < FOUR; i++)
1517             cfreq[i] = 0;
1518         for (i = 0; i < n; i++) {
1519             regions[i] = i;
1520             cfreq[colouring[i]]++;
1521         }
1522         for (i = 0; i < FOUR; i++)
1523             if (cfreq[i] == 0)
1524                 continue;
1525
1526         shuffle(regions, n, sizeof(*regions), rs);
1527
1528         if (sc) free_scratch(sc);
1529         sc = new_scratch(graph, n, ngraph);
1530
1531         for (i = 0; i < n; i++) {
1532             j = regions[i];
1533
1534             if (cfreq[colouring[j]] == 1)
1535                 continue;              /* can't remove last region of colour */
1536
1537             memcpy(colouring2, colouring, n*sizeof(int));
1538             colouring2[j] = -1;
1539             solveret = map_solver(sc, graph, n, ngraph, colouring2,
1540                                   params->diff);
1541             assert(solveret >= 0);             /* mustn't be impossible! */
1542             if (solveret == 1) {
1543                 cfreq[colouring[j]]--;
1544                 colouring[j] = -1;
1545             }
1546         }
1547
1548 #ifdef GENERATION_DIAGNOSTICS
1549         for (i = 0; i < n; i++)
1550             if (colouring[i] >= 0) {
1551                 if (i >= 62)
1552                     putchar('!');
1553                 else if (i >= 36)
1554                     putchar('a' + i-36);
1555                 else if (i >= 10)
1556                     putchar('A' + i-10);
1557                 else
1558                     putchar('0' + i);
1559                 printf(": %d\n", colouring[i]);
1560             }
1561 #endif
1562
1563         /*
1564          * Finally, check that the puzzle is _at least_ as hard as
1565          * required, and indeed that it isn't already solved.
1566          * (Calling map_solver with negative difficulty ensures the
1567          * latter - if a solver which _does nothing_ can solve it,
1568          * it's too easy!)
1569          */
1570         memcpy(colouring2, colouring, n*sizeof(int));
1571         if (map_solver(sc, graph, n, ngraph, colouring2,
1572                        mindiff - 1) == 1) {
1573             /*
1574              * Drop minimum difficulty if necessary.
1575              */
1576             if (mindiff > 0 && (n < 9 || n > 2*wh/3)) {
1577                 if (tries-- <= 0)
1578                     mindiff = 0;       /* give up and go for Easy */
1579             }
1580             continue;
1581         }
1582
1583         break;
1584     }
1585
1586     /*
1587      * Encode as a game ID. We do this by:
1588      * 
1589      *  - first going along the horizontal edges row by row, and
1590      *    then the vertical edges column by column
1591      *  - encoding the lengths of runs of edges and runs of
1592      *    non-edges
1593      *  - the decoder will reconstitute the region boundaries from
1594      *    this and automatically number them the same way we did
1595      *  - then we encode the initial region colours in a Slant-like
1596      *    fashion (digits 0-3 interspersed with letters giving
1597      *    lengths of runs of empty spaces).
1598      */
1599     retlen = retsize = 0;
1600     ret = NULL;
1601
1602     {
1603         int run, pv;
1604
1605         /*
1606          * Start with a notional non-edge, so that there'll be an
1607          * explicit `a' to distinguish the case where we start with
1608          * an edge.
1609          */
1610         run = 1;
1611         pv = 0;
1612
1613         for (i = 0; i < w*(h-1) + (w-1)*h; i++) {
1614             int x, y, dx, dy, v;
1615
1616             if (i < w*(h-1)) {
1617                 /* Horizontal edge. */
1618                 y = i / w;
1619                 x = i % w;
1620                 dx = 0;
1621                 dy = 1;
1622             } else {
1623                 /* Vertical edge. */
1624                 x = (i - w*(h-1)) / h;
1625                 y = (i - w*(h-1)) % h;
1626                 dx = 1;
1627                 dy = 0;
1628             }
1629
1630             if (retlen + 10 >= retsize) {
1631                 retsize = retlen + 256;
1632                 ret = sresize(ret, retsize, char);
1633             }
1634
1635             v = (map[y*w+x] != map[(y+dy)*w+(x+dx)]);
1636
1637             if (pv != v) {
1638                 ret[retlen++] = 'a'-1 + run;
1639                 run = 1;
1640                 pv = v;
1641             } else {
1642                 /*
1643                  * 'z' is a special case in this encoding. Rather
1644                  * than meaning a run of 26 and a state switch, it
1645                  * means a run of 25 and _no_ state switch, because
1646                  * otherwise there'd be no way to encode runs of
1647                  * more than 26.
1648                  */
1649                 if (run == 25) {
1650                     ret[retlen++] = 'z';
1651                     run = 0;
1652                 }
1653                 run++;
1654             }
1655         }
1656
1657         ret[retlen++] = 'a'-1 + run;
1658         ret[retlen++] = ',';
1659
1660         run = 0;
1661         for (i = 0; i < n; i++) {
1662             if (retlen + 10 >= retsize) {
1663                 retsize = retlen + 256;
1664                 ret = sresize(ret, retsize, char);
1665             }
1666
1667             if (colouring[i] < 0) {
1668                 /*
1669                  * In _this_ encoding, 'z' is a run of 26, since
1670                  * there's no implicit state switch after each run.
1671                  * Confusingly different, but more compact.
1672                  */
1673                 if (run == 26) {
1674                     ret[retlen++] = 'z';
1675                     run = 0;
1676                 }
1677                 run++;
1678             } else {
1679                 if (run > 0)
1680                     ret[retlen++] = 'a'-1 + run;
1681                 ret[retlen++] = '0' + colouring[i];
1682                 run = 0;
1683             }
1684         }
1685         if (run > 0)
1686             ret[retlen++] = 'a'-1 + run;
1687         ret[retlen] = '\0';
1688
1689         assert(retlen < retsize);
1690     }
1691
1692     free_scratch(sc);
1693     sfree(regions);
1694     sfree(colouring2);
1695     sfree(colouring);
1696     sfree(graph);
1697     sfree(map);
1698
1699     return ret;
1700 }
1701
1702 static char *parse_edge_list(const game_params *params, const char **desc,
1703                              int *map)
1704 {
1705     int w = params->w, h = params->h, wh = w*h, n = params->n;
1706     int i, k, pos, state;
1707     const char *p = *desc;
1708
1709     dsf_init(map+wh, wh);
1710
1711     pos = -1;
1712     state = 0;
1713
1714     /*
1715      * Parse the game description to get the list of edges, and
1716      * build up a disjoint set forest as we go (by identifying
1717      * pairs of squares whenever the edge list shows a non-edge).
1718      */
1719     while (*p && *p != ',') {
1720         if (*p < 'a' || *p > 'z')
1721             return "Unexpected character in edge list";
1722         if (*p == 'z')
1723             k = 25;
1724         else
1725             k = *p - 'a' + 1;
1726         while (k-- > 0) {
1727             int x, y, dx, dy;
1728
1729             if (pos < 0) {
1730                 pos++;
1731                 continue;
1732             } else if (pos < w*(h-1)) {
1733                 /* Horizontal edge. */
1734                 y = pos / w;
1735                 x = pos % w;
1736                 dx = 0;
1737                 dy = 1;
1738             } else if (pos < 2*wh-w-h) {
1739                 /* Vertical edge. */
1740                 x = (pos - w*(h-1)) / h;
1741                 y = (pos - w*(h-1)) % h;
1742                 dx = 1;
1743                 dy = 0;
1744             } else
1745                 return "Too much data in edge list";
1746             if (!state)
1747                 dsf_merge(map+wh, y*w+x, (y+dy)*w+(x+dx));
1748
1749             pos++;
1750         }
1751         if (*p != 'z')
1752             state = !state;
1753         p++;
1754     }
1755     assert(pos <= 2*wh-w-h);
1756     if (pos < 2*wh-w-h)
1757         return "Too little data in edge list";
1758
1759     /*
1760      * Now go through again and allocate region numbers.
1761      */
1762     pos = 0;
1763     for (i = 0; i < wh; i++)
1764         map[i] = -1;
1765     for (i = 0; i < wh; i++) {
1766         k = dsf_canonify(map+wh, i);
1767         if (map[k] < 0)
1768             map[k] = pos++;
1769         map[i] = map[k];
1770     }
1771     if (pos != n)
1772         return "Edge list defines the wrong number of regions";
1773
1774     *desc = p;
1775
1776     return NULL;
1777 }
1778
1779 static const char *validate_desc(const game_params *params, const char *desc)
1780 {
1781     int w = params->w, h = params->h, wh = w*h, n = params->n;
1782     int area;
1783     int *map;
1784     char *ret;
1785
1786     map = snewn(2*wh, int);
1787     ret = parse_edge_list(params, &desc, map);
1788     sfree(map);
1789     if (ret)
1790         return ret;
1791
1792     if (*desc != ',')
1793         return "Expected comma before clue list";
1794     desc++;                            /* eat comma */
1795
1796     area = 0;
1797     while (*desc) {
1798         if (*desc >= '0' && *desc < '0'+FOUR)
1799             area++;
1800         else if (*desc >= 'a' && *desc <= 'z')
1801             area += *desc - 'a' + 1;
1802         else
1803             return "Unexpected character in clue list";
1804         desc++;
1805     }
1806     if (area < n)
1807         return "Too little data in clue list";
1808     else if (area > n)
1809         return "Too much data in clue list";
1810
1811     return NULL;
1812 }
1813
1814 static game_state *new_game(midend *me, const game_params *params,
1815                             const char *desc)
1816 {
1817     int w = params->w, h = params->h, wh = w*h, n = params->n;
1818     int i, pos;
1819     const char *p;
1820     game_state *state = snew(game_state);
1821
1822     state->p = *params;
1823     state->colouring = snewn(n, int);
1824     for (i = 0; i < n; i++)
1825         state->colouring[i] = -1;
1826     state->pencil = snewn(n, int);
1827     for (i = 0; i < n; i++)
1828         state->pencil[i] = 0;
1829
1830     state->completed = state->cheated = FALSE;
1831
1832     state->map = snew(struct map);
1833     state->map->refcount = 1;
1834     state->map->map = snewn(wh*4, int);
1835     state->map->graph = snewn(n*n, int);
1836     state->map->n = n;
1837     state->map->immutable = snewn(n, int);
1838     for (i = 0; i < n; i++)
1839         state->map->immutable[i] = FALSE;
1840
1841     p = desc;
1842
1843     {
1844         char *ret;
1845         ret = parse_edge_list(params, &p, state->map->map);
1846         assert(!ret);
1847     }
1848
1849     /*
1850      * Set up the other three quadrants in `map'.
1851      */
1852     for (i = wh; i < 4*wh; i++)
1853         state->map->map[i] = state->map->map[i % wh];
1854
1855     assert(*p == ',');
1856     p++;
1857
1858     /*
1859      * Now process the clue list.
1860      */
1861     pos = 0;
1862     while (*p) {
1863         if (*p >= '0' && *p < '0'+FOUR) {
1864             state->colouring[pos] = *p - '0';
1865             state->map->immutable[pos] = TRUE;
1866             pos++;
1867         } else {
1868             assert(*p >= 'a' && *p <= 'z');
1869             pos += *p - 'a' + 1;
1870         }
1871         p++;
1872     }
1873     assert(pos == n);
1874
1875     state->map->ngraph = gengraph(w, h, n, state->map->map, state->map->graph);
1876
1877     /*
1878      * Attempt to smooth out some of the more jagged region
1879      * outlines by the judicious use of diagonally divided squares.
1880      */
1881     {
1882         random_state *rs = random_new(desc, strlen(desc));
1883         int *squares = snewn(wh, int);
1884         int done_something;
1885
1886         for (i = 0; i < wh; i++)
1887             squares[i] = i;
1888         shuffle(squares, wh, sizeof(*squares), rs);
1889
1890         do {
1891             done_something = FALSE;
1892             for (i = 0; i < wh; i++) {
1893                 int y = squares[i] / w, x = squares[i] % w;
1894                 int c = state->map->map[y*w+x];
1895                 int tc, bc, lc, rc;
1896
1897                 if (x == 0 || x == w-1 || y == 0 || y == h-1)
1898                     continue;
1899
1900                 if (state->map->map[TE * wh + y*w+x] !=
1901                     state->map->map[BE * wh + y*w+x])
1902                     continue;
1903
1904                 tc = state->map->map[BE * wh + (y-1)*w+x];
1905                 bc = state->map->map[TE * wh + (y+1)*w+x];
1906                 lc = state->map->map[RE * wh + y*w+(x-1)];
1907                 rc = state->map->map[LE * wh + y*w+(x+1)];
1908
1909                 /*
1910                  * If this square is adjacent on two sides to one
1911                  * region and on the other two sides to the other
1912                  * region, and is itself one of the two regions, we can
1913                  * adjust it so that it's a diagonal.
1914                  */
1915                 if (tc != bc && (tc == c || bc == c)) {
1916                     if ((lc == tc && rc == bc) ||
1917                         (lc == bc && rc == tc)) {
1918                         state->map->map[TE * wh + y*w+x] = tc;
1919                         state->map->map[BE * wh + y*w+x] = bc;
1920                         state->map->map[LE * wh + y*w+x] = lc;
1921                         state->map->map[RE * wh + y*w+x] = rc;
1922                         done_something = TRUE;
1923                     }
1924                 }
1925             }
1926         } while (done_something);
1927         sfree(squares);
1928         random_free(rs);
1929     }
1930
1931     /*
1932      * Analyse the map to find a canonical line segment
1933      * corresponding to each edge, and a canonical point
1934      * corresponding to each region. The former are where we'll
1935      * eventually put error markers; the latter are where we'll put
1936      * per-region flags such as numbers (when in diagnostic mode).
1937      */
1938     {
1939         int *bestx, *besty, *an, pass;
1940         float *ax, *ay, *best;
1941
1942         ax = snewn(state->map->ngraph + n, float);
1943         ay = snewn(state->map->ngraph + n, float);
1944         an = snewn(state->map->ngraph + n, int);
1945         bestx = snewn(state->map->ngraph + n, int);
1946         besty = snewn(state->map->ngraph + n, int);
1947         best = snewn(state->map->ngraph + n, float);
1948
1949         for (i = 0; i < state->map->ngraph + n; i++) {
1950             bestx[i] = besty[i] = -1;
1951             best[i] = (float)(2*(w+h)+1);
1952             ax[i] = ay[i] = 0.0F;
1953             an[i] = 0;
1954         }
1955
1956         /*
1957          * We make two passes over the map, finding all the line
1958          * segments separating regions and all the suitable points
1959          * within regions. In the first pass, we compute the
1960          * _average_ x and y coordinate of all the points in a
1961          * given class; in the second pass, for each such average
1962          * point, we find the candidate closest to it and call that
1963          * canonical.
1964          * 
1965          * Line segments are considered to have coordinates in
1966          * their centre. Thus, at least one coordinate for any line
1967          * segment is always something-and-a-half; so we store our
1968          * coordinates as twice their normal value.
1969          */
1970         for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
1971             int x, y;
1972
1973             for (y = 0; y < h; y++)
1974                 for (x = 0; x < w; x++) {
1975                     int ex[4], ey[4], ea[4], eb[4], en = 0;
1976
1977                     /*
1978                      * Look for an edge to the right of this
1979                      * square, an edge below it, and an edge in the
1980                      * middle of it. Also look to see if the point
1981                      * at the bottom right of this square is on an
1982                      * edge (and isn't a place where more than two
1983                      * regions meet).
1984                      */
1985                     if (x+1 < w) {
1986                         /* right edge */
1987                         ea[en] = state->map->map[RE * wh + y*w+x];
1988                         eb[en] = state->map->map[LE * wh + y*w+(x+1)];
1989                         ex[en] = (x+1)*2;
1990                         ey[en] = y*2+1;
1991                         en++;
1992                     }
1993                     if (y+1 < h) {
1994                         /* bottom edge */
1995                         ea[en] = state->map->map[BE * wh + y*w+x];
1996                         eb[en] = state->map->map[TE * wh + (y+1)*w+x];
1997                         ex[en] = x*2+1;
1998                         ey[en] = (y+1)*2;
1999                         en++;
2000                     }
2001                     /* diagonal edge */
2002                     ea[en] = state->map->map[TE * wh + y*w+x];
2003                     eb[en] = state->map->map[BE * wh + y*w+x];
2004                     ex[en] = x*2+1;
2005                     ey[en] = y*2+1;
2006                     en++;
2007
2008                     if (x+1 < w && y+1 < h) {
2009                         /* bottom right corner */
2010                         int oct[8], othercol, nchanges;
2011                         oct[0] = state->map->map[RE * wh + y*w+x];
2012                         oct[1] = state->map->map[LE * wh + y*w+(x+1)];
2013                         oct[2] = state->map->map[BE * wh + y*w+(x+1)];
2014                         oct[3] = state->map->map[TE * wh + (y+1)*w+(x+1)];
2015                         oct[4] = state->map->map[LE * wh + (y+1)*w+(x+1)];
2016                         oct[5] = state->map->map[RE * wh + (y+1)*w+x];
2017                         oct[6] = state->map->map[TE * wh + (y+1)*w+x];
2018                         oct[7] = state->map->map[BE * wh + y*w+x];
2019
2020                         othercol = -1;
2021                         nchanges = 0;
2022                         for (i = 0; i < 8; i++) {
2023                             if (oct[i] != oct[0]) {
2024                                 if (othercol < 0)
2025                                     othercol = oct[i];
2026                                 else if (othercol != oct[i])
2027                                     break;   /* three colours at this point */
2028                             }
2029                             if (oct[i] != oct[(i+1) & 7])
2030                                 nchanges++;
2031                         }
2032
2033                         /*
2034                          * Now if there are exactly two regions at
2035                          * this point (not one, and not three or
2036                          * more), and only two changes around the
2037                          * loop, then this is a valid place to put
2038                          * an error marker.
2039                          */
2040                         if (i == 8 && othercol >= 0 && nchanges == 2) {
2041                             ea[en] = oct[0];
2042                             eb[en] = othercol;
2043                             ex[en] = (x+1)*2;
2044                             ey[en] = (y+1)*2;
2045                             en++;
2046                         }
2047
2048                         /*
2049                          * If there's exactly _one_ region at this
2050                          * point, on the other hand, it's a valid
2051                          * place to put a region centre.
2052                          */
2053                         if (othercol < 0) {
2054                             ea[en] = eb[en] = oct[0];
2055                             ex[en] = (x+1)*2;
2056                             ey[en] = (y+1)*2;
2057                             en++;
2058                         }
2059                     }
2060
2061                     /*
2062                      * Now process the points we've found, one by
2063                      * one.
2064                      */
2065                     for (i = 0; i < en; i++) {
2066                         int emin = min(ea[i], eb[i]);
2067                         int emax = max(ea[i], eb[i]);
2068                         int gindex;
2069
2070                         if (emin != emax) {
2071                             /* Graph edge */
2072                             gindex =
2073                                 graph_edge_index(state->map->graph, n,
2074                                                  state->map->ngraph, emin,
2075                                                  emax);
2076                         } else {
2077                             /* Region number */
2078                             gindex = state->map->ngraph + emin;
2079                         }
2080
2081                         assert(gindex >= 0);
2082
2083                         if (pass == 0) {
2084                             /*
2085                              * In pass 0, accumulate the values
2086                              * we'll use to compute the average
2087                              * positions.
2088                              */
2089                             ax[gindex] += ex[i];
2090                             ay[gindex] += ey[i];
2091                             an[gindex] += 1;
2092                         } else {
2093                             /*
2094                              * In pass 1, work out whether this
2095                              * point is closer to the average than
2096                              * the last one we've seen.
2097                              */
2098                             float dx, dy, d;
2099
2100                             assert(an[gindex] > 0);
2101                             dx = ex[i] - ax[gindex];
2102                             dy = ey[i] - ay[gindex];
2103                             d = (float)sqrt(dx*dx + dy*dy);
2104                             if (d < best[gindex]) {
2105                                 best[gindex] = d;
2106                                 bestx[gindex] = ex[i];
2107                                 besty[gindex] = ey[i];
2108                             }
2109                         }
2110                     }
2111                 }
2112
2113             if (pass == 0) {
2114                 for (i = 0; i < state->map->ngraph + n; i++)
2115                     if (an[i] > 0) {
2116                         ax[i] /= an[i];
2117                         ay[i] /= an[i];
2118                     }
2119             }
2120         }
2121
2122         state->map->edgex = snewn(state->map->ngraph, int);
2123         state->map->edgey = snewn(state->map->ngraph, int);
2124         memcpy(state->map->edgex, bestx, state->map->ngraph * sizeof(int));
2125         memcpy(state->map->edgey, besty, state->map->ngraph * sizeof(int));
2126
2127         state->map->regionx = snewn(n, int);
2128         state->map->regiony = snewn(n, int);
2129         memcpy(state->map->regionx, bestx + state->map->ngraph, n*sizeof(int));
2130         memcpy(state->map->regiony, besty + state->map->ngraph, n*sizeof(int));
2131
2132         for (i = 0; i < state->map->ngraph; i++)
2133             if (state->map->edgex[i] < 0) {
2134                 /* Find the other representation of this edge. */
2135                 int e = state->map->graph[i];
2136                 int iprime = graph_edge_index(state->map->graph, n,
2137                                               state->map->ngraph, e%n, e/n);
2138                 assert(state->map->edgex[iprime] >= 0);
2139                 state->map->edgex[i] = state->map->edgex[iprime];
2140                 state->map->edgey[i] = state->map->edgey[iprime];
2141             }
2142
2143         sfree(ax);
2144         sfree(ay);
2145         sfree(an);
2146         sfree(best);
2147         sfree(bestx);
2148         sfree(besty);
2149     }
2150
2151     return state;
2152 }
2153
2154 static game_state *dup_game(const game_state *state)
2155 {
2156     game_state *ret = snew(game_state);
2157
2158     ret->p = state->p;
2159     ret->colouring = snewn(state->p.n, int);
2160     memcpy(ret->colouring, state->colouring, state->p.n * sizeof(int));
2161     ret->pencil = snewn(state->p.n, int);
2162     memcpy(ret->pencil, state->pencil, state->p.n * sizeof(int));
2163     ret->map = state->map;
2164     ret->map->refcount++;
2165     ret->completed = state->completed;
2166     ret->cheated = state->cheated;
2167
2168     return ret;
2169 }
2170
2171 static void free_game(game_state *state)
2172 {
2173     if (--state->map->refcount <= 0) {
2174         sfree(state->map->map);
2175         sfree(state->map->graph);
2176         sfree(state->map->immutable);
2177         sfree(state->map->edgex);
2178         sfree(state->map->edgey);
2179         sfree(state->map->regionx);
2180         sfree(state->map->regiony);
2181         sfree(state->map);
2182     }
2183     sfree(state->pencil);
2184     sfree(state->colouring);
2185     sfree(state);
2186 }
2187
2188 static char *solve_game(const game_state *state, const game_state *currstate,
2189                         const char *aux, const char **error)
2190 {
2191     if (!aux) {
2192         /*
2193          * Use the solver.
2194          */
2195         int *colouring;
2196         struct solver_scratch *sc;
2197         int sret;
2198         int i;
2199         char *ret, buf[80];
2200         int retlen, retsize;
2201
2202         colouring = snewn(state->map->n, int);
2203         memcpy(colouring, state->colouring, state->map->n * sizeof(int));
2204
2205         sc = new_scratch(state->map->graph, state->map->n, state->map->ngraph);
2206         sret = map_solver(sc, state->map->graph, state->map->n,
2207                          state->map->ngraph, colouring, DIFFCOUNT-1);
2208         free_scratch(sc);
2209
2210         if (sret != 1) {
2211             sfree(colouring);
2212             if (sret == 0)
2213                 *error = "Puzzle is inconsistent";
2214             else
2215                 *error = "Unable to find a unique solution for this puzzle";
2216             return NULL;
2217         }
2218
2219         retsize = 64;
2220         ret = snewn(retsize, char);
2221         strcpy(ret, "S");
2222         retlen = 1;
2223
2224         for (i = 0; i < state->map->n; i++) {
2225             int len;
2226
2227             assert(colouring[i] >= 0);
2228             if (colouring[i] == currstate->colouring[i])
2229                 continue;
2230             assert(!state->map->immutable[i]);
2231
2232             len = sprintf(buf, ";%d:%d", colouring[i], i);
2233             if (retlen + len >= retsize) {
2234                 retsize = retlen + len + 256;
2235                 ret = sresize(ret, retsize, char);
2236             }
2237             strcpy(ret + retlen, buf);
2238             retlen += len;
2239         }
2240
2241         sfree(colouring);
2242
2243         return ret;
2244     }
2245     return dupstr(aux);
2246 }
2247
2248 static int game_can_format_as_text_now(const game_params *params)
2249 {
2250     return TRUE;
2251 }
2252
2253 static char *game_text_format(const game_state *state)
2254 {
2255     return NULL;
2256 }
2257
2258 struct game_ui {
2259     /*
2260      * drag_colour:
2261      * 
2262      *  - -2 means no drag currently active.
2263      *  - >=0 means we're dragging a solid colour.
2264      *  - -1 means we're dragging a blank space, and drag_pencil
2265      *    might or might not add some pencil-mark stipples to that.
2266      */
2267     int drag_colour;
2268     int drag_pencil;
2269     int dragx, dragy;
2270     int show_numbers;
2271
2272     int cur_x, cur_y, cur_visible, cur_moved, cur_lastmove;
2273 };
2274
2275 static game_ui *new_ui(const game_state *state)
2276 {
2277     game_ui *ui = snew(game_ui);
2278     ui->dragx = ui->dragy = -1;
2279     ui->drag_colour = -2;
2280     ui->drag_pencil = 0;
2281     ui->show_numbers = FALSE;
2282     ui->cur_x = ui->cur_y = ui->cur_visible = ui->cur_moved = 0;
2283     ui->cur_lastmove = 0;
2284     return ui;
2285 }
2286
2287 static void free_ui(game_ui *ui)
2288 {
2289     sfree(ui);
2290 }
2291
2292 static char *encode_ui(const game_ui *ui)
2293 {
2294     return NULL;
2295 }
2296
2297 static void decode_ui(game_ui *ui, const char *encoding)
2298 {
2299 }
2300
2301 static void game_changed_state(game_ui *ui, const game_state *oldstate,
2302                                const game_state *newstate)
2303 {
2304 }
2305
2306 struct game_drawstate {
2307     int tilesize;
2308     unsigned long *drawn, *todraw;
2309     int started;
2310     int dragx, dragy, drag_visible;
2311     blitter *bl;
2312 };
2313
2314 /* Flags in `drawn'. */
2315 #define ERR_BASE      0x00800000L
2316 #define ERR_MASK      0xFF800000L
2317 #define PENCIL_T_BASE 0x00080000L
2318 #define PENCIL_T_MASK 0x00780000L
2319 #define PENCIL_B_BASE 0x00008000L
2320 #define PENCIL_B_MASK 0x00078000L
2321 #define PENCIL_MASK   0x007F8000L
2322 #define SHOW_NUMBERS  0x00004000L
2323
2324 #define TILESIZE (ds->tilesize)
2325 #define BORDER (TILESIZE)
2326 #define COORD(x)  ( (x) * TILESIZE + BORDER )
2327 #define FROMCOORD(x)  ( ((x) - BORDER + TILESIZE) / TILESIZE - 1 )
2328
2329  /*
2330   * EPSILON_FOO are epsilons added to absolute cursor position by
2331   * cursor movement, such that in pathological cases (e.g. a very
2332   * small diamond-shaped area) it's relatively easy to select the
2333   * region you wanted.
2334   */
2335
2336 #define EPSILON_X(button) (((button) == CURSOR_RIGHT) ? +1 : \
2337                            ((button) == CURSOR_LEFT)  ? -1 : 0)
2338 #define EPSILON_Y(button) (((button) == CURSOR_DOWN)  ? +1 : \
2339                            ((button) == CURSOR_UP)    ? -1 : 0)
2340
2341
2342 static int region_from_coords(const game_state *state,
2343                               const game_drawstate *ds, int x, int y)
2344 {
2345     int w = state->p.w, h = state->p.h, wh = w*h /*, n = state->p.n */;
2346     int tx = FROMCOORD(x), ty = FROMCOORD(y);
2347     int dx = x - COORD(tx), dy = y - COORD(ty);
2348     int quadrant;
2349
2350     if (tx < 0 || tx >= w || ty < 0 || ty >= h)
2351         return -1;                     /* border */
2352
2353     quadrant = 2 * (dx > dy) + (TILESIZE - dx > dy);
2354     quadrant = (quadrant == 0 ? BE :
2355                 quadrant == 1 ? LE :
2356                 quadrant == 2 ? RE : TE);
2357
2358     return state->map->map[quadrant * wh + ty*w+tx];
2359 }
2360
2361 static char *interpret_move(const game_state *state, game_ui *ui,
2362                             const game_drawstate *ds,
2363                             int x, int y, int button)
2364 {
2365     char *bufp, buf[256];
2366     int alt_button;
2367
2368     /*
2369      * Enable or disable numeric labels on regions.
2370      */
2371     if (button == 'l' || button == 'L') {
2372         ui->show_numbers = !ui->show_numbers;
2373         return UI_UPDATE;
2374     }
2375
2376     if (IS_CURSOR_MOVE(button)) {
2377         move_cursor(button, &ui->cur_x, &ui->cur_y, state->p.w, state->p.h, 0);
2378         ui->cur_visible = 1;
2379         ui->cur_moved = 1;
2380         ui->cur_lastmove = button;
2381         ui->dragx = COORD(ui->cur_x) + TILESIZE/2 + EPSILON_X(button);
2382         ui->dragy = COORD(ui->cur_y) + TILESIZE/2 + EPSILON_Y(button);
2383         return UI_UPDATE;
2384     }
2385     if (IS_CURSOR_SELECT(button)) {
2386         if (!ui->cur_visible) {
2387             ui->dragx = COORD(ui->cur_x) + TILESIZE/2 + EPSILON_X(ui->cur_lastmove);
2388             ui->dragy = COORD(ui->cur_y) + TILESIZE/2 + EPSILON_Y(ui->cur_lastmove);
2389             ui->cur_visible = 1;
2390             return UI_UPDATE;
2391         }
2392         if (ui->drag_colour == -2) { /* not currently cursor-dragging, start. */
2393             int r = region_from_coords(state, ds, ui->dragx, ui->dragy);
2394             if (r >= 0) {
2395                 ui->drag_colour = state->colouring[r];
2396                 ui->drag_pencil = (ui->drag_colour >= 0) ? 0 : state->pencil[r];
2397             } else {
2398                 ui->drag_colour = -1;
2399                 ui->drag_pencil = 0;
2400             }
2401             ui->cur_moved = 0;
2402             return UI_UPDATE;
2403         } else { /* currently cursor-dragging; drop the colour in the new region. */
2404             x = COORD(ui->cur_x) + TILESIZE/2 + EPSILON_X(ui->cur_lastmove);
2405             y = COORD(ui->cur_y) + TILESIZE/2 + EPSILON_Y(ui->cur_lastmove);
2406             alt_button = (button == CURSOR_SELECT2) ? 1 : 0;
2407             /* Double-select removes current colour. */
2408             if (!ui->cur_moved) ui->drag_colour = -1;
2409             goto drag_dropped;
2410         }
2411     }
2412
2413     if (button == LEFT_BUTTON || button == RIGHT_BUTTON) {
2414         int r = region_from_coords(state, ds, x, y);
2415
2416         if (r >= 0) {
2417             ui->drag_colour = state->colouring[r];
2418             ui->drag_pencil = state->pencil[r];
2419             if (ui->drag_colour >= 0)
2420                 ui->drag_pencil = 0;  /* should be already, but double-check */
2421         } else {
2422             ui->drag_colour = -1;
2423             ui->drag_pencil = 0;
2424         }
2425         ui->dragx = x;
2426         ui->dragy = y;
2427         ui->cur_visible = 0;
2428         return UI_UPDATE;
2429     }
2430
2431     if ((button == LEFT_DRAG || button == RIGHT_DRAG) &&
2432         ui->drag_colour > -2) {
2433         ui->dragx = x;
2434         ui->dragy = y;
2435         return UI_UPDATE;
2436     }
2437
2438     if ((button == LEFT_RELEASE || button == RIGHT_RELEASE) &&
2439         ui->drag_colour > -2) {
2440         alt_button = (button == RIGHT_RELEASE) ? 1 : 0;
2441         goto drag_dropped;
2442     }
2443
2444     return NULL;
2445
2446 drag_dropped:
2447     {
2448         int r = region_from_coords(state, ds, x, y);
2449         int c = ui->drag_colour;
2450         int p = ui->drag_pencil;
2451         int oldp;
2452
2453         /*
2454          * Cancel the drag, whatever happens.
2455          */
2456         ui->drag_colour = -2;
2457
2458         if (r < 0)
2459             return UI_UPDATE;          /* drag into border; do nothing else */
2460
2461         if (state->map->immutable[r])
2462             return UI_UPDATE;          /* can't change this region */
2463
2464         if (state->colouring[r] == c && state->pencil[r] == p)
2465             return UI_UPDATE;          /* don't _need_ to change this region */
2466
2467         if (alt_button) {
2468             if (state->colouring[r] >= 0) {
2469                 /* Can't pencil on a coloured region */
2470                 return UI_UPDATE;
2471             } else if (c >= 0) {
2472                 /* Right-dragging from colour to blank toggles one pencil */
2473                 p = state->pencil[r] ^ (1 << c);
2474                 c = -1;
2475             }
2476             /* Otherwise, right-dragging from blank to blank is equivalent
2477              * to left-dragging. */
2478         }
2479
2480         bufp = buf;
2481         oldp = state->pencil[r];
2482         if (c != state->colouring[r]) {
2483             bufp += sprintf(bufp, ";%c:%d", (int)(c < 0 ? 'C' : '0' + c), r);
2484             if (c >= 0)
2485                 oldp = 0;
2486         }
2487         if (p != oldp) {
2488             int i;
2489             for (i = 0; i < FOUR; i++)
2490                 if ((oldp ^ p) & (1 << i))
2491                     bufp += sprintf(bufp, ";p%c:%d", (int)('0' + i), r);
2492         }
2493
2494         return dupstr(buf+1);          /* ignore first semicolon */
2495     }
2496 }
2497
2498 static game_state *execute_move(const game_state *state, const char *move)
2499 {
2500     int n = state->p.n;
2501     game_state *ret = dup_game(state);
2502     int c, k, adv, i;
2503
2504     while (*move) {
2505         int pencil = FALSE;
2506
2507         c = *move;
2508         if (c == 'p') {
2509             pencil = TRUE;
2510             c = *++move;
2511         }
2512         if ((c == 'C' || (c >= '0' && c < '0'+FOUR)) &&
2513             sscanf(move+1, ":%d%n", &k, &adv) == 1 &&
2514             k >= 0 && k < state->p.n) {
2515             move += 1 + adv;
2516             if (pencil) {
2517                 if (ret->colouring[k] >= 0) {
2518                     free_game(ret);
2519                     return NULL;
2520                 }
2521                 if (c == 'C')
2522                     ret->pencil[k] = 0;
2523                 else
2524                     ret->pencil[k] ^= 1 << (c - '0');
2525             } else {
2526                 ret->colouring[k] = (c == 'C' ? -1 : c - '0');
2527                 ret->pencil[k] = 0;
2528             }
2529         } else if (*move == 'S') {
2530             move++;
2531             ret->cheated = TRUE;
2532         } else {
2533             free_game(ret);
2534             return NULL;
2535         }
2536
2537         if (*move && *move != ';') {
2538             free_game(ret);
2539             return NULL;
2540         }
2541         if (*move)
2542             move++;
2543     }
2544
2545     /*
2546      * Check for completion.
2547      */
2548     if (!ret->completed) {
2549         int ok = TRUE;
2550
2551         for (i = 0; i < n; i++)
2552             if (ret->colouring[i] < 0) {
2553                 ok = FALSE;
2554                 break;
2555             }
2556
2557         if (ok) {
2558             for (i = 0; i < ret->map->ngraph; i++) {
2559                 int j = ret->map->graph[i] / n;
2560                 int k = ret->map->graph[i] % n;
2561                 if (ret->colouring[j] == ret->colouring[k]) {
2562                     ok = FALSE;
2563                     break;
2564                 }
2565             }
2566         }
2567
2568         if (ok)
2569             ret->completed = TRUE;
2570     }
2571
2572     return ret;
2573 }
2574
2575 /* ----------------------------------------------------------------------
2576  * Drawing routines.
2577  */
2578
2579 static void game_compute_size(const game_params *params, int tilesize,
2580                               int *x, int *y)
2581 {
2582     /* Ick: fake up `ds->tilesize' for macro expansion purposes */
2583     struct { int tilesize; } ads, *ds = &ads;
2584     ads.tilesize = tilesize;
2585
2586     *x = params->w * TILESIZE + 2 * BORDER + 1;
2587     *y = params->h * TILESIZE + 2 * BORDER + 1;
2588 }
2589
2590 static void game_set_size(drawing *dr, game_drawstate *ds,
2591                           const game_params *params, int tilesize)
2592 {
2593     ds->tilesize = tilesize;
2594
2595     assert(!ds->bl);                   /* set_size is never called twice */
2596     ds->bl = blitter_new(dr, TILESIZE+3, TILESIZE+3);
2597 }
2598
2599 const float map_colours[FOUR][3] = {
2600 #ifdef VIVID_COLOURS
2601     /* Use more vivid colours (e.g. on the Pocket PC) */
2602     {0.75F, 0.25F, 0.25F},
2603     {0.3F,  0.7F,  0.3F},
2604     {0.3F,  0.3F,  0.7F},
2605     {0.85F, 0.85F, 0.1F},
2606 #else
2607     {0.7F, 0.5F, 0.4F},
2608     {0.8F, 0.7F, 0.4F},
2609     {0.5F, 0.6F, 0.4F},
2610     {0.55F, 0.45F, 0.35F},
2611 #endif
2612 };
2613 const int map_hatching[FOUR] = {
2614     HATCH_VERT, HATCH_SLASH, HATCH_HORIZ, HATCH_BACKSLASH
2615 };
2616
2617 static float *game_colours(frontend *fe, int *ncolours)
2618 {
2619     float *ret = snewn(3 * NCOLOURS, float);
2620
2621     frontend_default_colour(fe, &ret[COL_BACKGROUND * 3]);
2622
2623     ret[COL_GRID * 3 + 0] = 0.0F;
2624     ret[COL_GRID * 3 + 1] = 0.0F;
2625     ret[COL_GRID * 3 + 2] = 0.0F;
2626
2627     memcpy(ret + COL_0 * 3, map_colours[0], 3 * sizeof(float));
2628     memcpy(ret + COL_1 * 3, map_colours[1], 3 * sizeof(float));
2629     memcpy(ret + COL_2 * 3, map_colours[2], 3 * sizeof(float));
2630     memcpy(ret + COL_3 * 3, map_colours[3], 3 * sizeof(float));
2631
2632     ret[COL_ERROR * 3 + 0] = 1.0F;
2633     ret[COL_ERROR * 3 + 1] = 0.0F;
2634     ret[COL_ERROR * 3 + 2] = 0.0F;
2635
2636     ret[COL_ERRTEXT * 3 + 0] = 1.0F;
2637     ret[COL_ERRTEXT * 3 + 1] = 1.0F;
2638     ret[COL_ERRTEXT * 3 + 2] = 1.0F;
2639
2640     *ncolours = NCOLOURS;
2641     return ret;
2642 }
2643
2644 static game_drawstate *game_new_drawstate(drawing *dr, const game_state *state)
2645 {
2646     struct game_drawstate *ds = snew(struct game_drawstate);
2647     int i;
2648
2649     ds->tilesize = 0;
2650     ds->drawn = snewn(state->p.w * state->p.h, unsigned long);
2651     for (i = 0; i < state->p.w * state->p.h; i++)
2652         ds->drawn[i] = 0xFFFFL;
2653     ds->todraw = snewn(state->p.w * state->p.h, unsigned long);
2654     ds->started = FALSE;
2655     ds->bl = NULL;
2656     ds->drag_visible = FALSE;
2657     ds->dragx = ds->dragy = -1;
2658
2659     return ds;
2660 }
2661
2662 static void game_free_drawstate(drawing *dr, game_drawstate *ds)
2663 {
2664     sfree(ds->drawn);
2665     sfree(ds->todraw);
2666     if (ds->bl)
2667         blitter_free(dr, ds->bl);
2668     sfree(ds);
2669 }
2670
2671 static void draw_error(drawing *dr, game_drawstate *ds, int x, int y)
2672 {
2673     int coords[8];
2674     int yext, xext;
2675
2676     /*
2677      * Draw a diamond.
2678      */
2679     coords[0] = x - TILESIZE*2/5;
2680     coords[1] = y;
2681     coords[2] = x;
2682     coords[3] = y - TILESIZE*2/5;
2683     coords[4] = x + TILESIZE*2/5;
2684     coords[5] = y;
2685     coords[6] = x;
2686     coords[7] = y + TILESIZE*2/5;
2687     draw_polygon(dr, coords, 4, COL_ERROR, COL_GRID);
2688
2689     /*
2690      * Draw an exclamation mark in the diamond. This turns out to
2691      * look unpleasantly off-centre if done via draw_text, so I do
2692      * it by hand on the basis that exclamation marks aren't that
2693      * difficult to draw...
2694      */
2695     xext = TILESIZE/16;
2696     yext = TILESIZE*2/5 - (xext*2+2);
2697     draw_rect(dr, x-xext, y-yext, xext*2+1, yext*2+1 - (xext*3),
2698               COL_ERRTEXT);
2699     draw_rect(dr, x-xext, y+yext-xext*2+1, xext*2+1, xext*2, COL_ERRTEXT);
2700 }
2701
2702 static void draw_square(drawing *dr, game_drawstate *ds,
2703                         const game_params *params, struct map *map,
2704                         int x, int y, unsigned long v)
2705 {
2706     int w = params->w, h = params->h, wh = w*h;
2707     int tv, bv, xo, yo, i, j, oldj;
2708     unsigned long errs, pencil, show_numbers;
2709
2710     errs = v & ERR_MASK;
2711     v &= ~ERR_MASK;
2712     pencil = v & PENCIL_MASK;
2713     v &= ~PENCIL_MASK;
2714     show_numbers = v & SHOW_NUMBERS;
2715     v &= ~SHOW_NUMBERS;
2716     tv = v / FIVE;
2717     bv = v % FIVE;
2718
2719     clip(dr, COORD(x), COORD(y), TILESIZE, TILESIZE);
2720
2721     /*
2722      * Draw the region colour.
2723      */
2724     draw_rect(dr, COORD(x), COORD(y), TILESIZE, TILESIZE,
2725               (tv == FOUR ? COL_BACKGROUND : COL_0 + tv));
2726     /*
2727      * Draw the second region colour, if this is a diagonally
2728      * divided square.
2729      */
2730     if (map->map[TE * wh + y*w+x] != map->map[BE * wh + y*w+x]) {
2731         int coords[6];
2732         coords[0] = COORD(x)-1;
2733         coords[1] = COORD(y+1)+1;
2734         if (map->map[LE * wh + y*w+x] == map->map[TE * wh + y*w+x])
2735             coords[2] = COORD(x+1)+1;
2736         else
2737             coords[2] = COORD(x)-1;
2738         coords[3] = COORD(y)-1;
2739         coords[4] = COORD(x+1)+1;
2740         coords[5] = COORD(y+1)+1;
2741         draw_polygon(dr, coords, 3,
2742                      (bv == FOUR ? COL_BACKGROUND : COL_0 + bv), COL_GRID);
2743     }
2744
2745     /*
2746      * Draw `pencil marks'. Currently we arrange these in a square
2747      * formation, which means we may be in trouble if the value of
2748      * FOUR changes later...
2749      */
2750     assert(FOUR == 4);
2751     for (yo = 0; yo < 4; yo++)
2752         for (xo = 0; xo < 4; xo++) {
2753             int te = map->map[TE * wh + y*w+x];
2754             int e, ee, c;
2755
2756             e = (yo < xo && yo < 3-xo ? TE :
2757                  yo > xo && yo > 3-xo ? BE :
2758                  xo < 2 ? LE : RE);
2759             ee = map->map[e * wh + y*w+x];
2760
2761             if (xo != (yo * 2 + 1) % 5)
2762                 continue;
2763             c = yo;
2764
2765             if (!(pencil & ((ee == te ? PENCIL_T_BASE : PENCIL_B_BASE) << c)))
2766                 continue;
2767
2768             if (yo == xo &&
2769                 (map->map[TE * wh + y*w+x] != map->map[LE * wh + y*w+x]))
2770                 continue;              /* avoid TL-BR diagonal line */
2771             if (yo == 3-xo &&
2772                 (map->map[TE * wh + y*w+x] != map->map[RE * wh + y*w+x]))
2773                 continue;              /* avoid BL-TR diagonal line */
2774
2775             draw_circle(dr, COORD(x) + (xo+1)*TILESIZE/5,
2776                         COORD(y) + (yo+1)*TILESIZE/5,
2777                         TILESIZE/7, COL_0 + c, COL_0 + c);
2778         }
2779
2780     /*
2781      * Draw the grid lines, if required.
2782      */
2783     if (x <= 0 || map->map[RE*wh+y*w+(x-1)] != map->map[LE*wh+y*w+x])
2784         draw_rect(dr, COORD(x), COORD(y), 1, TILESIZE, COL_GRID);
2785     if (y <= 0 || map->map[BE*wh+(y-1)*w+x] != map->map[TE*wh+y*w+x])
2786         draw_rect(dr, COORD(x), COORD(y), TILESIZE, 1, COL_GRID);
2787     if (x <= 0 || y <= 0 ||
2788         map->map[RE*wh+(y-1)*w+(x-1)] != map->map[TE*wh+y*w+x] ||
2789         map->map[BE*wh+(y-1)*w+(x-1)] != map->map[LE*wh+y*w+x])
2790         draw_rect(dr, COORD(x), COORD(y), 1, 1, COL_GRID);
2791
2792     /*
2793      * Draw error markers.
2794      */
2795     for (yo = 0; yo < 3; yo++)
2796         for (xo = 0; xo < 3; xo++)
2797             if (errs & (ERR_BASE << (yo*3+xo)))
2798                 draw_error(dr, ds,
2799                            (COORD(x)*2+TILESIZE*xo)/2,
2800                            (COORD(y)*2+TILESIZE*yo)/2);
2801
2802     /*
2803      * Draw region numbers, if desired.
2804      */
2805     if (show_numbers) {
2806         oldj = -1;
2807         for (i = 0; i < 2; i++) {
2808             j = map->map[(i?BE:TE)*wh+y*w+x];
2809             if (oldj == j)
2810                 continue;
2811             oldj = j;
2812
2813             xo = map->regionx[j] - 2*x;
2814             yo = map->regiony[j] - 2*y;
2815             if (xo >= 0 && xo <= 2 && yo >= 0 && yo <= 2) {
2816                 char buf[80];
2817                 sprintf(buf, "%d", j);
2818                 draw_text(dr, (COORD(x)*2+TILESIZE*xo)/2,
2819                           (COORD(y)*2+TILESIZE*yo)/2,
2820                           FONT_VARIABLE, 3*TILESIZE/5,
2821                           ALIGN_HCENTRE|ALIGN_VCENTRE,
2822                           COL_GRID, buf);
2823             }
2824         }
2825     }
2826
2827     unclip(dr);
2828
2829     draw_update(dr, COORD(x), COORD(y), TILESIZE, TILESIZE);
2830 }
2831
2832 static void game_redraw(drawing *dr, game_drawstate *ds,
2833                         const game_state *oldstate, const game_state *state,
2834                         int dir, const game_ui *ui,
2835                         float animtime, float flashtime)
2836 {
2837     int w = state->p.w, h = state->p.h, wh = w*h, n = state->p.n;
2838     int x, y, i;
2839     int flash;
2840
2841     if (ds->drag_visible) {
2842         blitter_load(dr, ds->bl, ds->dragx, ds->dragy);
2843         draw_update(dr, ds->dragx, ds->dragy, TILESIZE + 3, TILESIZE + 3);
2844         ds->drag_visible = FALSE;
2845     }
2846
2847     /*
2848      * The initial contents of the window are not guaranteed and
2849      * can vary with front ends. To be on the safe side, all games
2850      * should start by drawing a big background-colour rectangle
2851      * covering the whole window.
2852      */
2853     if (!ds->started) {
2854         int ww, wh;
2855
2856         game_compute_size(&state->p, TILESIZE, &ww, &wh);
2857         draw_rect(dr, 0, 0, ww, wh, COL_BACKGROUND);
2858         draw_rect(dr, COORD(0), COORD(0), w*TILESIZE+1, h*TILESIZE+1,
2859                   COL_GRID);
2860
2861         draw_update(dr, 0, 0, ww, wh);
2862         ds->started = TRUE;
2863     }
2864
2865     if (flashtime) {
2866         if (flash_type == 1)
2867             flash = (int)(flashtime * FOUR / flash_length);
2868         else
2869             flash = 1 + (int)(flashtime * THREE / flash_length);
2870     } else
2871         flash = -1;
2872
2873     /*
2874      * Set up the `todraw' array.
2875      */
2876     for (y = 0; y < h; y++)
2877         for (x = 0; x < w; x++) {
2878             int tv = state->colouring[state->map->map[TE * wh + y*w+x]];
2879             int bv = state->colouring[state->map->map[BE * wh + y*w+x]];
2880             unsigned long v;
2881
2882             if (tv < 0)
2883                 tv = FOUR;
2884             if (bv < 0)
2885                 bv = FOUR;
2886
2887             if (flash >= 0) {
2888                 if (flash_type == 1) {
2889                     if (tv == flash)
2890                         tv = FOUR;
2891                     if (bv == flash)
2892                         bv = FOUR;
2893                 } else if (flash_type == 2) {
2894                     if (flash % 2)
2895                         tv = bv = FOUR;
2896                 } else {
2897                     if (tv != FOUR)
2898                         tv = (tv + flash) % FOUR;
2899                     if (bv != FOUR)
2900                         bv = (bv + flash) % FOUR;
2901                 }
2902             }
2903
2904             v = tv * FIVE + bv;
2905
2906             /*
2907              * Add pencil marks.
2908              */
2909             for (i = 0; i < FOUR; i++) {
2910                 if (state->colouring[state->map->map[TE * wh + y*w+x]] < 0 &&
2911                     (state->pencil[state->map->map[TE * wh + y*w+x]] & (1<<i)))
2912                     v |= PENCIL_T_BASE << i;
2913                 if (state->colouring[state->map->map[BE * wh + y*w+x]] < 0 &&
2914                     (state->pencil[state->map->map[BE * wh + y*w+x]] & (1<<i)))
2915                     v |= PENCIL_B_BASE << i;
2916             }
2917
2918             if (ui->show_numbers)
2919                 v |= SHOW_NUMBERS;
2920
2921             ds->todraw[y*w+x] = v;
2922         }
2923
2924     /*
2925      * Add error markers to the `todraw' array.
2926      */
2927     for (i = 0; i < state->map->ngraph; i++) {
2928         int v1 = state->map->graph[i] / n;
2929         int v2 = state->map->graph[i] % n;
2930         int xo, yo;
2931
2932         if (state->colouring[v1] < 0 || state->colouring[v2] < 0)
2933             continue;
2934         if (state->colouring[v1] != state->colouring[v2])
2935             continue;
2936
2937         x = state->map->edgex[i];
2938         y = state->map->edgey[i];
2939
2940         xo = x % 2; x /= 2;
2941         yo = y % 2; y /= 2;
2942
2943         ds->todraw[y*w+x] |= ERR_BASE << (yo*3+xo);
2944         if (xo == 0) {
2945             assert(x > 0);
2946             ds->todraw[y*w+(x-1)] |= ERR_BASE << (yo*3+2);
2947         }
2948         if (yo == 0) {
2949             assert(y > 0);
2950             ds->todraw[(y-1)*w+x] |= ERR_BASE << (2*3+xo);
2951         }
2952         if (xo == 0 && yo == 0) {
2953             assert(x > 0 && y > 0);
2954             ds->todraw[(y-1)*w+(x-1)] |= ERR_BASE << (2*3+2);
2955         }
2956     }
2957
2958     /*
2959      * Now actually draw everything.
2960      */
2961     for (y = 0; y < h; y++)
2962         for (x = 0; x < w; x++) {
2963             unsigned long v = ds->todraw[y*w+x];
2964             if (ds->drawn[y*w+x] != v) {
2965                 draw_square(dr, ds, &state->p, state->map, x, y, v);
2966                 ds->drawn[y*w+x] = v;
2967             }
2968         }
2969
2970     /*
2971      * Draw the dragged colour blob if any.
2972      */
2973     if ((ui->drag_colour > -2) || ui->cur_visible) {
2974         int bg, iscur = 0;
2975         if (ui->drag_colour >= 0)
2976             bg = COL_0 + ui->drag_colour;
2977         else if (ui->drag_colour == -1) {
2978             bg = COL_BACKGROUND;
2979         } else {
2980             int r = region_from_coords(state, ds, ui->dragx, ui->dragy);
2981             int c = (r < 0) ? -1 : state->colouring[r];
2982             assert(ui->cur_visible);
2983             /*bg = COL_GRID;*/
2984             bg = (c < 0) ? COL_BACKGROUND : COL_0 + c;
2985             iscur = 1;
2986         }
2987
2988         ds->dragx = ui->dragx - TILESIZE/2 - 2;
2989         ds->dragy = ui->dragy - TILESIZE/2 - 2;
2990         blitter_save(dr, ds->bl, ds->dragx, ds->dragy);
2991         draw_circle(dr, ui->dragx, ui->dragy,
2992                     iscur ? TILESIZE/4 : TILESIZE/2, bg, COL_GRID);
2993         for (i = 0; i < FOUR; i++)
2994             if (ui->drag_pencil & (1 << i))
2995                 draw_circle(dr, ui->dragx + ((i*4+2)%10-3) * TILESIZE/10,
2996                             ui->dragy + (i*2-3) * TILESIZE/10,
2997                             TILESIZE/8, COL_0 + i, COL_0 + i);
2998         draw_update(dr, ds->dragx, ds->dragy, TILESIZE + 3, TILESIZE + 3);
2999         ds->drag_visible = TRUE;
3000     }
3001 }
3002
3003 static float game_anim_length(const game_state *oldstate,
3004                               const game_state *newstate, int dir, game_ui *ui)
3005 {
3006     return 0.0F;
3007 }
3008
3009 static float game_flash_length(const game_state *oldstate,
3010                                const game_state *newstate, int dir, game_ui *ui)
3011 {
3012     if (!oldstate->completed && newstate->completed &&
3013         !oldstate->cheated && !newstate->cheated) {
3014         if (flash_type < 0) {
3015             char *env = getenv("MAP_ALTERNATIVE_FLASH");
3016             if (env)
3017                 flash_type = atoi(env);
3018             else
3019                 flash_type = 0;
3020             flash_length = (flash_type == 1 ? 0.50F : 0.30F);
3021         }
3022         return flash_length;
3023     } else
3024         return 0.0F;
3025 }
3026
3027 static int game_status(const game_state *state)
3028 {
3029     return state->completed ? +1 : 0;
3030 }
3031
3032 static int game_timing_state(const game_state *state, game_ui *ui)
3033 {
3034     return TRUE;
3035 }
3036
3037 static void game_print_size(const game_params *params, float *x, float *y)
3038 {
3039     int pw, ph;
3040
3041     /*
3042      * I'll use 4mm squares by default, I think. Simplest way to
3043      * compute this size is to compute the pixel puzzle size at a
3044      * given tile size and then scale.
3045      */
3046     game_compute_size(params, 400, &pw, &ph);
3047     *x = pw / 100.0F;
3048     *y = ph / 100.0F;
3049 }
3050
3051 static void game_print(drawing *dr, const game_state *state, int tilesize)
3052 {
3053     int w = state->p.w, h = state->p.h, wh = w*h, n = state->p.n;
3054     int ink, c[FOUR], i;
3055     int x, y, r;
3056     int *coords, ncoords, coordsize;
3057
3058     /* Ick: fake up `ds->tilesize' for macro expansion purposes */
3059     struct { int tilesize; } ads, *ds = &ads;
3060     /* We can't call game_set_size() here because we don't want a blitter */
3061     ads.tilesize = tilesize;
3062
3063     ink = print_mono_colour(dr, 0);
3064     for (i = 0; i < FOUR; i++)
3065         c[i] = print_rgb_hatched_colour(dr, map_colours[i][0],
3066                                         map_colours[i][1], map_colours[i][2],
3067                                         map_hatching[i]);
3068
3069     coordsize = 0;
3070     coords = NULL;
3071
3072     print_line_width(dr, TILESIZE / 16);
3073
3074     /*
3075      * Draw a single filled polygon around each region.
3076      */
3077     for (r = 0; r < n; r++) {
3078         int octants[8], lastdir, d1, d2, ox, oy;
3079
3080         /*
3081          * Start by finding a point on the region boundary. Any
3082          * point will do. To do this, we'll search for a square
3083          * containing the region and then decide which corner of it
3084          * to use.
3085          */
3086         x = w;
3087         for (y = 0; y < h; y++) {
3088             for (x = 0; x < w; x++) {
3089                 if (state->map->map[wh*0+y*w+x] == r ||
3090                     state->map->map[wh*1+y*w+x] == r ||
3091                     state->map->map[wh*2+y*w+x] == r ||
3092                     state->map->map[wh*3+y*w+x] == r)
3093                     break;
3094             }
3095             if (x < w)
3096                 break;
3097         }
3098         assert(y < h && x < w);        /* we must have found one somewhere */
3099         /*
3100          * This is the first square in lexicographic order which
3101          * contains part of this region. Therefore, one of the top
3102          * two corners of the square must be what we're after. The
3103          * only case in which it isn't the top left one is if the
3104          * square is diagonally divided and the region is in the
3105          * bottom right half.
3106          */
3107         if (state->map->map[wh*TE+y*w+x] != r &&
3108             state->map->map[wh*LE+y*w+x] != r)
3109             x++;                       /* could just as well have done y++ */
3110
3111         /*
3112          * Now we have a point on the region boundary. Trace around
3113          * the region until we come back to this point,
3114          * accumulating coordinates for a polygon draw operation as
3115          * we go.
3116          */
3117         lastdir = -1;
3118         ox = x;
3119         oy = y;
3120         ncoords = 0;
3121
3122         do {
3123             /*
3124              * There are eight possible directions we could head in
3125              * from here. We identify them by octant numbers, and
3126              * we also use octant numbers to identify the spaces
3127              * between them:
3128              * 
3129              *   6   7   0
3130              *    \ 7|0 /
3131              *     \ | /
3132              *    6 \|/ 1
3133              * 5-----+-----1
3134              *    5 /|\ 2
3135              *     / | \
3136              *    / 4|3 \
3137              *   4   3   2
3138              */
3139             octants[0] = x<w && y>0 ? state->map->map[wh*LE+(y-1)*w+x] : -1;
3140             octants[1] = x<w && y>0 ? state->map->map[wh*BE+(y-1)*w+x] : -1;
3141             octants[2] = x<w && y<h ? state->map->map[wh*TE+y*w+x] : -1;
3142             octants[3] = x<w && y<h ? state->map->map[wh*LE+y*w+x] : -1;
3143             octants[4] = x>0 && y<h ? state->map->map[wh*RE+y*w+(x-1)] : -1;
3144             octants[5] = x>0 && y<h ? state->map->map[wh*TE+y*w+(x-1)] : -1;
3145             octants[6] = x>0 && y>0 ? state->map->map[wh*BE+(y-1)*w+(x-1)] :-1;
3146             octants[7] = x>0 && y>0 ? state->map->map[wh*RE+(y-1)*w+(x-1)] :-1;
3147
3148             d1 = d2 = -1;
3149             for (i = 0; i < 8; i++)
3150                 if ((octants[i] == r) ^ (octants[(i+1)%8] == r)) {
3151                     assert(d2 == -1);
3152                     if (d1 == -1)
3153                         d1 = i;
3154                     else
3155                         d2 = i;
3156                 }
3157
3158             assert(d1 != -1 && d2 != -1);
3159             if (d1 == lastdir)
3160                 d1 = d2;
3161
3162             /*
3163              * Now we're heading in direction d1. Save the current
3164              * coordinates.
3165              */
3166             if (ncoords + 2 > coordsize) {
3167                 coordsize += 128;
3168                 coords = sresize(coords, coordsize, int);
3169             }
3170             coords[ncoords++] = COORD(x);
3171             coords[ncoords++] = COORD(y);
3172
3173             /*
3174              * Compute the new coordinates.
3175              */
3176             x += (d1 % 4 == 3 ? 0 : d1 < 4 ? +1 : -1);
3177             y += (d1 % 4 == 1 ? 0 : d1 > 1 && d1 < 5 ? +1 : -1);
3178             assert(x >= 0 && x <= w && y >= 0 && y <= h);
3179
3180             lastdir = d1 ^ 4;
3181         } while (x != ox || y != oy);
3182
3183         draw_polygon(dr, coords, ncoords/2,
3184                      state->colouring[r] >= 0 ?
3185                      c[state->colouring[r]] : -1, ink);
3186     }
3187     sfree(coords);
3188 }
3189
3190 #ifdef COMBINED
3191 #define thegame map
3192 #endif
3193
3194 const struct game thegame = {
3195     "Map", "games.map", "map",
3196     default_params,
3197     game_fetch_preset, NULL,
3198     decode_params,
3199     encode_params,
3200     free_params,
3201     dup_params,
3202     TRUE, game_configure, custom_params,
3203     validate_params,
3204     new_game_desc,
3205     validate_desc,
3206     new_game,
3207     dup_game,
3208     free_game,
3209     TRUE, solve_game,
3210     FALSE, game_can_format_as_text_now, game_text_format,
3211     new_ui,
3212     free_ui,
3213     encode_ui,
3214     decode_ui,
3215     game_changed_state,
3216     interpret_move,
3217     execute_move,
3218     20, game_compute_size, game_set_size,
3219     game_colours,
3220     game_new_drawstate,
3221     game_free_drawstate,
3222     game_redraw,
3223     game_anim_length,
3224     game_flash_length,
3225     game_status,
3226     TRUE, TRUE, game_print_size, game_print,
3227     FALSE,                             /* wants_statusbar */
3228     FALSE, game_timing_state,
3229     0,                                 /* flags */
3230 };
3231
3232 #ifdef STANDALONE_SOLVER
3233
3234 int main(int argc, char **argv)
3235 {
3236     game_params *p;
3237     game_state *s;
3238     char *id = NULL, *desc;
3239     const char *err;
3240     int grade = FALSE;
3241     int ret, diff, really_verbose = FALSE;
3242     struct solver_scratch *sc;
3243     int i;
3244
3245     while (--argc > 0) {
3246         char *p = *++argv;
3247         if (!strcmp(p, "-v")) {
3248             really_verbose = TRUE;
3249         } else if (!strcmp(p, "-g")) {
3250             grade = TRUE;
3251         } else if (*p == '-') {
3252             fprintf(stderr, "%s: unrecognised option `%s'\n", argv[0], p);
3253             return 1;
3254         } else {
3255             id = p;
3256         }
3257     }
3258
3259     if (!id) {
3260         fprintf(stderr, "usage: %s [-g | -v] <game_id>\n", argv[0]);
3261         return 1;
3262     }
3263
3264     desc = strchr(id, ':');
3265     if (!desc) {
3266         fprintf(stderr, "%s: game id expects a colon in it\n", argv[0]);
3267         return 1;
3268     }
3269     *desc++ = '\0';
3270
3271     p = default_params();
3272     decode_params(p, id);
3273     err = validate_desc(p, desc);
3274     if (err) {
3275         fprintf(stderr, "%s: %s\n", argv[0], err);
3276         return 1;
3277     }
3278     s = new_game(NULL, p, desc);
3279
3280     sc = new_scratch(s->map->graph, s->map->n, s->map->ngraph);
3281
3282     /*
3283      * When solving an Easy puzzle, we don't want to bother the
3284      * user with Hard-level deductions. For this reason, we grade
3285      * the puzzle internally before doing anything else.
3286      */
3287     ret = -1;                          /* placate optimiser */
3288     for (diff = 0; diff < DIFFCOUNT; diff++) {
3289         for (i = 0; i < s->map->n; i++)
3290             if (!s->map->immutable[i])
3291                 s->colouring[i] = -1;
3292         ret = map_solver(sc, s->map->graph, s->map->n, s->map->ngraph,
3293                          s->colouring, diff);
3294         if (ret < 2)
3295             break;
3296     }
3297
3298     if (diff == DIFFCOUNT) {
3299         if (grade)
3300             printf("Difficulty rating: harder than Hard, or ambiguous\n");
3301         else
3302             printf("Unable to find a unique solution\n");
3303     } else {
3304         if (grade) {
3305             if (ret == 0)
3306                 printf("Difficulty rating: impossible (no solution exists)\n");
3307             else if (ret == 1)
3308                 printf("Difficulty rating: %s\n", map_diffnames[diff]);
3309         } else {
3310             verbose = really_verbose;
3311             for (i = 0; i < s->map->n; i++)
3312                 if (!s->map->immutable[i])
3313                     s->colouring[i] = -1;
3314             ret = map_solver(sc, s->map->graph, s->map->n, s->map->ngraph,
3315                              s->colouring, diff);
3316             if (ret == 0)
3317                 printf("Puzzle is inconsistent\n");
3318             else {
3319                 int col = 0;
3320
3321                 for (i = 0; i < s->map->n; i++) {
3322                     printf("%5d <- %c%c", i, colnames[s->colouring[i]],
3323                            (col < 6 && i+1 < s->map->n ? ' ' : '\n'));
3324                     if (++col == 7)
3325                         col = 0;
3326                 }
3327             }
3328         }
3329     }
3330
3331     return 0;
3332 }
3333
3334 #endif
3335
3336 /* vim: set shiftwidth=4 tabstop=8: */