pattern.c

   1 /*
   2  * pattern.c: the pattern-reconstruction game known as `nonograms'.
   3  *
   4  * TODO before checkin:
   5  *
   6  *  - make some sort of stab at number-of-numbers judgment
   7  */
   8
   9 #include <stdio.h>
  10 #include <stdlib.h>
  11 #include <string.h>
  12 #include <assert.h>
  13 #include <ctype.h>
  14 #include <math.h>
  15
  16 #include "puzzles.h"
  17
  18 #define max(x,y) ( (x)>(y) ? (x):(y) )
  19 #define min(x,y) ( (x)<(y) ? (x):(y) )
  20
  21 enum {
  22     COL_BACKGROUND,
  23     COL_EMPTY,
  24     COL_FULL,
  25     COL_UNKNOWN,
  26     COL_GRID,
  27     NCOLOURS
  28 };
  29
  30 #define BORDER 18
  31 #define TLBORDER(d) ( (d) / 5 + 2 )
  32 #define GUTTER 12
  33 #define TILE_SIZE 24
  34
  35 #define FROMCOORD(d, x) \
  36         ( ((x) - (BORDER + GUTTER + TILE_SIZE * TLBORDER(d))) / TILE_SIZE )
  37
  38 #define SIZE(d) (2*BORDER + GUTTER + TILE_SIZE * (TLBORDER(d) + (d)))
  39
  40 #define TOCOORD(d, x) (BORDER + GUTTER + TILE_SIZE * (TLBORDER(d) + (x)))
  41
  42 struct game_params {
  43     int w, h;
  44 };
  45
  46 #define GRID_UNKNOWN 2
  47 #define GRID_FULL 1
  48 #define GRID_EMPTY 0
  49
  50 struct game_state {
  51     int w, h;
  52     unsigned char *grid;
  53     int rowsize;
  54     int *rowdata, *rowlen;
  55     int completed;
  56 };
  57
  58 #define FLASH_TIME 0.13F
  59
  60 static game_params *default_params(void)
  61 {
  62     game_params *ret = snew(game_params);
  63
  64     ret->w = ret->h = 15;
  65
  66     return ret;
  67 }
  68
  69 static int game_fetch_preset(int i, char **name, game_params **params)
  70 {
  71     game_params *ret;
  72     char str[80];
  73     static const struct { int x, y; } values[] = {
  74         {10, 10},
  75         {15, 15},
  76         {20, 20},
  77         {25, 25},
  78         {30, 30},
  79     };
  80
  81     if (i < 0 || i >= lenof(values))
  82         return FALSE;
  83
  84     ret = snew(game_params);
  85     ret->w = values[i].x;
  86     ret->h = values[i].y;
  87
  88     sprintf(str, "%dx%d", ret->w, ret->h);
  89
  90     *name = dupstr(str);
  91     *params = ret;
  92     return TRUE;
  93 }
  94
  95 static void free_params(game_params *params)
  96 {
  97     sfree(params);
  98 }
  99
 100 static game_params *dup_params(game_params *params)
 101 {
 102     game_params *ret = snew(game_params);
 103     *ret = *params;                    /* structure copy */
 104     return ret;
 105 }
 106
 107 static game_params *decode_params(char const *string)
 108 {
 109     game_params *ret = default_params();
 110     char const *p = string;
 111
 112     ret->w = atoi(p);
 113     while (*p && isdigit(*p)) p++;
 114     if (*p == 'x') {
 115         p++;
 116         ret->h = atoi(p);
 117         while (*p && isdigit(*p)) p++;
 118     } else {
 119         ret->h = ret->w;
 120     }
 121
 122     return ret;
 123 }
 124
 125 static char *encode_params(game_params *params)
 126 {
 127     char ret[400];
 128     int len;
 129
 130     len = sprintf(ret, "%dx%d", params->w, params->h);
 131     assert(len < lenof(ret));
 132     ret[len] = '\0';
 133
 134     return dupstr(ret);
 135 }
 136
 137 static config_item *game_configure(game_params *params)
 138 {
 139     config_item *ret;
 140     char buf[80];
 141
 142     ret = snewn(3, config_item);
 143
 144     ret[0].name = "Width";
 145     ret[0].type = C_STRING;
 146     sprintf(buf, "%d", params->w);
 147     ret[0].sval = dupstr(buf);
 148     ret[0].ival = 0;
 149
 150     ret[1].name = "Height";
 151     ret[1].type = C_STRING;
 152     sprintf(buf, "%d", params->h);
 153     ret[1].sval = dupstr(buf);
 154     ret[1].ival = 0;
 155
 156     ret[2].name = NULL;
 157     ret[2].type = C_END;
 158     ret[2].sval = NULL;
 159     ret[2].ival = 0;
 160
 161     return ret;
 162 }
 163
 164 static game_params *custom_params(config_item *cfg)
 165 {
 166     game_params *ret = snew(game_params);
 167
 168     ret->w = atoi(cfg[0].sval);
 169     ret->h = atoi(cfg[1].sval);
 170
 171     return ret;
 172 }
 173
 174 static char *validate_params(game_params *params)
 175 {
 176     if (params->w <= 0 && params->h <= 0)
 177         return "Width and height must both be greater than zero";
 178     if (params->w <= 0)
 179         return "Width must be greater than zero";
 180     if (params->h <= 0)
 181         return "Height must be greater than zero";
 182     return NULL;
 183 }
 184
 185 /* ----------------------------------------------------------------------
 186  * Puzzle generation code.
 187  *
 188  * For this particular puzzle, it seemed important to me to ensure
 189  * a unique solution. I do this the brute-force way, by having a
 190  * solver algorithm alongside the generator, and repeatedly
 191  * generating a random grid until I find one whose solution is
 192  * unique. It turns out that this isn't too onerous on a modern PC
 193  * provided you keep grid size below around 30. Any offers of
 194  * better algorithms, however, will be very gratefully received.
 195  *
 196  * Another annoyance of this approach is that it limits the
 197  * available puzzles to those solvable by the algorithm I've used.
 198  * My algorithm only ever considers a single row or column at any
 199  * one time, which means it's incapable of solving the following
 200  * difficult example (found by Bella Image around 1995/6, when she
 201  * and I were both doing maths degrees):
 202  *
 203  *        2  1  2  1
 204  *
 205  *      +--+--+--+--+
 206  * 1 1  |  |  |  |  |
 207  *      +--+--+--+--+
 208  *   2  |  |  |  |  |
 209  *      +--+--+--+--+
 210  *   1  |  |  |  |  |
 211  *      +--+--+--+--+
 212  *   1  |  |  |  |  |
 213  *      +--+--+--+--+
 214  *
 215  * Obviously this cannot be solved by a one-row-or-column-at-a-time
 216  * algorithm (it would require at least one row or column reading
 217  * `2 1', `1 2', `3' or `4' to get started). However, it can be
 218  * proved to have a unique solution: if the top left square were
 219  * empty, then the only option for the top row would be to fill the
 220  * two squares in the 1 columns, which would imply the squares
 221  * below those were empty, leaving no place for the 2 in the second
 222  * row. Contradiction. Hence the top left square is full, and the
 223  * unique solution follows easily from that starting point.
 224  *
 225  * (The game ID for this puzzle is 4x4:2/1/2/1/1.1/2/1/1 , in case
 226  * it's useful to anyone.)
 227  */
 228
 229 static int float_compare(const void *av, const void *bv)
 230 {
 231     const float *a = (const float *)av;
 232     const float *b = (const float *)bv;
 233     if (*a < *b)
 234         return -1;
 235     else if (*a > *b)
 236         return +1;
 237     else
 238         return 0;
 239 }
 240
 241 static void generate(random_state *rs, int w, int h, unsigned char *retgrid)
 242 {
 243     float *fgrid;
 244     float *fgrid2;
 245     int step, i, j;
 246     float threshold;
 247
 248     fgrid = snewn(w*h, float);
 249
 250     for (i = 0; i < h; i++) {
 251         for (j = 0; j < w; j++) {
 252             fgrid[i*w+j] = random_upto(rs, 100000000UL) / 100000000.F;
 253         }
 254     }
 255
 256     /*
 257      * The above gives a completely random splattering of black and
 258      * white cells. We want to gently bias this in favour of _some_
 259      * reasonably thick areas of white and black, while retaining
 260      * some randomness and fine detail.
 261      *
 262      * So we evolve the starting grid using a cellular automaton.
 263      * Currently, I'm doing something very simple indeed, which is
 264      * to set each square to the average of the surrounding nine
 265      * cells (or the average of fewer, if we're on a corner).
 266      */
 267     for (step = 0; step < 1; step++) {
 268         fgrid2 = snewn(w*h, float);
 269
 270         for (i = 0; i < h; i++) {
 271             for (j = 0; j < w; j++) {
 272                 float sx, xbar;
 273                 int n, p, q;
 274
 275                 /*
 276                  * Compute the average of the surrounding cells.
 277                  */
 278                 n = 0;
 279                 sx = 0.F;
 280                 for (p = -1; p <= +1; p++) {
 281                     for (q = -1; q <= +1; q++) {
 282                         if (i+p < 0 || i+p >= h || j+q < 0 || j+q >= w)
 283                             continue;
 284                         /*
 285                          * An additional special case not mentioned
 286                          * above: if a grid dimension is 2xn then
 287                          * we do not average across that dimension
 288                          * at all. Otherwise a 2x2 grid would
 289                          * contain four identical squares.
 290                          */
 291                         if ((h==2 && p!=0) || (w==2 && q!=0))
 292                             continue;
 293                         n++;
 294                         sx += fgrid[(i+p)*w+(j+q)];
 295                     }
 296                 }
 297                 xbar = sx / n;
 298
 299                 fgrid2[i*w+j] = xbar;
 300             }
 301         }
 302
 303         sfree(fgrid);
 304         fgrid = fgrid2;
 305     }
 306
 307     fgrid2 = snewn(w*h, float);
 308     memcpy(fgrid2, fgrid, w*h*sizeof(float));
 309     qsort(fgrid2, w*h, sizeof(float), float_compare);
 310     threshold = fgrid2[w*h/2];
 311     sfree(fgrid2);
 312
 313     for (i = 0; i < h; i++) {
 314         for (j = 0; j < w; j++) {
 315             retgrid[i*w+j] = (fgrid[i*w+j] >= threshold ? GRID_FULL :
 316                               GRID_EMPTY);
 317         }
 318     }
 319
 320     sfree(fgrid);
 321 }
 322
 323 static int compute_rowdata(int *ret, unsigned char *start, int len, int step)
 324 {
 325     int i, n;
 326
 327     n = 0;
 328
 329     for (i = 0; i < len; i++) {
 330         if (start[i*step] == GRID_FULL) {
 331             int runlen = 1;
 332             while (i+runlen < len && start[(i+runlen)*step] == GRID_FULL)
 333                 runlen++;
 334             ret[n++] = runlen;
 335             i += runlen;
 336         }
 337
 338         if (i < len && start[i*step] == GRID_UNKNOWN)
 339             return -1;
 340     }
 341
 342     return n;
 343 }
 344
 345 #define UNKNOWN 0
 346 #define BLOCK 1
 347 #define DOT 2
 348 #define STILL_UNKNOWN 3
 349
 350 static void do_recurse(unsigned char *known, unsigned char *deduced,
 351                        unsigned char *row, int *data, int len,
 352                        int freespace, int ndone, int lowest)
 353 {
 354     int i, j, k;
 355
 356     if (data[ndone]) {
 357         for (i=0; i<=freespace; i++) {
 358             j = lowest;
 359             for (k=0; k<i; k++) row[j++] = DOT;
 360             for (k=0; k<data[ndone]; k++) row[j++] = BLOCK;
 361             if (j < len) row[j++] = DOT;
 362             do_recurse(known, deduced, row, data, len,
 363                        freespace-i, ndone+1, j);
 364         }
 365     } else {
 366         for (i=lowest; i<len; i++)
 367             row[i] = DOT;
 368         for (i=0; i<len; i++)
 369             if (known[i] && known[i] != row[i])
 370                 return;
 371         for (i=0; i<len; i++)
 372             deduced[i] |= row[i];
 373     }
 374 }
 375
 376 static int do_row(unsigned char *known, unsigned char *deduced,
 377                   unsigned char *row,
 378                   unsigned char *start, int len, int step, int *data)
 379 {
 380     int rowlen, i, freespace, done_any;
 381
 382     freespace = len+1;
 383     for (rowlen = 0; data[rowlen]; rowlen++)
 384         freespace -= data[rowlen]+1;
 385
 386     for (i = 0; i < len; i++) {
 387         known[i] = start[i*step];
 388         deduced[i] = 0;
 389     }
 390
 391     do_recurse(known, deduced, row, data, len, freespace, 0, 0);
 392     done_any = FALSE;
 393     for (i=0; i<len; i++)
 394         if (deduced[i] && deduced[i] != STILL_UNKNOWN && !known[i]) {
 395             start[i*step] = deduced[i];
 396             done_any = TRUE;
 397         }
 398     return done_any;
 399 }
 400
 401 static unsigned char *generate_soluble(random_state *rs, int w, int h)
 402 {
 403     int i, j, done_any, ok, ntries, max;
 404     unsigned char *grid, *matrix, *workspace;
 405     int *rowdata;
 406
 407     grid = snewn(w*h, unsigned char);
 408     matrix = snewn(w*h, unsigned char);
 409     max = max(w, h);
 410     workspace = snewn(max*3, unsigned char);
 411     rowdata = snewn(max+1, int);
 412
 413     ntries = 0;
 414
 415     do {
 416         ntries++;
 417
 418         generate(rs, w, h, grid);
 419
 420         /*
 421          * The game is a bit too easy if any row or column is
 422          * completely black or completely white. An exception is
 423          * made for rows/columns that are under 3 squares,
 424          * otherwise nothing will ever be successfully generated.
 425          */
 426         ok = TRUE;
 427         if (w > 2) {
 428             for (i = 0; i < h; i++) {
 429                 int colours = 0;
 430                 for (j = 0; j < w; j++)
 431                     colours |= (grid[i*w+j] == GRID_FULL ? 2 : 1);
 432                 if (colours != 3)
 433                     ok = FALSE;
 434             }
 435         }
 436         if (h > 2) {
 437             for (j = 0; j < w; j++) {
 438                 int colours = 0;
 439                 for (i = 0; i < h; i++)
 440                     colours |= (grid[i*w+j] == GRID_FULL ? 2 : 1);
 441                 if (colours != 3)
 442                     ok = FALSE;
 443             }
 444         }
 445         if (!ok)
 446             continue;
 447
 448         memset(matrix, 0, w*h);
 449
 450         do {
 451             done_any = 0;
 452             for (i=0; i<h; i++) {
 453                 rowdata[compute_rowdata(rowdata, grid+i*w, w, 1)] = 0;
 454                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
 455                                    matrix+i*w, w, 1, rowdata);
 456             }
 457             for (i=0; i<w; i++) {
 458                 rowdata[compute_rowdata(rowdata, grid+i, h, w)] = 0;
 459                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
 460                                    matrix+i, h, w, rowdata);
 461             }
 462         } while (done_any);
 463
 464         ok = TRUE;
 465         for (i=0; i<h; i++) {
 466             for (j=0; j<w; j++) {
 467                 if (matrix[i*w+j] == UNKNOWN)
 468                     ok = FALSE;
 469             }
 470         }
 471     } while (!ok);
 472
 473     sfree(matrix);
 474     sfree(workspace);
 475     sfree(rowdata);
 476     return grid;
 477 }
 478
 479 static char *new_game_seed(game_params *params, random_state *rs)
 480 {
 481     unsigned char *grid;
 482     int i, j, max, rowlen, *rowdata;
 483     char intbuf[80], *seed;
 484     int seedlen, seedpos;
 485
 486     grid = generate_soluble(rs, params->w, params->h);
 487     max = max(params->w, params->h);
 488     rowdata = snewn(max, int);
 489
 490     /*
 491      * Seed is a slash-separated list of row contents; each row
 492      * contents section is a dot-separated list of integers. Row
 493      * contents are listed in the order (columns left to right,
 494      * then rows top to bottom).
 495      *
 496      * Simplest way to handle memory allocation is to make two
 497      * passes, first computing the seed size and then writing it
 498      * out.
 499      */
 500     seedlen = 0;
 501     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
 502         if (i < params->w)
 503             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+i, params->h, params->w);
 504         else
 505             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+(i-params->w)*params->w,
 506                                      params->w, 1);
 507         if (rowlen > 0) {
 508             for (j = 0; j < rowlen; j++) {
 509                 seedlen += 1 + sprintf(intbuf, "%d", rowdata[j]);
 510             }
 511         } else {
 512             seedlen++;
 513         }
 514     }
 515     seed = snewn(seedlen, char);
 516     seedpos = 0;
 517     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
 518         if (i < params->w)
 519             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+i, params->h, params->w);
 520         else
 521             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+(i-params->w)*params->w,
 522                                      params->w, 1);
 523         if (rowlen > 0) {
 524             for (j = 0; j < rowlen; j++) {
 525                 int len = sprintf(seed+seedpos, "%d", rowdata[j]);
 526                 if (j+1 < rowlen)
 527                     seed[seedpos + len] = '.';
 528                 else
 529                     seed[seedpos + len] = '/';
 530                 seedpos += len+1;
 531             }
 532         } else {
 533             seed[seedpos++] = '/';
 534         }
 535     }
 536     assert(seedpos == seedlen);
 537     assert(seed[seedlen-1] == '/');
 538     seed[seedlen-1] = '\0';
 539     sfree(rowdata);
 540     return seed;
 541 }
 542
 543 static char *validate_seed(game_params *params, char *seed)
 544 {
 545     int i, n, rowspace;
 546     char *p;
 547
 548     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
 549         if (i < params->w)
 550             rowspace = params->h + 1;
 551         else
 552             rowspace = params->w + 1;
 553
 554         if (*seed && isdigit((unsigned char)*seed)) {
 555             do {
 556                 p = seed;
 557                 while (seed && isdigit((unsigned char)*seed)) seed++;
 558                 n = atoi(p);
 559                 rowspace -= n+1;
 560
 561                 if (rowspace < 0) {
 562                     if (i < params->w)
 563                         return "at least one column contains more numbers than will fit";
 564                     else
 565                         return "at least one row contains more numbers than will fit";
 566                 }
 567             } while (*seed++ == '.');
 568         } else {
 569             seed++;                    /* expect a slash immediately */
 570         }
 571
 572         if (seed[-1] == '/') {
 573             if (i+1 == params->w + params->h)
 574                 return "too many row/column specifications";
 575         } else if (seed[-1] == '\0') {
 576             if (i+1 < params->w + params->h)
 577                 return "too few row/column specifications";
 578         } else
 579             return "unrecognised character in game specification";
 580     }
 581
 582     return NULL;
 583 }
 584
 585 static game_state *new_game(game_params *params, char *seed)
 586 {
 587     int i;
 588     char *p;
 589     game_state *state = snew(game_state);
 590
 591     state->w = params->w;
 592     state->h = params->h;
 593
 594     state->grid = snewn(state->w * state->h, unsigned char);
 595     memset(state->grid, GRID_UNKNOWN, state->w * state->h);
 596
 597     state->rowsize = max(state->w, state->h);
 598     state->rowdata = snewn(state->rowsize * (state->w + state->h), int);
 599     state->rowlen = snewn(state->w + state->h, int);
 600
 601     state->completed = FALSE;
 602
 603     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
 604         state->rowlen[i] = 0;
 605         if (*seed && isdigit((unsigned char)*seed)) {
 606             do {
 607                 p = seed;
 608                 while (seed && isdigit((unsigned char)*seed)) seed++;
 609                 state->rowdata[state->rowsize * i + state->rowlen[i]++] =
 610                     atoi(p);
 611             } while (*seed++ == '.');
 612         } else {
 613             seed++;                    /* expect a slash immediately */
 614         }
 615     }
 616
 617     return state;
 618 }
 619
 620 static game_state *dup_game(game_state *state)
 621 {
 622     game_state *ret = snew(game_state);
 623
 624     ret->w = state->w;
 625     ret->h = state->h;
 626
 627     ret->grid = snewn(ret->w * ret->h, unsigned char);
 628     memcpy(ret->grid, state->grid, ret->w * ret->h);
 629
 630     ret->rowsize = state->rowsize;
 631     ret->rowdata = snewn(ret->rowsize * (ret->w + ret->h), int);
 632     ret->rowlen = snewn(ret->w + ret->h, int);
 633     memcpy(ret->rowdata, state->rowdata,
 634            ret->rowsize * (ret->w + ret->h) * sizeof(int));
 635     memcpy(ret->rowlen, state->rowlen,
 636            (ret->w + ret->h) * sizeof(int));
 637
 638     ret->completed = state->completed;
 639
 640     return ret;
 641 }
 642
 643 static void free_game(game_state *state)
 644 {
 645     sfree(state->rowdata);
 646     sfree(state->rowlen);
 647     sfree(state->grid);
 648     sfree(state);
 649 }
 650
 651 static char *game_text_format(game_state *state)
 652 {
 653     return NULL;
 654 }
 655
 656 struct game_ui {
 657     int dragging;
 658     int drag_start_x;
 659     int drag_start_y;
 660     int drag_end_x;
 661     int drag_end_y;
 662     int drag, release, state;
 663 };
 664
 665 static game_ui *new_ui(game_state *state)
 666 {
 667     game_ui *ret;
 668
 669     ret = snew(game_ui);
 670     ret->dragging = FALSE;
 671
 672     return ret;
 673 }
 674
 675 static void free_ui(game_ui *ui)
 676 {
 677     sfree(ui);
 678 }
 679
 680 static game_state *make_move(game_state *from, game_ui *ui,
 681                              int x, int y, int button)
 682 {
 683     game_state *ret;
 684
 685     x = FROMCOORD(from->w, x);
 686     y = FROMCOORD(from->h, y);
 687
 688     if (x >= 0 && x < from->w && y >= 0 && y < from->h &&
 689         (button == LEFT_BUTTON || button == RIGHT_BUTTON ||
 690          button == MIDDLE_BUTTON)) {
 691
 692         ui->dragging = TRUE;
 693
 694         if (button == LEFT_BUTTON) {
 695             ui->drag = LEFT_DRAG;
 696             ui->release = LEFT_RELEASE;
 697             ui->state = GRID_FULL;
 698         } else if (button == RIGHT_BUTTON) {
 699             ui->drag = RIGHT_DRAG;
 700             ui->release = RIGHT_RELEASE;
 701             ui->state = GRID_EMPTY;
 702         } else /* if (button == MIDDLE_BUTTON) */ {
 703             ui->drag = MIDDLE_DRAG;
 704             ui->release = MIDDLE_RELEASE;
 705             ui->state = GRID_UNKNOWN;
 706         }
 707
 708         ui->drag_start_x = ui->drag_end_x = x;
 709         ui->drag_start_y = ui->drag_end_y = y;
 710
 711         return from;                   /* UI activity occurred */
 712     }
 713
 714     if (ui->dragging && button == ui->drag) {
 715         /*
 716          * There doesn't seem much point in allowing a rectangle
 717          * drag; people will generally only want to drag a single
 718          * horizontal or vertical line, so we make that easy by
 719          * snapping to it.
 720          *
 721          * Exception: if we're _middle_-button dragging to tag
 722          * things as UNKNOWN, we may well want to trash an entire
 723          * area and start over!
 724          */
 725         if (ui->state != GRID_UNKNOWN) {
 726             if (abs(x - ui->drag_start_x) > abs(y - ui->drag_start_y))
 727                 y = ui->drag_start_y;
 728             else
 729                 x = ui->drag_start_x;
 730         }
 731
 732         if (x < 0) x = 0;
 733         if (y < 0) y = 0;
 734         if (x >= from->w) x = from->w - 1;
 735         if (y >= from->h) y = from->h - 1;
 736
 737         ui->drag_end_x = x;
 738         ui->drag_end_y = y;
 739
 740         return from;                   /* UI activity occurred */
 741     }
 742
 743     if (ui->dragging && button == ui->release) {
 744         int x1, x2, y1, y2, xx, yy;
 745         int move_needed = FALSE;
 746
 747         x1 = min(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
 748         x2 = max(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
 749         y1 = min(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
 750         y2 = max(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
 751
 752         for (yy = y1; yy <= y2; yy++)
 753             for (xx = x1; xx <= x2; xx++)
 754                 if (from->grid[yy * from->w + xx] != ui->state)
 755                     move_needed = TRUE;
 756
 757         ui->dragging = FALSE;
 758
 759         if (move_needed) {
 760             ret = dup_game(from);
 761             for (yy = y1; yy <= y2; yy++)
 762                 for (xx = x1; xx <= x2; xx++)
 763                     ret->grid[yy * ret->w + xx] = ui->state;
 764
 765             /*
 766              * An actual change, so check to see if we've completed
 767              * the game.
 768              */
 769             if (!ret->completed) {
 770                 int *rowdata = snewn(ret->rowsize, int);
 771                 int i, len;
 772
 773                 ret->completed = TRUE;
 774
 775                 for (i=0; i<ret->w; i++) {
 776                     len = compute_rowdata(rowdata,
 777                                           ret->grid+i, ret->h, ret->w);
 778                     if (len != ret->rowlen[i] ||
 779                         memcmp(ret->rowdata+i*ret->rowsize, rowdata,
 780                                len * sizeof(int))) {
 781                         ret->completed = FALSE;
 782                         break;
 783                     }
 784                 }
 785                 for (i=0; i<ret->h; i++) {
 786                     len = compute_rowdata(rowdata,
 787                                           ret->grid+i*ret->w, ret->w, 1);
 788                     if (len != ret->rowlen[i+ret->w] ||
 789                         memcmp(ret->rowdata+(i+ret->w)*ret->rowsize, rowdata,
 790                                len * sizeof(int))) {
 791                         ret->completed = FALSE;
 792                         break;
 793                     }
 794                 }
 795
 796                 sfree(rowdata);
 797             }
 798
 799             return ret;
 800         } else
 801             return from;               /* UI activity occurred */
 802     }
 803
 804     return NULL;
 805 }
 806
 807 /* ----------------------------------------------------------------------
 808  * Drawing routines.
 809  */
 810
 811 struct game_drawstate {
 812     int started;
 813     int w, h;
 814     unsigned char *visible;
 815 };
 816
 817 static void game_size(game_params *params, int *x, int *y)
 818 {
 819     *x = SIZE(params->w);
 820     *y = SIZE(params->h);
 821 }
 822
 823 static float *game_colours(frontend *fe, game_state *state, int *ncolours)
 824 {
 825     float *ret = snewn(3 * NCOLOURS, float);
 826
 827     frontend_default_colour(fe, &ret[COL_BACKGROUND * 3]);
 828
 829     ret[COL_GRID * 3 + 0] = 0.3F;
 830     ret[COL_GRID * 3 + 1] = 0.3F;
 831     ret[COL_GRID * 3 + 2] = 0.3F;
 832
 833     ret[COL_UNKNOWN * 3 + 0] = 0.5F;
 834     ret[COL_UNKNOWN * 3 + 1] = 0.5F;
 835     ret[COL_UNKNOWN * 3 + 2] = 0.5F;
 836
 837     ret[COL_FULL * 3 + 0] = 0.0F;
 838     ret[COL_FULL * 3 + 1] = 0.0F;
 839     ret[COL_FULL * 3 + 2] = 0.0F;
 840
 841     ret[COL_EMPTY * 3 + 0] = 1.0F;
 842     ret[COL_EMPTY * 3 + 1] = 1.0F;
 843     ret[COL_EMPTY * 3 + 2] = 1.0F;
 844
 845     *ncolours = NCOLOURS;
 846     return ret;
 847 }
 848
 849 static game_drawstate *game_new_drawstate(game_state *state)
 850 {
 851     struct game_drawstate *ds = snew(struct game_drawstate);
 852
 853     ds->started = FALSE;
 854     ds->w = state->w;
 855     ds->h = state->h;
 856     ds->visible = snewn(ds->w * ds->h, unsigned char);
 857     memset(ds->visible, 255, ds->w * ds->h);
 858
 859     return ds;
 860 }
 861
 862 static void game_free_drawstate(game_drawstate *ds)
 863 {
 864     sfree(ds->visible);
 865     sfree(ds);
 866 }
 867
 868 static void grid_square(frontend *fe, game_drawstate *ds,
 869                         int y, int x, int state)
 870 {
 871     int xl, xr, yt, yb;
 872
 873     draw_rect(fe, TOCOORD(ds->w, x), TOCOORD(ds->h, y),
 874               TILE_SIZE, TILE_SIZE, COL_GRID);
 875
 876     xl = (x % 5 == 0 ? 1 : 0);
 877     yt = (y % 5 == 0 ? 1 : 0);
 878     xr = (x % 5 == 4 || x == ds->w-1 ? 1 : 0);
 879     yb = (y % 5 == 4 || y == ds->h-1 ? 1 : 0);
 880
 881     draw_rect(fe, TOCOORD(ds->w, x) + 1 + xl, TOCOORD(ds->h, y) + 1 + yt,
 882               TILE_SIZE - xl - xr - 1, TILE_SIZE - yt - yb - 1,
 883               (state == GRID_FULL ? COL_FULL :
 884                state == GRID_EMPTY ? COL_EMPTY : COL_UNKNOWN));
 885
 886     draw_update(fe, TOCOORD(ds->w, x), TOCOORD(ds->h, y),
 887                 TILE_SIZE, TILE_SIZE);
 888 }
 889
 890 static void game_redraw(frontend *fe, game_drawstate *ds, game_state *oldstate,
 891                  game_state *state, int dir, game_ui *ui,
 892                  float animtime, float flashtime)
 893 {
 894     int i, j;
 895     int x1, x2, y1, y2;
 896
 897     if (!ds->started) {
 898         /*
 899          * The initial contents of the window are not guaranteed
 900          * and can vary with front ends. To be on the safe side,
 901          * all games should start by drawing a big background-
 902          * colour rectangle covering the whole window.
 903          */
 904         draw_rect(fe, 0, 0, SIZE(ds->w), SIZE(ds->h), COL_BACKGROUND);
 905
 906         /*
 907          * Draw the numbers.
 908          */
 909         for (i = 0; i < ds->w + ds->h; i++) {
 910             int rowlen = state->rowlen[i];
 911             int *rowdata = state->rowdata + state->rowsize * i;
 912             int nfit;
 913
 914             /*
 915              * Normally I space the numbers out by the same
 916              * distance as the tile size. However, if there are
 917              * more numbers than available spaces, I have to squash
 918              * them up a bit.
 919              */
 920             nfit = max(rowlen, TLBORDER(ds->h))-1;
 921             assert(nfit > 0);
 922
 923             for (j = 0; j < rowlen; j++) {
 924                 int x, y;
 925                 char str[80];
 926
 927                 if (i < ds->w) {
 928                     x = TOCOORD(ds->w, i);
 929                     y = BORDER + TILE_SIZE * (TLBORDER(ds->h)-1);
 930                     y -= ((rowlen-j-1)*TILE_SIZE) * (TLBORDER(ds->h)-1) / nfit;
 931                 } else {
 932                     y = TOCOORD(ds->h, i - ds->w);
 933                     x = BORDER + TILE_SIZE * (TLBORDER(ds->w)-1);
 934                     x -= ((rowlen-j-1)*TILE_SIZE) * (TLBORDER(ds->h)-1) / nfit;
 935                 }
 936
 937                 sprintf(str, "%d", rowdata[j]);
 938                 draw_text(fe, x+TILE_SIZE/2, y+TILE_SIZE/2, FONT_VARIABLE,
 939                           TILE_SIZE/2, ALIGN_HCENTRE | ALIGN_VCENTRE,
 940                           COL_FULL, str);   /* FIXME: COL_TEXT */
 941             }
 942         }
 943
 944         /*
 945          * Draw the grid outline.
 946          */
 947         draw_rect(fe, TOCOORD(ds->w, 0) - 1, TOCOORD(ds->h, 0) - 1,
 948                   ds->w * TILE_SIZE + 3, ds->h * TILE_SIZE + 3,
 949                   COL_GRID);
 950
 951         ds->started = TRUE;
 952
 953         draw_update(fe, 0, 0, SIZE(ds->w), SIZE(ds->h));
 954     }
 955
 956     if (ui->dragging) {
 957         x1 = min(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
 958         x2 = max(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
 959         y1 = min(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
 960         y2 = max(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
 961     } else {
 962         x1 = x2 = y1 = y2 = -1;        /* placate gcc warnings */
 963     }
 964
 965     /*
 966      * Now draw any grid squares which have changed since last
 967      * redraw.
 968      */
 969     for (i = 0; i < ds->h; i++) {
 970         for (j = 0; j < ds->w; j++) {
 971             int val;
 972
 973             /*
 974              * Work out what state this square should be drawn in,
 975              * taking any current drag operation into account.
 976              */
 977             if (ui->dragging && x1 <= j && j <= x2 && y1 <= i && i <= y2)
 978                 val = ui->state;
 979             else
 980                 val = state->grid[i * state->w + j];
 981
 982             /*
 983              * Briefly invert everything twice during a completion
 984              * flash.
 985              */
 986             if (flashtime > 0 &&
 987                 (flashtime <= FLASH_TIME/3 || flashtime >= FLASH_TIME*2/3) &&
 988                 val != GRID_UNKNOWN)
 989                 val = (GRID_FULL ^ GRID_EMPTY) ^ val;
 990
 991             if (ds->visible[i * ds->w + j] != val) {
 992                 grid_square(fe, ds, i, j, val);
 993                 ds->visible[i * ds->w + j] = val;
 994             }
 995         }
 996     }
 997 }
 998
 999 static float game_anim_length(game_state *oldstate,
1000                               game_state *newstate, int dir)
1001 {
1002     return 0.0F;
1003 }
1004
1005 static float game_flash_length(game_state *oldstate,
1006                                game_state *newstate, int dir)
1007 {
1008     if (!oldstate->completed && newstate->completed)
1009         return FLASH_TIME;
1010     return 0.0F;
1011 }
1012
1013 static int game_wants_statusbar(void)
1014 {
1015     return FALSE;
1016 }
1017
1018 #ifdef COMBINED
1019 #define thegame pattern
1020 #endif
1021
1022 const struct game thegame = {
1023     "Pattern", "games.pattern",
1024     default_params,
1025     game_fetch_preset,
1026     decode_params,
1027     encode_params,
1028     free_params,
1029     dup_params,
1030     TRUE, game_configure, custom_params,
1031     validate_params,
1032     new_game_seed,
1033     validate_seed,
1034     new_game,
1035     dup_game,
1036     free_game,
1037     FALSE, game_text_format,
1038     new_ui,
1039     free_ui,
1040     make_move,
1041     game_size,
1042     game_colours,
1043     game_new_drawstate,
1044     game_free_drawstate,
1045     game_redraw,
1046     game_anim_length,
1047     game_flash_length,
1048     game_wants_statusbar,
1049 };
1050
1051 #ifdef STANDALONE_SOLVER
1052
1053 /*
1054  * gcc -DSTANDALONE_SOLVER -o patternsolver pattern.c malloc.c
1055  */
1056
1057 #include <stdarg.h>
1058
1059 void frontend_default_colour(frontend *fe, float *output) {}
1060 void draw_text(frontend *fe, int x, int y, int fonttype, int fontsize,
1061                int align, int colour, char *text) {}
1062 void draw_rect(frontend *fe, int x, int y, int w, int h, int colour) {}
1063 void draw_line(frontend *fe, int x1, int y1, int x2, int y2, int colour) {}
1064 void draw_polygon(frontend *fe, int *coords, int npoints,
1065                   int fill, int colour) {}
1066 void clip(frontend *fe, int x, int y, int w, int h) {}
1067 void unclip(frontend *fe) {}
1068 void start_draw(frontend *fe) {}
1069 void draw_update(frontend *fe, int x, int y, int w, int h) {}
1070 void end_draw(frontend *fe) {}
1071 unsigned long random_upto(random_state *state, unsigned long limit)
1072 { assert(!"Shouldn't get randomness"); return 0; }
1073
1074 void fatal(char *fmt, ...)
1075 {
1076     va_list ap;
1077
1078     fprintf(stderr, "fatal error: ");
1079
1080     va_start(ap, fmt);
1081     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1082     va_end(ap);
1083
1084     fprintf(stderr, "\n");
1085     exit(1);
1086 }
1087
1088 int main(int argc, char **argv)
1089 {
1090     game_params *p;
1091     game_state *s;
1092     int recurse = TRUE;
1093     char *id = NULL, *seed, *err;
1094     int y, x;
1095     int grade = FALSE;
1096
1097     while (--argc > 0) {
1098         char *p = *++argv;
1099         if (*p == '-') {
1100             fprintf(stderr, "%s: unrecognised option `%s'\n", argv[0]);
1101             return 1;
1102         } else {
1103             id = p;
1104         }
1105     }
1106
1107     if (!id) {
1108         fprintf(stderr, "usage: %s <game_id>\n", argv[0]);
1109         return 1;
1110     }
1111
1112     seed = strchr(id, ':');
1113     if (!seed) {
1114         fprintf(stderr, "%s: game id expects a colon in it\n", argv[0]);
1115         return 1;
1116     }
1117     *seed++ = '\0';
1118
1119     p = decode_params(id);
1120     err = validate_seed(p, seed);
1121     if (err) {
1122         fprintf(stderr, "%s: %s\n", argv[0], err);
1123         return 1;
1124     }
1125     s = new_game(p, seed);
1126
1127     {
1128         int w = p->w, h = p->h, i, j, done_any, max;
1129         unsigned char *matrix, *workspace;
1130         int *rowdata;
1131
1132         matrix = snewn(w*h, unsigned char);
1133         max = max(w, h);
1134         workspace = snewn(max*3, unsigned char);
1135         rowdata = snewn(max+1, int);
1136
1137         memset(matrix, 0, w*h);
1138
1139         do {
1140             done_any = 0;
1141             for (i=0; i<h; i++) {
1142                 memcpy(rowdata, s->rowdata + s->rowsize*(w+i),
1143                        max*sizeof(int));
1144                 rowdata[s->rowlen[w+i]] = 0;
1145                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
1146                                    matrix+i*w, w, 1, rowdata);
1147             }
1148             for (i=0; i<w; i++) {
1149                 memcpy(rowdata, s->rowdata + s->rowsize*i, max*sizeof(int));
1150                 rowdata[s->rowlen[i]] = 0;
1151                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
1152                                    matrix+i, h, w, rowdata);
1153             }
1154         } while (done_any);
1155
1156         for (i = 0; i < h; i++) {
1157             for (j = 0; j < w; j++) {
1158                 int c = (matrix[i*w+j] == UNKNOWN ? '?' :
1159                          matrix[i*w+j] == BLOCK ? '#' :
1160                          matrix[i*w+j] == DOT ? '.' :
1161                          '!');
1162                 putchar(c);
1163             }
1164             printf("\n");
1165         }
1166     }
1167
1168     return 0;
1169 }
1170
1171 #endif