net.c

   1 /*
   2  * net.c: Net game.
   3  */
   4
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <stdlib.h>
   7 #include <string.h>
   8 #include <assert.h>
   9 #include <math.h>
  10
  11 #include "puzzles.h"
  12 #include "tree234.h"
  13
  14 const char *const game_name = "Net";
  15
  16 #define PI 3.141592653589793238462643383279502884197169399
  17
  18 #define MATMUL(xr,yr,m,x,y) do { \
  19     float rx, ry, xx = (x), yy = (y), *mat = (m); \
  20     rx = mat[0] * xx + mat[2] * yy; \
  21     ry = mat[1] * xx + mat[3] * yy; \
  22     (xr) = rx; (yr) = ry; \
  23 } while (0)
  24
  25 /* Direction and other bitfields */
  26 #define R 0x01
  27 #define U 0x02
  28 #define L 0x04
  29 #define D 0x08
  30 #define LOCKED 0x10
  31 #define ACTIVE 0x20
  32 /* Corner flags go in the barriers array */
  33 #define RU 0x10
  34 #define UL 0x20
  35 #define LD 0x40
  36 #define DR 0x80
  37
  38 /* Rotations: Anticlockwise, Clockwise, Flip, general rotate */
  39 #define A(x) ( (((x) & 0x07) << 1) | (((x) & 0x08) >> 3) )
  40 #define C(x) ( (((x) & 0x0E) >> 1) | (((x) & 0x01) << 3) )
  41 #define F(x) ( (((x) & 0x0C) >> 2) | (((x) & 0x03) << 2) )
  42 #define ROT(x, n) ( ((n)&3) == 0 ? (x) : \
  43                     ((n)&3) == 1 ? A(x) : \
  44                     ((n)&3) == 2 ? F(x) : C(x) )
  45
  46 /* X and Y displacements */
  47 #define X(x) ( (x) == R ? +1 : (x) == L ? -1 : 0 )
  48 #define Y(x) ( (x) == D ? +1 : (x) == U ? -1 : 0 )
  49
  50 /* Bit count */
  51 #define COUNT(x) ( (((x) & 0x08) >> 3) + (((x) & 0x04) >> 2) + \
  52                    (((x) & 0x02) >> 1) + ((x) & 0x01) )
  53
  54 #define TILE_SIZE 32
  55 #define TILE_BORDER 1
  56 #define WINDOW_OFFSET 16
  57
  58 #define ROTATE_TIME 0.1F
  59 #define FLASH_FRAME 0.05F
  60
  61 enum {
  62     COL_BACKGROUND,
  63     COL_LOCKED,
  64     COL_BORDER,
  65     COL_WIRE,
  66     COL_ENDPOINT,
  67     COL_POWERED,
  68     COL_BARRIER,
  69     NCOLOURS
  70 };
  71
  72 struct game_params {
  73     int width;
  74     int height;
  75     int wrapping;
  76     float barrier_probability;
  77 };
  78
  79 struct game_state {
  80     int width, height, cx, cy, wrapping, completed, last_rotate_dir;
  81     unsigned char *tiles;
  82     unsigned char *barriers;
  83 };
  84
  85 #define OFFSET(x2,y2,x1,y1,dir,state) \
  86     ( (x2) = ((x1) + (state)->width + X((dir))) % (state)->width, \
  87       (y2) = ((y1) + (state)->height + Y((dir))) % (state)->height)
  88
  89 #define index(state, a, x, y) ( a[(y) * (state)->width + (x)] )
  90 #define tile(state, x, y)     index(state, (state)->tiles, x, y)
  91 #define barrier(state, x, y)  index(state, (state)->barriers, x, y)
  92
  93 struct xyd {
  94     int x, y, direction;
  95 };
  96
  97 static int xyd_cmp(void *av, void *bv) {
  98     struct xyd *a = (struct xyd *)av;
  99     struct xyd *b = (struct xyd *)bv;
 100     if (a->x < b->x)
 101         return -1;
 102     if (a->x > b->x)
 103         return +1;
 104     if (a->y < b->y)
 105         return -1;
 106     if (a->y > b->y)
 107         return +1;
 108     if (a->direction < b->direction)
 109         return -1;
 110     if (a->direction > b->direction)
 111         return +1;
 112     return 0;
 113 };
 114
 115 static struct xyd *new_xyd(int x, int y, int direction)
 116 {
 117     struct xyd *xyd = snew(struct xyd);
 118     xyd->x = x;
 119     xyd->y = y;
 120     xyd->direction = direction;
 121     return xyd;
 122 }
 123
 124 /* ----------------------------------------------------------------------
 125  * Manage game parameters.
 126  */
 127 game_params *default_params(void)
 128 {
 129     game_params *ret = snew(game_params);
 130
 131     ret->width = 5;
 132     ret->height = 5;
 133     ret->wrapping = FALSE;
 134     ret->barrier_probability = 0.0;
 135
 136     return ret;
 137 }
 138
 139 int game_fetch_preset(int i, char **name, game_params **params)
 140 {
 141     game_params *ret;
 142     char str[80];
 143     static const struct { int x, y, wrap; } values[] = {
 144         {5, 5, FALSE},
 145         {7, 7, FALSE},
 146         {9, 9, FALSE},
 147         {11, 11, FALSE},
 148         {13, 11, FALSE},
 149         {5, 5, TRUE},
 150         {7, 7, TRUE},
 151         {9, 9, TRUE},
 152         {11, 11, TRUE},
 153         {13, 11, TRUE},
 154     };
 155
 156     if (i < 0 || i >= lenof(values))
 157         return FALSE;
 158
 159     ret = snew(game_params);
 160     ret->width = values[i].x;
 161     ret->height = values[i].y;
 162     ret->wrapping = values[i].wrap;
 163     ret->barrier_probability = 0.0;
 164
 165     sprintf(str, "%dx%d%s", ret->width, ret->height,
 166             ret->wrapping ? " wrapping" : "");
 167
 168     *name = dupstr(str);
 169     *params = ret;
 170     return TRUE;
 171 }
 172
 173 void free_params(game_params *params)
 174 {
 175     sfree(params);
 176 }
 177
 178 game_params *dup_params(game_params *params)
 179 {
 180     game_params *ret = snew(game_params);
 181     *ret = *params;                    /* structure copy */
 182     return ret;
 183 }
 184
 185 /* ----------------------------------------------------------------------
 186  * Randomly select a new game seed.
 187  */
 188
 189 char *new_game_seed(game_params *params)
 190 {
 191     /*
 192      * The full description of a Net game is far too large to
 193      * encode directly in the seed, so by default we'll have to go
 194      * for the simple approach of providing a random-number seed.
 195      *
 196      * (This does not restrict me from _later on_ inventing a seed
 197      * string syntax which can never be generated by this code -
 198      * for example, strings beginning with a letter - allowing me
 199      * to type in a precise game, and have new_game detect it and
 200      * understand it and do something completely different.)
 201      */
 202     char buf[40];
 203     sprintf(buf, "%d", rand());
 204     return dupstr(buf);
 205 }
 206
 207 /* ----------------------------------------------------------------------
 208  * Construct an initial game state, given a seed and parameters.
 209  */
 210
 211 game_state *new_game(game_params *params, char *seed)
 212 {
 213     random_state *rs;
 214     game_state *state;
 215     tree234 *possibilities, *barriers;
 216     int w, h, x, y, nbarriers;
 217
 218     assert(params->width > 2);
 219     assert(params->height > 2);
 220
 221     /*
 222      * Create a blank game state.
 223      */
 224     state = snew(game_state);
 225     w = state->width = params->width;
 226     h = state->height = params->height;
 227     state->cx = state->width / 2;
 228     state->cy = state->height / 2;
 229     state->wrapping = params->wrapping;
 230     state->last_rotate_dir = +1;       /* *shrug* */
 231     state->completed = FALSE;
 232     state->tiles = snewn(state->width * state->height, unsigned char);
 233     memset(state->tiles, 0, state->width * state->height);
 234     state->barriers = snewn(state->width * state->height, unsigned char);
 235     memset(state->barriers, 0, state->width * state->height);
 236
 237     /*
 238      * Set up border barriers if this is a non-wrapping game.
 239      */
 240     if (!state->wrapping) {
 241         for (x = 0; x < state->width; x++) {
 242             barrier(state, x, 0) |= U;
 243             barrier(state, x, state->height-1) |= D;
 244         }
 245         for (y = 0; y < state->height; y++) {
 246             barrier(state, 0, y) |= L;
 247             barrier(state, state->width-1, y) |= R;
 248         }
 249     }
 250
 251     /*
 252      * Seed the internal random number generator.
 253      */
 254     rs = random_init(seed, strlen(seed));
 255
 256     /*
 257      * Construct the unshuffled grid.
 258      *
 259      * To do this, we simply start at the centre point, repeatedly
 260      * choose a random possibility out of the available ways to
 261      * extend a used square into an unused one, and do it. After
 262      * extending the third line out of a square, we remove the
 263      * fourth from the possibilities list to avoid any full-cross
 264      * squares (which would make the game too easy because they
 265      * only have one orientation).
 266      *
 267      * The slightly worrying thing is the avoidance of full-cross
 268      * squares. Can this cause our unsophisticated construction
 269      * algorithm to paint itself into a corner, by getting into a
 270      * situation where there are some unreached squares and the
 271      * only way to reach any of them is to extend a T-piece into a
 272      * full cross?
 273      *
 274      * Answer: no it can't, and here's a proof.
 275      *
 276      * Any contiguous group of such unreachable squares must be
 277      * surrounded on _all_ sides by T-pieces pointing away from the
 278      * group. (If not, then there is a square which can be extended
 279      * into one of the `unreachable' ones, and so it wasn't
 280      * unreachable after all.) In particular, this implies that
 281      * each contiguous group of unreachable squares must be
 282      * rectangular in shape (any deviation from that yields a
 283      * non-T-piece next to an `unreachable' square).
 284      *
 285      * So we have a rectangle of unreachable squares, with T-pieces
 286      * forming a solid border around the rectangle. The corners of
 287      * that border must be connected (since every tile connects all
 288      * the lines arriving in it), and therefore the border must
 289      * form a closed loop around the rectangle.
 290      *
 291      * But this can't have happened in the first place, since we
 292      * _know_ we've avoided creating closed loops! Hence, no such
 293      * situation can ever arise, and the naive grid construction
 294      * algorithm will guaranteeably result in a complete grid
 295      * containing no unreached squares, no full crosses _and_ no
 296      * closed loops. []
 297      */
 298     possibilities = newtree234(xyd_cmp);
 299
 300     add234(possibilities, new_xyd(state->cx, state->cy, R));
 301     add234(possibilities, new_xyd(state->cx, state->cy, U));
 302     add234(possibilities, new_xyd(state->cx, state->cy, L));
 303     add234(possibilities, new_xyd(state->cx, state->cy, D));
 304
 305     while (count234(possibilities) > 0) {
 306         int i;
 307         struct xyd *xyd;
 308         int x1, y1, d1, x2, y2, d2, d;
 309
 310         /*
 311          * Extract a randomly chosen possibility from the list.
 312          */
 313         i = random_upto(rs, count234(possibilities));
 314         xyd = delpos234(possibilities, i);
 315         x1 = xyd->x;
 316         y1 = xyd->y;
 317         d1 = xyd->direction;
 318         sfree(xyd);
 319
 320         OFFSET(x2, y2, x1, y1, d1, state);
 321         d2 = F(d1);
 322 #ifdef DEBUG
 323         printf("picked (%d,%d,%c) <-> (%d,%d,%c)\n",
 324                x1, y1, "0RU3L567D9abcdef"[d1], x2, y2, "0RU3L567D9abcdef"[d2]);
 325 #endif
 326
 327         /*
 328          * Make the connection. (We should be moving to an as yet
 329          * unused tile.)
 330          */
 331         tile(state, x1, y1) |= d1;
 332         assert(tile(state, x2, y2) == 0);
 333         tile(state, x2, y2) |= d2;
 334
 335         /*
 336          * If we have created a T-piece, remove its last
 337          * possibility.
 338          */
 339         if (COUNT(tile(state, x1, y1)) == 3) {
 340             struct xyd xyd1, *xydp;
 341
 342             xyd1.x = x1;
 343             xyd1.y = y1;
 344             xyd1.direction = 0x0F ^ tile(state, x1, y1);
 345
 346             xydp = find234(possibilities, &xyd1, NULL);
 347
 348             if (xydp) {
 349 #ifdef DEBUG
 350                 printf("T-piece; removing (%d,%d,%c)\n",
 351                        xydp->x, xydp->y, "0RU3L567D9abcdef"[xydp->direction]);
 352 #endif
 353                 del234(possibilities, xydp);
 354                 sfree(xydp);
 355             }
 356         }
 357
 358         /*
 359          * Remove all other possibilities that were pointing at the
 360          * tile we've just moved into.
 361          */
 362         for (d = 1; d < 0x10; d <<= 1) {
 363             int x3, y3, d3;
 364             struct xyd xyd1, *xydp;
 365
 366             OFFSET(x3, y3, x2, y2, d, state);
 367             d3 = F(d);
 368
 369             xyd1.x = x3;
 370             xyd1.y = y3;
 371             xyd1.direction = d3;
 372
 373             xydp = find234(possibilities, &xyd1, NULL);
 374
 375             if (xydp) {
 376 #ifdef DEBUG
 377                 printf("Loop avoidance; removing (%d,%d,%c)\n",
 378                        xydp->x, xydp->y, "0RU3L567D9abcdef"[xydp->direction]);
 379 #endif
 380                 del234(possibilities, xydp);
 381                 sfree(xydp);
 382             }
 383         }
 384
 385         /*
 386          * Add new possibilities to the list for moving _out_ of
 387          * the tile we have just moved into.
 388          */
 389         for (d = 1; d < 0x10; d <<= 1) {
 390             int x3, y3;
 391
 392             if (d == d2)
 393                 continue;              /* we've got this one already */
 394
 395             if (!state->wrapping) {
 396                 if (d == U && y2 == 0)
 397                     continue;
 398                 if (d == D && y2 == state->height-1)
 399                     continue;
 400                 if (d == L && x2 == 0)
 401                     continue;
 402                 if (d == R && x2 == state->width-1)
 403                     continue;
 404             }
 405
 406             OFFSET(x3, y3, x2, y2, d, state);
 407
 408             if (tile(state, x3, y3))
 409                 continue;              /* this would create a loop */
 410
 411 #ifdef DEBUG
 412             printf("New frontier; adding (%d,%d,%c)\n",
 413                    x2, y2, "0RU3L567D9abcdef"[d]);
 414 #endif
 415             add234(possibilities, new_xyd(x2, y2, d));
 416         }
 417     }
 418     /* Having done that, we should have no possibilities remaining. */
 419     assert(count234(possibilities) == 0);
 420     freetree234(possibilities);
 421
 422     /*
 423      * Now compute a list of the possible barrier locations.
 424      */
 425     barriers = newtree234(xyd_cmp);
 426     for (y = 0; y < state->height; y++) {
 427         for (x = 0; x < state->width; x++) {
 428
 429             if (!(tile(state, x, y) & R) &&
 430                 (state->wrapping || x < state->width-1))
 431                 add234(barriers, new_xyd(x, y, R));
 432             if (!(tile(state, x, y) & D) &&
 433                 (state->wrapping || y < state->height-1))
 434                 add234(barriers, new_xyd(x, y, D));
 435         }
 436     }
 437
 438     /*
 439      * Now shuffle the grid.
 440      */
 441     for (y = 0; y < state->height; y++) {
 442         for (x = 0; x < state->width; x++) {
 443             int orig = tile(state, x, y);
 444             int rot = random_upto(rs, 4);
 445             tile(state, x, y) = ROT(orig, rot);
 446         }
 447     }
 448
 449     /*
 450      * And now choose barrier locations. (We carefully do this
 451      * _after_ shuffling, so that changing the barrier rate in the
 452      * params while keeping the game seed the same will give the
 453      * same shuffled grid and _only_ change the barrier locations.
 454      * Also the way we choose barrier locations, by repeatedly
 455      * choosing one possibility from the list until we have enough,
 456      * is designed to ensure that raising the barrier rate while
 457      * keeping the seed the same will provide a superset of the
 458      * previous barrier set - i.e. if you ask for 10 barriers, and
 459      * then decide that's still too hard and ask for 20, you'll get
 460      * the original 10 plus 10 more, rather than getting 20 new
 461      * ones and the chance of remembering your first 10.)
 462      */
 463     nbarriers = (int)(params->barrier_probability * count234(barriers));
 464     assert(nbarriers >= 0 && nbarriers <= count234(barriers));
 465
 466     while (nbarriers > 0) {
 467         int i;
 468         struct xyd *xyd;
 469         int x1, y1, d1, x2, y2, d2;
 470
 471         /*
 472          * Extract a randomly chosen barrier from the list.
 473          */
 474         i = random_upto(rs, count234(barriers));
 475         xyd = delpos234(barriers, i);
 476
 477         assert(xyd != NULL);
 478
 479         x1 = xyd->x;
 480         y1 = xyd->y;
 481         d1 = xyd->direction;
 482         sfree(xyd);
 483
 484         OFFSET(x2, y2, x1, y1, d1, state);
 485         d2 = F(d1);
 486
 487         barrier(state, x1, y1) |= d1;
 488         barrier(state, x2, y2) |= d2;
 489
 490         nbarriers--;
 491     }
 492
 493     /*
 494      * Clean up the rest of the barrier list.
 495      */
 496     {
 497         struct xyd *xyd;
 498
 499         while ( (xyd = delpos234(barriers, 0)) != NULL)
 500             sfree(xyd);
 501
 502         freetree234(barriers);
 503     }
 504
 505     /*
 506      * Set up the barrier corner flags, for drawing barriers
 507      * prettily when they meet.
 508      */
 509     for (y = 0; y < state->height; y++) {
 510         for (x = 0; x < state->width; x++) {
 511             int dir;
 512
 513             for (dir = 1; dir < 0x10; dir <<= 1) {
 514                 int dir2 = A(dir);
 515                 int x1, y1, x2, y2, x3, y3;
 516                 int corner = FALSE;
 517
 518                 if (!(barrier(state, x, y) & dir))
 519                     continue;
 520
 521                 if (barrier(state, x, y) & dir2)
 522                     corner = TRUE;
 523
 524                 x1 = x + X(dir), y1 = y + Y(dir);
 525                 if (x1 >= 0 && x1 < state->width &&
 526                     y1 >= 0 && y1 < state->height &&
 527                     (barrier(state, x1, y1) & dir2))
 528                     corner = TRUE;
 529
 530                 x2 = x + X(dir2), y2 = y + Y(dir2);
 531                 if (x2 >= 0 && x2 < state->width &&
 532                     y2 >= 0 && y2 < state->height &&
 533                     (barrier(state, x2, y2) & dir))
 534                     corner = TRUE;
 535
 536                 if (corner) {
 537                     barrier(state, x, y) |= (dir << 4);
 538                     if (x1 >= 0 && x1 < state->width &&
 539                         y1 >= 0 && y1 < state->height)
 540                         barrier(state, x1, y1) |= (A(dir) << 4);
 541                     if (x2 >= 0 && x2 < state->width &&
 542                         y2 >= 0 && y2 < state->height)
 543                         barrier(state, x2, y2) |= (C(dir) << 4);
 544                     x3 = x + X(dir) + X(dir2), y3 = y + Y(dir) + Y(dir2);
 545                     if (x3 >= 0 && x3 < state->width &&
 546                         y3 >= 0 && y3 < state->height)
 547                         barrier(state, x3, y3) |= (F(dir) << 4);
 548                 }
 549             }
 550         }
 551     }
 552
 553     random_free(rs);
 554
 555     return state;
 556 }
 557
 558 game_state *dup_game(game_state *state)
 559 {
 560     game_state *ret;
 561
 562     ret = snew(game_state);
 563     ret->width = state->width;
 564     ret->height = state->height;
 565     ret->cx = state->cx;
 566     ret->cy = state->cy;
 567     ret->wrapping = state->wrapping;
 568     ret->completed = state->completed;
 569     ret->last_rotate_dir = state->last_rotate_dir;
 570     ret->tiles = snewn(state->width * state->height, unsigned char);
 571     memcpy(ret->tiles, state->tiles, state->width * state->height);
 572     ret->barriers = snewn(state->width * state->height, unsigned char);
 573     memcpy(ret->barriers, state->barriers, state->width * state->height);
 574
 575     return ret;
 576 }
 577
 578 void free_game(game_state *state)
 579 {
 580     sfree(state->tiles);
 581     sfree(state->barriers);
 582     sfree(state);
 583 }
 584
 585 /* ----------------------------------------------------------------------
 586  * Utility routine.
 587  */
 588
 589 /*
 590  * Compute which squares are reachable from the centre square, as a
 591  * quick visual aid to determining how close the game is to
 592  * completion. This is also a simple way to tell if the game _is_
 593  * completed - just call this function and see whether every square
 594  * is marked active.
 595  */
 596 static unsigned char *compute_active(game_state *state)
 597 {
 598     unsigned char *active;
 599     tree234 *todo;
 600     struct xyd *xyd;
 601
 602     active = snewn(state->width * state->height, unsigned char);
 603     memset(active, 0, state->width * state->height);
 604
 605     /*
 606      * We only store (x,y) pairs in todo, but it's easier to reuse
 607      * xyd_cmp and just store direction 0 every time.
 608      */
 609     todo = newtree234(xyd_cmp);
 610     index(state, active, state->cx, state->cy) = ACTIVE;
 611     add234(todo, new_xyd(state->cx, state->cy, 0));
 612
 613     while ( (xyd = delpos234(todo, 0)) != NULL) {
 614         int x1, y1, d1, x2, y2, d2;
 615
 616         x1 = xyd->x;
 617         y1 = xyd->y;
 618         sfree(xyd);
 619
 620         for (d1 = 1; d1 < 0x10; d1 <<= 1) {
 621             OFFSET(x2, y2, x1, y1, d1, state);
 622             d2 = F(d1);
 623
 624             /*
 625              * If the next tile in this direction is connected to
 626              * us, and there isn't a barrier in the way, and it
 627              * isn't already marked active, then mark it active and
 628              * add it to the to-examine list.
 629              */
 630             if ((tile(state, x1, y1) & d1) &&
 631                 (tile(state, x2, y2) & d2) &&
 632                 !(barrier(state, x1, y1) & d1) &&
 633                 !index(state, active, x2, y2)) {
 634                 index(state, active, x2, y2) = ACTIVE;
 635                 add234(todo, new_xyd(x2, y2, 0));
 636             }
 637         }
 638     }
 639     /* Now we expect the todo list to have shrunk to zero size. */
 640     assert(count234(todo) == 0);
 641     freetree234(todo);
 642
 643     return active;
 644 }
 645
 646 /* ----------------------------------------------------------------------
 647  * Process a move.
 648  */
 649 game_state *make_move(game_state *state, int x, int y, int button)
 650 {
 651     game_state *ret;
 652     int tx, ty, orig;
 653
 654     /*
 655      * All moves in Net are made with the mouse.
 656      */
 657     if (button != LEFT_BUTTON &&
 658         button != MIDDLE_BUTTON &&
 659         button != RIGHT_BUTTON)
 660         return NULL;
 661
 662     /*
 663      * The button must have been clicked on a valid tile.
 664      */
 665     x -= WINDOW_OFFSET + TILE_BORDER;
 666     y -= WINDOW_OFFSET + TILE_BORDER;
 667     if (x < 0 || y < 0)
 668         return NULL;
 669     tx = x / TILE_SIZE;
 670     ty = y / TILE_SIZE;
 671     if (tx >= state->width || ty >= state->height)
 672         return NULL;
 673     if (tx % TILE_SIZE >= TILE_SIZE - TILE_BORDER ||
 674         ty % TILE_SIZE >= TILE_SIZE - TILE_BORDER)
 675         return NULL;
 676
 677     /*
 678      * The middle button locks or unlocks a tile. (A locked tile
 679      * cannot be turned, and is visually marked as being locked.
 680      * This is a convenience for the player, so that once they are
 681      * sure which way round a tile goes, they can lock it and thus
 682      * avoid forgetting later on that they'd already done that one;
 683      * and the locking also prevents them turning the tile by
 684      * accident. If they change their mind, another middle click
 685      * unlocks it.)
 686      */
 687     if (button == MIDDLE_BUTTON) {
 688         ret = dup_game(state);
 689         tile(ret, tx, ty) ^= LOCKED;
 690         return ret;
 691     }
 692
 693     /*
 694      * The left and right buttons have no effect if clicked on a
 695      * locked tile.
 696      */
 697     if (tile(state, tx, ty) & LOCKED)
 698         return NULL;
 699
 700     /*
 701      * Otherwise, turn the tile one way or the other. Left button
 702      * turns anticlockwise; right button turns clockwise.
 703      */
 704     ret = dup_game(state);
 705     orig = tile(ret, tx, ty);
 706     if (button == LEFT_BUTTON) {
 707         tile(ret, tx, ty) = A(orig);
 708         ret->last_rotate_dir = +1;
 709     } else {
 710         tile(ret, tx, ty) = C(orig);
 711         ret->last_rotate_dir = -1;
 712     }
 713
 714     /*
 715      * Check whether the game has been completed.
 716      */
 717     {
 718         unsigned char *active = compute_active(ret);
 719         int x1, y1;
 720         int complete = TRUE;
 721
 722         for (x1 = 0; x1 < ret->width; x1++)
 723             for (y1 = 0; y1 < ret->height; y1++)
 724                 if (!index(ret, active, x1, y1)) {
 725                     complete = FALSE;
 726                     goto break_label;  /* break out of two loops at once */
 727                 }
 728         break_label:
 729
 730         sfree(active);
 731
 732         if (complete)
 733             ret->completed = TRUE;
 734     }
 735
 736     return ret;
 737 }
 738
 739 /* ----------------------------------------------------------------------
 740  * Routines for drawing the game position on the screen.
 741  */
 742
 743 struct game_drawstate {
 744     int started;
 745     int width, height;
 746     unsigned char *visible;
 747 };
 748
 749 game_drawstate *game_new_drawstate(game_state *state)
 750 {
 751     game_drawstate *ds = snew(game_drawstate);
 752
 753     ds->started = FALSE;
 754     ds->width = state->width;
 755     ds->height = state->height;
 756     ds->visible = snewn(state->width * state->height, unsigned char);
 757     memset(ds->visible, 0xFF, state->width * state->height);
 758
 759     return ds;
 760 }
 761
 762 void game_free_drawstate(game_drawstate *ds)
 763 {
 764     sfree(ds->visible);
 765     sfree(ds);
 766 }
 767
 768 void game_size(game_params *params, int *x, int *y)
 769 {
 770     *x = WINDOW_OFFSET * 2 + TILE_SIZE * params->width + TILE_BORDER;
 771     *y = WINDOW_OFFSET * 2 + TILE_SIZE * params->height + TILE_BORDER;
 772 }
 773
 774 float *game_colours(frontend *fe, game_state *state, int *ncolours)
 775 {
 776     float *ret;
 777
 778     ret = snewn(NCOLOURS * 3, float);
 779     *ncolours = NCOLOURS;
 780
 781     /*
 782      * Basic background colour is whatever the front end thinks is
 783      * a sensible default.
 784      */
 785     frontend_default_colour(fe, &ret[COL_BACKGROUND * 3]);
 786
 787     /*
 788      * Wires are black.
 789      */
 790     ret[COL_WIRE * 3 + 0] = 0.0F;
 791     ret[COL_WIRE * 3 + 1] = 0.0F;
 792     ret[COL_WIRE * 3 + 2] = 0.0F;
 793
 794     /*
 795      * Powered wires and powered endpoints are cyan.
 796      */
 797     ret[COL_POWERED * 3 + 0] = 0.0F;
 798     ret[COL_POWERED * 3 + 1] = 1.0F;
 799     ret[COL_POWERED * 3 + 2] = 1.0F;
 800
 801     /*
 802      * Barriers are red.
 803      */
 804     ret[COL_BARRIER * 3 + 0] = 1.0F;
 805     ret[COL_BARRIER * 3 + 1] = 0.0F;
 806     ret[COL_BARRIER * 3 + 2] = 0.0F;
 807
 808     /*
 809      * Unpowered endpoints are blue.
 810      */
 811     ret[COL_ENDPOINT * 3 + 0] = 0.0F;
 812     ret[COL_ENDPOINT * 3 + 1] = 0.0F;
 813     ret[COL_ENDPOINT * 3 + 2] = 1.0F;
 814
 815     /*
 816      * Tile borders are a darker grey than the background.
 817      */
 818     ret[COL_BORDER * 3 + 0] = 0.5F * ret[COL_BACKGROUND * 3 + 0];
 819     ret[COL_BORDER * 3 + 1] = 0.5F * ret[COL_BACKGROUND * 3 + 1];
 820     ret[COL_BORDER * 3 + 2] = 0.5F * ret[COL_BACKGROUND * 3 + 2];
 821
 822     /*
 823      * Locked tiles are a grey in between those two.
 824      */
 825     ret[COL_LOCKED * 3 + 0] = 0.75F * ret[COL_BACKGROUND * 3 + 0];
 826     ret[COL_LOCKED * 3 + 1] = 0.75F * ret[COL_BACKGROUND * 3 + 1];
 827     ret[COL_LOCKED * 3 + 2] = 0.75F * ret[COL_BACKGROUND * 3 + 2];
 828
 829     return ret;
 830 }
 831
 832 static void draw_thick_line(frontend *fe, int x1, int y1, int x2, int y2,
 833                             int colour)
 834 {
 835     draw_line(fe, x1-1, y1, x2-1, y2, COL_WIRE);
 836     draw_line(fe, x1+1, y1, x2+1, y2, COL_WIRE);
 837     draw_line(fe, x1, y1-1, x2, y2-1, COL_WIRE);
 838     draw_line(fe, x1, y1+1, x2, y2+1, COL_WIRE);
 839     draw_line(fe, x1, y1, x2, y2, colour);
 840 }
 841
 842 static void draw_rect_coords(frontend *fe, int x1, int y1, int x2, int y2,
 843                              int colour)
 844 {
 845     int mx = (x1 < x2 ? x1 : x2);
 846     int my = (y1 < y2 ? y1 : y2);
 847     int dx = (x2 + x1 - 2*mx + 1);
 848     int dy = (y2 + y1 - 2*my + 1);
 849
 850     draw_rect(fe, mx, my, dx, dy, colour);
 851 }
 852
 853 static void draw_barrier_corner(frontend *fe, int x, int y, int dir, int phase)
 854 {
 855     int bx = WINDOW_OFFSET + TILE_SIZE * x;
 856     int by = WINDOW_OFFSET + TILE_SIZE * y;
 857     int x1, y1, dx, dy, dir2;
 858
 859     dir >>= 4;
 860
 861     dir2 = A(dir);
 862     dx = X(dir) + X(dir2);
 863     dy = Y(dir) + Y(dir2);
 864     x1 = (dx > 0 ? TILE_SIZE+TILE_BORDER-1 : 0);
 865     y1 = (dy > 0 ? TILE_SIZE+TILE_BORDER-1 : 0);
 866
 867     if (phase == 0) {
 868         draw_rect_coords(fe, bx+x1, by+y1,
 869                          bx+x1-TILE_BORDER*dx, by+y1-(TILE_BORDER-1)*dy,
 870                          COL_WIRE);
 871         draw_rect_coords(fe, bx+x1, by+y1,
 872                          bx+x1-(TILE_BORDER-1)*dx, by+y1-TILE_BORDER*dy,
 873                          COL_WIRE);
 874     } else {
 875         draw_rect_coords(fe, bx+x1, by+y1,
 876                          bx+x1-(TILE_BORDER-1)*dx, by+y1-(TILE_BORDER-1)*dy,
 877                          COL_BARRIER);
 878     }
 879 }
 880
 881 static void draw_barrier(frontend *fe, int x, int y, int dir, int phase)
 882 {
 883     int bx = WINDOW_OFFSET + TILE_SIZE * x;
 884     int by = WINDOW_OFFSET + TILE_SIZE * y;
 885     int x1, y1, w, h;
 886
 887     x1 = (X(dir) > 0 ? TILE_SIZE : X(dir) == 0 ? TILE_BORDER : 0);
 888     y1 = (Y(dir) > 0 ? TILE_SIZE : Y(dir) == 0 ? TILE_BORDER : 0);
 889     w = (X(dir) ? TILE_BORDER : TILE_SIZE - TILE_BORDER);
 890     h = (Y(dir) ? TILE_BORDER : TILE_SIZE - TILE_BORDER);
 891
 892     if (phase == 0) {
 893         draw_rect(fe, bx+x1-X(dir), by+y1-Y(dir), w, h, COL_WIRE);
 894     } else {
 895         draw_rect(fe, bx+x1, by+y1, w, h, COL_BARRIER);
 896     }
 897 }
 898
 899 static void draw_tile(frontend *fe, game_state *state, int x, int y, int tile,
 900                       float angle)
 901 {
 902     int bx = WINDOW_OFFSET + TILE_SIZE * x;
 903     int by = WINDOW_OFFSET + TILE_SIZE * y;
 904     float matrix[4];
 905     float cx, cy, ex, ey, tx, ty;
 906     int dir, col, phase;
 907
 908     /*
 909      * When we draw a single tile, we must draw everything up to
 910      * and including the borders around the tile. This means that
 911      * if the neighbouring tiles have connections to those borders,
 912      * we must draw those connections on the borders themselves.
 913      *
 914      * This would be terribly fiddly if we ever had to draw a tile
 915      * while its neighbour was in mid-rotate, because we'd have to
 916      * arrange to _know_ that the neighbour was being rotated and
 917      * hence had an anomalous effect on the redraw of this tile.
 918      * Fortunately, the drawing algorithm avoids ever calling us in
 919      * this circumstance: we're either drawing lots of straight
 920      * tiles at game start or after a move is complete, or we're
 921      * repeatedly drawing only the rotating tile. So no problem.
 922      */
 923
 924     /*
 925      * So. First blank the tile out completely: draw a big
 926      * rectangle in border colour, and a smaller rectangle in
 927      * background colour to fill it in.
 928      */
 929     draw_rect(fe, bx, by, TILE_SIZE+TILE_BORDER, TILE_SIZE+TILE_BORDER,
 930               COL_BORDER);
 931     draw_rect(fe, bx+TILE_BORDER, by+TILE_BORDER,
 932               TILE_SIZE-TILE_BORDER, TILE_SIZE-TILE_BORDER,
 933               tile & LOCKED ? COL_LOCKED : COL_BACKGROUND);
 934
 935     /*
 936      * Set up the rotation matrix.
 937      */
 938     matrix[0] = (float)cos(angle * PI / 180.0);
 939     matrix[1] = (float)-sin(angle * PI / 180.0);
 940     matrix[2] = (float)sin(angle * PI / 180.0);
 941     matrix[3] = (float)cos(angle * PI / 180.0);
 942
 943     /*
 944      * Draw the wires.
 945      */
 946     cx = cy = TILE_BORDER + (TILE_SIZE-TILE_BORDER) / 2.0F - 0.5F;
 947     col = (tile & ACTIVE ? COL_POWERED : COL_WIRE);
 948     for (dir = 1; dir < 0x10; dir <<= 1) {
 949         if (tile & dir) {
 950             ex = (TILE_SIZE - TILE_BORDER - 1.0F) / 2.0F * X(dir);
 951             ey = (TILE_SIZE - TILE_BORDER - 1.0F) / 2.0F * Y(dir);
 952             MATMUL(tx, ty, matrix, ex, ey);
 953             draw_thick_line(fe, bx+(int)cx, by+(int)cy,
 954                             bx+(int)(cx+tx), by+(int)(cy+ty),
 955                             COL_WIRE);
 956         }
 957     }
 958     for (dir = 1; dir < 0x10; dir <<= 1) {
 959         if (tile & dir) {
 960             ex = (TILE_SIZE - TILE_BORDER - 1.0F) / 2.0F * X(dir);
 961             ey = (TILE_SIZE - TILE_BORDER - 1.0F) / 2.0F * Y(dir);
 962             MATMUL(tx, ty, matrix, ex, ey);
 963             draw_line(fe, bx+(int)cx, by+(int)cy,
 964                       bx+(int)(cx+tx), by+(int)(cy+ty), col);
 965         }
 966     }
 967
 968     /*
 969      * Draw the box in the middle. We do this in blue if the tile
 970      * is an unpowered endpoint, in cyan if the tile is a powered
 971      * endpoint, in black if the tile is the centrepiece, and
 972      * otherwise not at all.
 973      */
 974     col = -1;
 975     if (x == state->cx && y == state->cy)
 976         col = COL_WIRE;
 977     else if (COUNT(tile) == 1) {
 978         col = (tile & ACTIVE ? COL_POWERED : COL_ENDPOINT);
 979     }
 980     if (col >= 0) {
 981         int i, points[8];
 982
 983         points[0] = +1; points[1] = +1;
 984         points[2] = +1; points[3] = -1;
 985         points[4] = -1; points[5] = -1;
 986         points[6] = -1; points[7] = +1;
 987
 988         for (i = 0; i < 8; i += 2) {
 989             ex = (TILE_SIZE * 0.24F) * points[i];
 990             ey = (TILE_SIZE * 0.24F) * points[i+1];
 991             MATMUL(tx, ty, matrix, ex, ey);
 992             points[i] = bx+(int)(cx+tx);
 993             points[i+1] = by+(int)(cy+ty);
 994         }
 995
 996         draw_polygon(fe, points, 4, TRUE, col);
 997         draw_polygon(fe, points, 4, FALSE, COL_WIRE);
 998     }
 999
1000     /*
1001      * Draw the points on the border if other tiles are connected
1002      * to us.
1003      */
1004     for (dir = 1; dir < 0x10; dir <<= 1) {
1005         int dx, dy, px, py, lx, ly, vx, vy, ox, oy;
1006
1007         dx = X(dir);
1008         dy = Y(dir);
1009
1010         ox = x + dx;
1011         oy = y + dy;
1012
1013         if (ox < 0 || ox >= state->width || oy < 0 || oy >= state->height)
1014             continue;
1015
1016         if (!(tile(state, ox, oy) & F(dir)))
1017             continue;
1018
1019         px = bx + (int)(dx>0 ? TILE_SIZE + TILE_BORDER - 1 : dx<0 ? 0 : cx);
1020         py = by + (int)(dy>0 ? TILE_SIZE + TILE_BORDER - 1 : dy<0 ? 0 : cy);
1021         lx = dx * (TILE_BORDER-1);
1022         ly = dy * (TILE_BORDER-1);
1023         vx = (dy ? 1 : 0);
1024         vy = (dx ? 1 : 0);
1025
1026         if (angle == 0.0 && (tile & dir)) {
1027             /*
1028              * If we are fully connected to the other tile, we must
1029              * draw right across the tile border. (We can use our
1030              * own ACTIVE state to determine what colour to do this
1031              * in: if we are fully connected to the other tile then
1032              * the two ACTIVE states will be the same.)
1033              */
1034             draw_rect_coords(fe, px-vx, py-vy, px+lx+vx, py+ly+vy, COL_WIRE);
1035             draw_rect_coords(fe, px, py, px+lx, py+ly,
1036                              (tile & ACTIVE) ? COL_POWERED : COL_WIRE);
1037         } else {
1038             /*
1039              * The other tile extends into our border, but isn't
1040              * actually connected to us. Just draw a single black
1041              * dot.
1042              */
1043             draw_rect_coords(fe, px, py, px, py, COL_WIRE);
1044         }
1045     }
1046
1047     /*
1048      * Draw barrier corners, and then barriers.
1049      */
1050     for (phase = 0; phase < 2; phase++) {
1051         for (dir = 1; dir < 0x10; dir <<= 1)
1052             if (barrier(state, x, y) & (dir << 4))
1053                 draw_barrier_corner(fe, x, y, dir << 4, phase);
1054         for (dir = 1; dir < 0x10; dir <<= 1)
1055             if (barrier(state, x, y) & dir)
1056                 draw_barrier(fe, x, y, dir, phase);
1057     }
1058
1059     draw_update(fe, bx, by, TILE_SIZE+TILE_BORDER, TILE_SIZE+TILE_BORDER);
1060 }
1061
1062 void game_redraw(frontend *fe, game_drawstate *ds, game_state *oldstate,
1063                  game_state *state, float t, float ft)
1064 {
1065     int x, y, tx, ty, frame;
1066     unsigned char *active;
1067     float angle = 0.0;
1068
1069     /*
1070      * Clear the screen and draw the exterior barrier lines if this
1071      * is our first call.
1072      */
1073     if (!ds->started) {
1074         int phase;
1075
1076         ds->started = TRUE;
1077
1078         draw_rect(fe, 0, 0,
1079                   WINDOW_OFFSET * 2 + TILE_SIZE * state->width + TILE_BORDER,
1080                   WINDOW_OFFSET * 2 + TILE_SIZE * state->height + TILE_BORDER,
1081                   COL_BACKGROUND);
1082         draw_update(fe, 0, 0,
1083                     WINDOW_OFFSET*2 + TILE_SIZE*state->width + TILE_BORDER,
1084                     WINDOW_OFFSET*2 + TILE_SIZE*state->height + TILE_BORDER);
1085
1086         for (phase = 0; phase < 2; phase++) {
1087
1088             for (x = 0; x < ds->width; x++) {
1089                 if (barrier(state, x, 0) & UL)
1090                     draw_barrier_corner(fe, x, -1, LD, phase);
1091                 if (barrier(state, x, 0) & RU)
1092                     draw_barrier_corner(fe, x, -1, DR, phase);
1093                 if (barrier(state, x, 0) & U)
1094                     draw_barrier(fe, x, -1, D, phase);
1095                 if (barrier(state, x, ds->height-1) & DR)
1096                     draw_barrier_corner(fe, x, ds->height, RU, phase);
1097                 if (barrier(state, x, ds->height-1) & LD)
1098                     draw_barrier_corner(fe, x, ds->height, UL, phase);
1099                 if (barrier(state, x, ds->height-1) & D)
1100                     draw_barrier(fe, x, ds->height, U, phase);
1101             }
1102
1103             for (y = 0; y < ds->height; y++) {
1104                 if (barrier(state, 0, y) & UL)
1105                     draw_barrier_corner(fe, -1, y, RU, phase);
1106                 if (barrier(state, 0, y) & LD)
1107                     draw_barrier_corner(fe, -1, y, DR, phase);
1108                 if (barrier(state, 0, y) & L)
1109                     draw_barrier(fe, -1, y, R, phase);
1110                 if (barrier(state, ds->width-1, y) & RU)
1111                     draw_barrier_corner(fe, ds->width, y, UL, phase);
1112                 if (barrier(state, ds->width-1, y) & DR)
1113                     draw_barrier_corner(fe, ds->width, y, LD, phase);
1114                 if (barrier(state, ds->width-1, y) & R)
1115                     draw_barrier(fe, ds->width, y, L, phase);
1116             }
1117         }
1118     }
1119
1120     tx = ty = -1;
1121     if (oldstate && (t < ROTATE_TIME)) {
1122         /*
1123          * We're animating a tile rotation. Find the turning tile,
1124          * if any.
1125          */
1126         for (x = 0; x < oldstate->width; x++)
1127             for (y = 0; y < oldstate->height; y++)
1128                 if ((tile(oldstate, x, y) ^ tile(state, x, y)) & 0xF) {
1129                     tx = x, ty = y;
1130                     goto break_label;  /* leave both loops at once */
1131                 }
1132         break_label:
1133
1134         if (tx >= 0) {
1135             if (tile(state, tx, ty) == ROT(tile(oldstate, tx, ty),
1136                                            state->last_rotate_dir))
1137                 angle = state->last_rotate_dir * 90.0F * (t / ROTATE_TIME);
1138             else
1139                 angle = state->last_rotate_dir * -90.0F * (t / ROTATE_TIME);
1140             state = oldstate;
1141         }
1142     }
1143
1144     frame = -1;
1145     if (ft > 0) {
1146         /*
1147          * We're animating a completion flash. Find which frame
1148          * we're at.
1149          */
1150         frame = (int)(ft / FLASH_FRAME);
1151     }
1152
1153     /*
1154      * Draw any tile which differs from the way it was last drawn.
1155      */
1156     active = compute_active(state);
1157
1158     for (x = 0; x < ds->width; x++)
1159         for (y = 0; y < ds->height; y++) {
1160             unsigned char c = tile(state, x, y) | index(state, active, x, y);
1161
1162             /*
1163              * In a completion flash, we adjust the LOCKED bit
1164              * depending on our distance from the centre point and
1165              * the frame number.
1166              */
1167             if (frame >= 0) {
1168                 int xdist, ydist, dist;
1169                 xdist = (x < state->cx ? state->cx - x : x - state->cx);
1170                 ydist = (y < state->cy ? state->cy - y : y - state->cy);
1171                 dist = (xdist > ydist ? xdist : ydist);
1172
1173                 if (frame >= dist && frame < dist+4) {
1174                     int lock = (frame - dist) & 1;
1175                     lock = lock ? LOCKED : 0;
1176                     c = (c &~ LOCKED) | lock;
1177                 }
1178             }
1179
1180             if (index(state, ds->visible, x, y) != c ||
1181                 index(state, ds->visible, x, y) == 0xFF ||
1182                 (x == tx && y == ty)) {
1183                 draw_tile(fe, state, x, y, c,
1184                           (x == tx && y == ty ? angle : 0.0F));
1185                 if (x == tx && y == ty)
1186                     index(state, ds->visible, x, y) = 0xFF;
1187                 else
1188                     index(state, ds->visible, x, y) = c;
1189             }
1190         }
1191
1192     sfree(active);
1193 }
1194
1195 float game_anim_length(game_state *oldstate, game_state *newstate)
1196 {
1197     int x, y;
1198
1199     /*
1200      * If there's a tile which has been rotated, allow time to
1201      * animate its rotation.
1202      */
1203     for (x = 0; x < oldstate->width; x++)
1204         for (y = 0; y < oldstate->height; y++)
1205             if ((tile(oldstate, x, y) ^ tile(newstate, x, y)) & 0xF) {
1206                 return ROTATE_TIME;
1207             }
1208
1209     return 0.0F;
1210 }
1211
1212 float game_flash_length(game_state *oldstate, game_state *newstate)
1213 {
1214     /*
1215      * If the game has just been completed, we display a completion
1216      * flash.
1217      */
1218     if (!oldstate->completed && newstate->completed) {
1219         int size;
1220         size = 0;
1221         if (size < newstate->cx+1)
1222             size = newstate->cx+1;
1223         if (size < newstate->cy+1)
1224             size = newstate->cy+1;
1225         if (size < newstate->width - newstate->cx)
1226             size = newstate->width - newstate->cx;
1227         if (size < newstate->height - newstate->cy)
1228             size = newstate->height - newstate->cy;
1229         return FLASH_FRAME * (size+4);
1230     }
1231
1232     return 0.0F;
1233 }