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