chiark / gitweb /
More defensive-coding fixes from James H.
[sgt-puzzles.git] / pattern.c
1 /*
2  * pattern.c: the pattern-reconstruction game known as `nonograms'.
3  */
4
5 #include <stdio.h>
6 #include <stdlib.h>
7 #include <string.h>
8 #include <assert.h>
9 #include <ctype.h>
10 #include <math.h>
11
12 #include "puzzles.h"
13
14 enum {
15     COL_BACKGROUND,
16     COL_EMPTY,
17     COL_FULL,
18     COL_TEXT,
19     COL_UNKNOWN,
20     COL_GRID,
21     COL_CURSOR,
22     NCOLOURS
23 };
24
25 #define PREFERRED_TILE_SIZE 24
26 #define TILE_SIZE (ds->tilesize)
27 #define BORDER (3 * TILE_SIZE / 4)
28 #define TLBORDER(d) ( (d) / 5 + 2 )
29 #define GUTTER (TILE_SIZE / 2)
30
31 #define FROMCOORD(d, x) \
32         ( ((x) - (BORDER + GUTTER + TILE_SIZE * TLBORDER(d))) / TILE_SIZE )
33
34 #define SIZE(d) (2*BORDER + GUTTER + TILE_SIZE * (TLBORDER(d) + (d)))
35 #define GETTILESIZE(d, w) ((double)w / (2.0 + (double)TLBORDER(d) + (double)(d)))
36
37 #define TOCOORD(d, x) (BORDER + GUTTER + TILE_SIZE * (TLBORDER(d) + (x)))
38
39 struct game_params {
40     int w, h;
41 };
42
43 #define GRID_UNKNOWN 2
44 #define GRID_FULL 1
45 #define GRID_EMPTY 0
46
47 struct game_state {
48     int w, h;
49     unsigned char *grid;
50     int rowsize;
51     int *rowdata, *rowlen;
52     int completed, cheated;
53 };
54
55 #define FLASH_TIME 0.13F
56
57 static game_params *default_params(void)
58 {
59     game_params *ret = snew(game_params);
60
61     ret->w = ret->h = 15;
62
63     return ret;
64 }
65
66 static const struct game_params pattern_presets[] = {
67     {10, 10},
68     {15, 15},
69     {20, 20},
70 #ifndef SLOW_SYSTEM
71     {25, 25},
72     {30, 30},
73 #endif
74 };
75
76 static int game_fetch_preset(int i, char **name, game_params **params)
77 {
78     game_params *ret;
79     char str[80];
80
81     if (i < 0 || i >= lenof(pattern_presets))
82         return FALSE;
83
84     ret = snew(game_params);
85     *ret = pattern_presets[i];
86
87     sprintf(str, "%dx%d", ret->w, ret->h);
88
89     *name = dupstr(str);
90     *params = ret;
91     return TRUE;
92 }
93
94 static void free_params(game_params *params)
95 {
96     sfree(params);
97 }
98
99 static game_params *dup_params(game_params *params)
100 {
101     game_params *ret = snew(game_params);
102     *ret = *params;                    /* structure copy */
103     return ret;
104 }
105
106 static void decode_params(game_params *ret, char const *string)
107 {
108     char const *p = string;
109
110     ret->w = atoi(p);
111     while (*p && isdigit((unsigned char)*p)) p++;
112     if (*p == 'x') {
113         p++;
114         ret->h = atoi(p);
115         while (*p && isdigit((unsigned char)*p)) p++;
116     } else {
117         ret->h = ret->w;
118     }
119 }
120
121 static char *encode_params(game_params *params, int full)
122 {
123     char ret[400];
124     int len;
125
126     len = sprintf(ret, "%dx%d", params->w, params->h);
127     assert(len < lenof(ret));
128     ret[len] = '\0';
129
130     return dupstr(ret);
131 }
132
133 static config_item *game_configure(game_params *params)
134 {
135     config_item *ret;
136     char buf[80];
137
138     ret = snewn(3, config_item);
139
140     ret[0].name = "Width";
141     ret[0].type = C_STRING;
142     sprintf(buf, "%d", params->w);
143     ret[0].sval = dupstr(buf);
144     ret[0].ival = 0;
145
146     ret[1].name = "Height";
147     ret[1].type = C_STRING;
148     sprintf(buf, "%d", params->h);
149     ret[1].sval = dupstr(buf);
150     ret[1].ival = 0;
151
152     ret[2].name = NULL;
153     ret[2].type = C_END;
154     ret[2].sval = NULL;
155     ret[2].ival = 0;
156
157     return ret;
158 }
159
160 static game_params *custom_params(config_item *cfg)
161 {
162     game_params *ret = snew(game_params);
163
164     ret->w = atoi(cfg[0].sval);
165     ret->h = atoi(cfg[1].sval);
166
167     return ret;
168 }
169
170 static char *validate_params(game_params *params, int full)
171 {
172     if (params->w <= 0 || params->h <= 0)
173         return "Width and height must both be greater than zero";
174     return NULL;
175 }
176
177 /* ----------------------------------------------------------------------
178  * Puzzle generation code.
179  * 
180  * For this particular puzzle, it seemed important to me to ensure
181  * a unique solution. I do this the brute-force way, by having a
182  * solver algorithm alongside the generator, and repeatedly
183  * generating a random grid until I find one whose solution is
184  * unique. It turns out that this isn't too onerous on a modern PC
185  * provided you keep grid size below around 30. Any offers of
186  * better algorithms, however, will be very gratefully received.
187  * 
188  * Another annoyance of this approach is that it limits the
189  * available puzzles to those solvable by the algorithm I've used.
190  * My algorithm only ever considers a single row or column at any
191  * one time, which means it's incapable of solving the following
192  * difficult example (found by Bella Image around 1995/6, when she
193  * and I were both doing maths degrees):
194  * 
195  *        2  1  2  1 
196  *
197  *      +--+--+--+--+
198  * 1 1  |  |  |  |  |
199  *      +--+--+--+--+
200  *   2  |  |  |  |  |
201  *      +--+--+--+--+
202  *   1  |  |  |  |  |
203  *      +--+--+--+--+
204  *   1  |  |  |  |  |
205  *      +--+--+--+--+
206  * 
207  * Obviously this cannot be solved by a one-row-or-column-at-a-time
208  * algorithm (it would require at least one row or column reading
209  * `2 1', `1 2', `3' or `4' to get started). However, it can be
210  * proved to have a unique solution: if the top left square were
211  * empty, then the only option for the top row would be to fill the
212  * two squares in the 1 columns, which would imply the squares
213  * below those were empty, leaving no place for the 2 in the second
214  * row. Contradiction. Hence the top left square is full, and the
215  * unique solution follows easily from that starting point.
216  * 
217  * (The game ID for this puzzle is 4x4:2/1/2/1/1.1/2/1/1 , in case
218  * it's useful to anyone.)
219  */
220
221 static int float_compare(const void *av, const void *bv)
222 {
223     const float *a = (const float *)av;
224     const float *b = (const float *)bv;
225     if (*a < *b)
226         return -1;
227     else if (*a > *b)
228         return +1;
229     else
230         return 0;
231 }
232
233 static void generate(random_state *rs, int w, int h, unsigned char *retgrid)
234 {
235     float *fgrid;
236     float *fgrid2;
237     int step, i, j;
238     float threshold;
239
240     fgrid = snewn(w*h, float);
241
242     for (i = 0; i < h; i++) {
243         for (j = 0; j < w; j++) {
244             fgrid[i*w+j] = random_upto(rs, 100000000UL) / 100000000.F;
245         }
246     }
247
248     /*
249      * The above gives a completely random splattering of black and
250      * white cells. We want to gently bias this in favour of _some_
251      * reasonably thick areas of white and black, while retaining
252      * some randomness and fine detail.
253      * 
254      * So we evolve the starting grid using a cellular automaton.
255      * Currently, I'm doing something very simple indeed, which is
256      * to set each square to the average of the surrounding nine
257      * cells (or the average of fewer, if we're on a corner).
258      */
259     for (step = 0; step < 1; step++) {
260         fgrid2 = snewn(w*h, float);
261
262         for (i = 0; i < h; i++) {
263             for (j = 0; j < w; j++) {
264                 float sx, xbar;
265                 int n, p, q;
266
267                 /*
268                  * Compute the average of the surrounding cells.
269                  */
270                 n = 0;
271                 sx = 0.F;
272                 for (p = -1; p <= +1; p++) {
273                     for (q = -1; q <= +1; q++) {
274                         if (i+p < 0 || i+p >= h || j+q < 0 || j+q >= w)
275                             continue;
276                         /*
277                          * An additional special case not mentioned
278                          * above: if a grid dimension is 2xn then
279                          * we do not average across that dimension
280                          * at all. Otherwise a 2x2 grid would
281                          * contain four identical squares.
282                          */
283                         if ((h==2 && p!=0) || (w==2 && q!=0))
284                             continue;
285                         n++;
286                         sx += fgrid[(i+p)*w+(j+q)];
287                     }
288                 }
289                 xbar = sx / n;
290
291                 fgrid2[i*w+j] = xbar;
292             }
293         }
294
295         sfree(fgrid);
296         fgrid = fgrid2;
297     }
298
299     fgrid2 = snewn(w*h, float);
300     memcpy(fgrid2, fgrid, w*h*sizeof(float));
301     qsort(fgrid2, w*h, sizeof(float), float_compare);
302     threshold = fgrid2[w*h/2];
303     sfree(fgrid2);
304
305     for (i = 0; i < h; i++) {
306         for (j = 0; j < w; j++) {
307             retgrid[i*w+j] = (fgrid[i*w+j] >= threshold ? GRID_FULL :
308                               GRID_EMPTY);
309         }
310     }
311
312     sfree(fgrid);
313 }
314
315 static int compute_rowdata(int *ret, unsigned char *start, int len, int step)
316 {
317     int i, n;
318
319     n = 0;
320
321     for (i = 0; i < len; i++) {
322         if (start[i*step] == GRID_FULL) {
323             int runlen = 1;
324             while (i+runlen < len && start[(i+runlen)*step] == GRID_FULL)
325                 runlen++;
326             ret[n++] = runlen;
327             i += runlen;
328         }
329
330         if (i < len && start[i*step] == GRID_UNKNOWN)
331             return -1;
332     }
333
334     return n;
335 }
336
337 #define UNKNOWN 0
338 #define BLOCK 1
339 #define DOT 2
340 #define STILL_UNKNOWN 3
341
342 static void do_recurse(unsigned char *known, unsigned char *deduced,
343                        unsigned char *row, int *data, int len,
344                        int freespace, int ndone, int lowest)
345 {
346     int i, j, k;
347
348     if (data[ndone]) {
349         for (i=0; i<=freespace; i++) {
350             j = lowest;
351             for (k=0; k<i; k++) row[j++] = DOT;
352             for (k=0; k<data[ndone]; k++) row[j++] = BLOCK;
353             if (j < len) row[j++] = DOT;
354             do_recurse(known, deduced, row, data, len,
355                        freespace-i, ndone+1, j);
356         }
357     } else {
358         for (i=lowest; i<len; i++)
359             row[i] = DOT;
360         for (i=0; i<len; i++)
361             if (known[i] && known[i] != row[i])
362                 return;
363         for (i=0; i<len; i++)
364             deduced[i] |= row[i];
365     }
366 }
367
368 static int do_row(unsigned char *known, unsigned char *deduced,
369                   unsigned char *row,
370                   unsigned char *start, int len, int step, int *data)
371 {
372     int rowlen, i, freespace, done_any;
373
374     freespace = len+1;
375     for (rowlen = 0; data[rowlen]; rowlen++)
376         freespace -= data[rowlen]+1;
377
378     for (i = 0; i < len; i++) {
379         known[i] = start[i*step];
380         deduced[i] = 0;
381     }
382
383     do_recurse(known, deduced, row, data, len, freespace, 0, 0);
384     done_any = FALSE;
385     for (i=0; i<len; i++)
386         if (deduced[i] && deduced[i] != STILL_UNKNOWN && !known[i]) {
387             start[i*step] = deduced[i];
388             done_any = TRUE;
389         }
390     return done_any;
391 }
392
393 static unsigned char *generate_soluble(random_state *rs, int w, int h)
394 {
395     int i, j, done_any, ok, ntries, max;
396     unsigned char *grid, *matrix, *workspace;
397     int *rowdata;
398
399     grid = snewn(w*h, unsigned char);
400     matrix = snewn(w*h, unsigned char);
401     max = max(w, h);
402     workspace = snewn(max*3, unsigned char);
403     rowdata = snewn(max+1, int);
404
405     ntries = 0;
406
407     do {
408         ntries++;
409
410         generate(rs, w, h, grid);
411
412         /*
413          * The game is a bit too easy if any row or column is
414          * completely black or completely white. An exception is
415          * made for rows/columns that are under 3 squares,
416          * otherwise nothing will ever be successfully generated.
417          */
418         ok = TRUE;
419         if (w > 2) {
420             for (i = 0; i < h; i++) {
421                 int colours = 0;
422                 for (j = 0; j < w; j++)
423                     colours |= (grid[i*w+j] == GRID_FULL ? 2 : 1);
424                 if (colours != 3)
425                     ok = FALSE;
426             }
427         }
428         if (h > 2) {
429             for (j = 0; j < w; j++) {
430                 int colours = 0;
431                 for (i = 0; i < h; i++)
432                     colours |= (grid[i*w+j] == GRID_FULL ? 2 : 1);
433                 if (colours != 3)
434                     ok = FALSE;
435             }
436         }
437         if (!ok)
438             continue;
439
440         memset(matrix, 0, w*h);
441
442         do {
443             done_any = 0;
444             for (i=0; i<h; i++) {
445                 rowdata[compute_rowdata(rowdata, grid+i*w, w, 1)] = 0;
446                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
447                                    matrix+i*w, w, 1, rowdata);
448             }
449             for (i=0; i<w; i++) {
450                 rowdata[compute_rowdata(rowdata, grid+i, h, w)] = 0;
451                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
452                                    matrix+i, h, w, rowdata);
453             }
454         } while (done_any);
455
456         ok = TRUE;
457         for (i=0; i<h; i++) {
458             for (j=0; j<w; j++) {
459                 if (matrix[i*w+j] == UNKNOWN)
460                     ok = FALSE;
461             }
462         }
463     } while (!ok);
464
465     sfree(matrix);
466     sfree(workspace);
467     sfree(rowdata);
468     return grid;
469 }
470
471 static char *new_game_desc(game_params *params, random_state *rs,
472                            char **aux, int interactive)
473 {
474     unsigned char *grid;
475     int i, j, max, rowlen, *rowdata;
476     char intbuf[80], *desc;
477     int desclen, descpos;
478
479     grid = generate_soluble(rs, params->w, params->h);
480     max = max(params->w, params->h);
481     rowdata = snewn(max, int);
482
483     /*
484      * Save the solved game in aux.
485      */
486     {
487         char *ai = snewn(params->w * params->h + 2, char);
488
489         /*
490          * String format is exactly the same as a solve move, so we
491          * can just dupstr this in solve_game().
492          */
493
494         ai[0] = 'S';
495
496         for (i = 0; i < params->w * params->h; i++)
497             ai[i+1] = grid[i] ? '1' : '0';
498
499         ai[params->w * params->h + 1] = '\0';
500
501         *aux = ai;
502     }
503
504     /*
505      * Seed is a slash-separated list of row contents; each row
506      * contents section is a dot-separated list of integers. Row
507      * contents are listed in the order (columns left to right,
508      * then rows top to bottom).
509      * 
510      * Simplest way to handle memory allocation is to make two
511      * passes, first computing the seed size and then writing it
512      * out.
513      */
514     desclen = 0;
515     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
516         if (i < params->w)
517             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+i, params->h, params->w);
518         else
519             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+(i-params->w)*params->w,
520                                      params->w, 1);
521         if (rowlen > 0) {
522             for (j = 0; j < rowlen; j++) {
523                 desclen += 1 + sprintf(intbuf, "%d", rowdata[j]);
524             }
525         } else {
526             desclen++;
527         }
528     }
529     desc = snewn(desclen, char);
530     descpos = 0;
531     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
532         if (i < params->w)
533             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+i, params->h, params->w);
534         else
535             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+(i-params->w)*params->w,
536                                      params->w, 1);
537         if (rowlen > 0) {
538             for (j = 0; j < rowlen; j++) {
539                 int len = sprintf(desc+descpos, "%d", rowdata[j]);
540                 if (j+1 < rowlen)
541                     desc[descpos + len] = '.';
542                 else
543                     desc[descpos + len] = '/';
544                 descpos += len+1;
545             }
546         } else {
547             desc[descpos++] = '/';
548         }
549     }
550     assert(descpos == desclen);
551     assert(desc[desclen-1] == '/');
552     desc[desclen-1] = '\0';
553     sfree(rowdata);
554     sfree(grid);
555     return desc;
556 }
557
558 static char *validate_desc(game_params *params, char *desc)
559 {
560     int i, n, rowspace;
561     char *p;
562
563     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
564         if (i < params->w)
565             rowspace = params->h + 1;
566         else
567             rowspace = params->w + 1;
568
569         if (*desc && isdigit((unsigned char)*desc)) {
570             do {
571                 p = desc;
572                 while (*desc && isdigit((unsigned char)*desc)) desc++;
573                 n = atoi(p);
574                 rowspace -= n+1;
575
576                 if (rowspace < 0) {
577                     if (i < params->w)
578                         return "at least one column contains more numbers than will fit";
579                     else
580                         return "at least one row contains more numbers than will fit";
581                 }
582             } while (*desc++ == '.');
583         } else {
584             desc++;                    /* expect a slash immediately */
585         }
586
587         if (desc[-1] == '/') {
588             if (i+1 == params->w + params->h)
589                 return "too many row/column specifications";
590         } else if (desc[-1] == '\0') {
591             if (i+1 < params->w + params->h)
592                 return "too few row/column specifications";
593         } else
594             return "unrecognised character in game specification";
595     }
596
597     return NULL;
598 }
599
600 static game_state *new_game(midend *me, game_params *params, char *desc)
601 {
602     int i;
603     char *p;
604     game_state *state = snew(game_state);
605
606     state->w = params->w;
607     state->h = params->h;
608
609     state->grid = snewn(state->w * state->h, unsigned char);
610     memset(state->grid, GRID_UNKNOWN, state->w * state->h);
611
612     state->rowsize = max(state->w, state->h);
613     state->rowdata = snewn(state->rowsize * (state->w + state->h), int);
614     state->rowlen = snewn(state->w + state->h, int);
615
616     state->completed = state->cheated = FALSE;
617
618     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
619         state->rowlen[i] = 0;
620         if (*desc && isdigit((unsigned char)*desc)) {
621             do {
622                 p = desc;
623                 while (*desc && isdigit((unsigned char)*desc)) desc++;
624                 state->rowdata[state->rowsize * i + state->rowlen[i]++] =
625                     atoi(p);
626             } while (*desc++ == '.');
627         } else {
628             desc++;                    /* expect a slash immediately */
629         }
630     }
631
632     return state;
633 }
634
635 static game_state *dup_game(game_state *state)
636 {
637     game_state *ret = snew(game_state);
638
639     ret->w = state->w;
640     ret->h = state->h;
641
642     ret->grid = snewn(ret->w * ret->h, unsigned char);
643     memcpy(ret->grid, state->grid, ret->w * ret->h);
644
645     ret->rowsize = state->rowsize;
646     ret->rowdata = snewn(ret->rowsize * (ret->w + ret->h), int);
647     ret->rowlen = snewn(ret->w + ret->h, int);
648     memcpy(ret->rowdata, state->rowdata,
649            ret->rowsize * (ret->w + ret->h) * sizeof(int));
650     memcpy(ret->rowlen, state->rowlen,
651            (ret->w + ret->h) * sizeof(int));
652
653     ret->completed = state->completed;
654     ret->cheated = state->cheated;
655
656     return ret;
657 }
658
659 static void free_game(game_state *state)
660 {
661     sfree(state->rowdata);
662     sfree(state->rowlen);
663     sfree(state->grid);
664     sfree(state);
665 }
666
667 static char *solve_game(game_state *state, game_state *currstate,
668                         char *ai, char **error)
669 {
670     unsigned char *matrix;
671     int w = state->w, h = state->h;
672     int i;
673     char *ret;
674     int done_any, max;
675     unsigned char *workspace;
676     int *rowdata;
677
678     /*
679      * If we already have the solved state in ai, copy it out.
680      */
681     if (ai)
682         return dupstr(ai);
683
684     matrix = snewn(w*h, unsigned char);
685     max = max(w, h);
686     workspace = snewn(max*3, unsigned char);
687     rowdata = snewn(max+1, int);
688
689     memset(matrix, 0, w*h);
690
691     do {
692         done_any = 0;
693         for (i=0; i<h; i++) {
694             memcpy(rowdata, state->rowdata + state->rowsize*(w+i),
695                    max*sizeof(int));
696             rowdata[state->rowlen[w+i]] = 0;
697             done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
698                                matrix+i*w, w, 1, rowdata);
699         }
700         for (i=0; i<w; i++) {
701             memcpy(rowdata, state->rowdata + state->rowsize*i, max*sizeof(int));
702             rowdata[state->rowlen[i]] = 0;
703             done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
704                                matrix+i, h, w, rowdata);
705         }
706     } while (done_any);
707
708     sfree(workspace);
709     sfree(rowdata);
710
711     for (i = 0; i < w*h; i++) {
712         if (matrix[i] != BLOCK && matrix[i] != DOT) {
713             sfree(matrix);
714             *error = "Solving algorithm cannot complete this puzzle";
715             return NULL;
716         }
717     }
718
719     ret = snewn(w*h+2, char);
720     ret[0] = 'S';
721     for (i = 0; i < w*h; i++) {
722         assert(matrix[i] == BLOCK || matrix[i] == DOT);
723         ret[i+1] = (matrix[i] == BLOCK ? '1' : '0');
724     }
725     ret[w*h+1] = '\0';
726
727     sfree(matrix);
728
729     return ret;
730 }
731
732 static int game_can_format_as_text_now(game_params *params)
733 {
734     return TRUE;
735 }
736
737 static char *game_text_format(game_state *state)
738 {
739     return NULL;
740 }
741
742 struct game_ui {
743     int dragging;
744     int drag_start_x;
745     int drag_start_y;
746     int drag_end_x;
747     int drag_end_y;
748     int drag, release, state;
749     int cur_x, cur_y, cur_visible;
750 };
751
752 static game_ui *new_ui(game_state *state)
753 {
754     game_ui *ret;
755
756     ret = snew(game_ui);
757     ret->dragging = FALSE;
758     ret->cur_x = ret->cur_y = ret->cur_visible = 0;
759
760     return ret;
761 }
762
763 static void free_ui(game_ui *ui)
764 {
765     sfree(ui);
766 }
767
768 static char *encode_ui(game_ui *ui)
769 {
770     return NULL;
771 }
772
773 static void decode_ui(game_ui *ui, char *encoding)
774 {
775 }
776
777 static void game_changed_state(game_ui *ui, game_state *oldstate,
778                                game_state *newstate)
779 {
780 }
781
782 struct game_drawstate {
783     int started;
784     int w, h;
785     int tilesize;
786     unsigned char *visible;
787     int cur_x, cur_y;
788 };
789
790 static char *interpret_move(game_state *state, game_ui *ui, game_drawstate *ds,
791                             int x, int y, int button)
792 {
793     button &= ~MOD_MASK;
794
795     x = FROMCOORD(state->w, x);
796     y = FROMCOORD(state->h, y);
797
798     if (x >= 0 && x < state->w && y >= 0 && y < state->h &&
799         (button == LEFT_BUTTON || button == RIGHT_BUTTON ||
800          button == MIDDLE_BUTTON)) {
801 #ifdef STYLUS_BASED
802         int currstate = state->grid[y * state->w + x];
803 #endif
804
805         ui->dragging = TRUE;
806
807         if (button == LEFT_BUTTON) {
808             ui->drag = LEFT_DRAG;
809             ui->release = LEFT_RELEASE;
810 #ifdef STYLUS_BASED
811             ui->state = currstate == GRID_FULL ? GRID_UNKNOWN : GRID_FULL;
812 #else
813             ui->state = GRID_FULL;
814 #endif
815         } else if (button == RIGHT_BUTTON) {
816             ui->drag = RIGHT_DRAG;
817             ui->release = RIGHT_RELEASE;
818 #ifdef STYLUS_BASED
819             ui->state = currstate == GRID_EMPTY ? GRID_UNKNOWN : GRID_EMPTY;
820 #else
821             ui->state = GRID_EMPTY;
822 #endif
823         } else /* if (button == MIDDLE_BUTTON) */ {
824             ui->drag = MIDDLE_DRAG;
825             ui->release = MIDDLE_RELEASE;
826             ui->state = GRID_UNKNOWN;
827         }
828
829         ui->drag_start_x = ui->drag_end_x = x;
830         ui->drag_start_y = ui->drag_end_y = y;
831         ui->cur_visible = 0;
832
833         return "";                     /* UI activity occurred */
834     }
835
836     if (ui->dragging && button == ui->drag) {
837         /*
838          * There doesn't seem much point in allowing a rectangle
839          * drag; people will generally only want to drag a single
840          * horizontal or vertical line, so we make that easy by
841          * snapping to it.
842          * 
843          * Exception: if we're _middle_-button dragging to tag
844          * things as UNKNOWN, we may well want to trash an entire
845          * area and start over!
846          */
847         if (ui->state != GRID_UNKNOWN) {
848             if (abs(x - ui->drag_start_x) > abs(y - ui->drag_start_y))
849                 y = ui->drag_start_y;
850             else
851                 x = ui->drag_start_x;
852         }
853
854         if (x < 0) x = 0;
855         if (y < 0) y = 0;
856         if (x >= state->w) x = state->w - 1;
857         if (y >= state->h) y = state->h - 1;
858
859         ui->drag_end_x = x;
860         ui->drag_end_y = y;
861
862         return "";                     /* UI activity occurred */
863     }
864
865     if (ui->dragging && button == ui->release) {
866         int x1, x2, y1, y2, xx, yy;
867         int move_needed = FALSE;
868
869         x1 = min(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
870         x2 = max(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
871         y1 = min(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
872         y2 = max(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
873
874         for (yy = y1; yy <= y2; yy++)
875             for (xx = x1; xx <= x2; xx++)
876                 if (state->grid[yy * state->w + xx] != ui->state)
877                     move_needed = TRUE;
878
879         ui->dragging = FALSE;
880
881         if (move_needed) {
882             char buf[80];
883             sprintf(buf, "%c%d,%d,%d,%d",
884                     (char)(ui->state == GRID_FULL ? 'F' :
885                            ui->state == GRID_EMPTY ? 'E' : 'U'),
886                     x1, y1, x2-x1+1, y2-y1+1);
887             return dupstr(buf);
888         } else
889             return "";                 /* UI activity occurred */
890     }
891
892     if (IS_CURSOR_MOVE(button)) {
893         move_cursor(button, &ui->cur_x, &ui->cur_y, state->w, state->h, 0);
894         ui->cur_visible = 1;
895         return "";
896     }
897     if (IS_CURSOR_SELECT(button)) {
898         int currstate = state->grid[ui->cur_y * state->w + ui->cur_x];
899         int newstate;
900         char buf[80];
901
902         if (!ui->cur_visible) {
903             ui->cur_visible = 1;
904             return "";
905         }
906
907         if (button == CURSOR_SELECT2)
908             newstate = currstate == GRID_UNKNOWN ? GRID_EMPTY :
909                 currstate == GRID_EMPTY ? GRID_FULL : GRID_UNKNOWN;
910         else
911             newstate = currstate == GRID_UNKNOWN ? GRID_FULL :
912                 currstate == GRID_FULL ? GRID_EMPTY : GRID_UNKNOWN;
913
914         sprintf(buf, "%c%d,%d,%d,%d",
915                 (char)(newstate == GRID_FULL ? 'F' :
916                        newstate == GRID_EMPTY ? 'E' : 'U'),
917                 ui->cur_x, ui->cur_y, 1, 1);
918         return dupstr(buf);
919     }
920
921     return NULL;
922 }
923
924 static game_state *execute_move(game_state *from, char *move)
925 {
926     game_state *ret;
927     int x1, x2, y1, y2, xx, yy;
928     int val;
929
930     if (move[0] == 'S' && strlen(move) == from->w * from->h + 1) {
931         int i;
932
933         ret = dup_game(from);
934
935         for (i = 0; i < ret->w * ret->h; i++)
936             ret->grid[i] = (move[i+1] == '1' ? GRID_FULL : GRID_EMPTY);
937
938         ret->completed = ret->cheated = TRUE;
939
940         return ret;
941     } else if ((move[0] == 'F' || move[0] == 'E' || move[0] == 'U') &&
942         sscanf(move+1, "%d,%d,%d,%d", &x1, &y1, &x2, &y2) == 4 &&
943         x1 >= 0 && x2 >= 0 && x1+x2 <= from->w &&
944         y1 >= 0 && y2 >= 0 && y1+y2 <= from->h) {
945
946         x2 += x1;
947         y2 += y1;
948         val = (move[0] == 'F' ? GRID_FULL :
949                  move[0] == 'E' ? GRID_EMPTY : GRID_UNKNOWN);
950
951         ret = dup_game(from);
952         for (yy = y1; yy < y2; yy++)
953             for (xx = x1; xx < x2; xx++)
954                 ret->grid[yy * ret->w + xx] = val;
955
956         /*
957          * An actual change, so check to see if we've completed the
958          * game.
959          */
960         if (!ret->completed) {
961             int *rowdata = snewn(ret->rowsize, int);
962             int i, len;
963
964             ret->completed = TRUE;
965
966             for (i=0; i<ret->w; i++) {
967                 len = compute_rowdata(rowdata,
968                                       ret->grid+i, ret->h, ret->w);
969                 if (len != ret->rowlen[i] ||
970                     memcmp(ret->rowdata+i*ret->rowsize, rowdata,
971                            len * sizeof(int))) {
972                     ret->completed = FALSE;
973                     break;
974                 }
975             }
976             for (i=0; i<ret->h; i++) {
977                 len = compute_rowdata(rowdata,
978                                       ret->grid+i*ret->w, ret->w, 1);
979                 if (len != ret->rowlen[i+ret->w] ||
980                     memcmp(ret->rowdata+(i+ret->w)*ret->rowsize, rowdata,
981                            len * sizeof(int))) {
982                     ret->completed = FALSE;
983                     break;
984                 }
985             }
986
987             sfree(rowdata);
988         }
989
990         return ret;
991     } else
992         return NULL;
993 }
994
995 /* ----------------------------------------------------------------------
996  * Drawing routines.
997  */
998
999 static void game_compute_size(game_params *params, int tilesize,
1000                               int *x, int *y)
1001 {
1002     /* Ick: fake up `ds->tilesize' for macro expansion purposes */
1003     struct { int tilesize; } ads, *ds = &ads;
1004     ads.tilesize = tilesize;
1005
1006     *x = SIZE(params->w);
1007     *y = SIZE(params->h);
1008 }
1009
1010 static void game_set_size(drawing *dr, game_drawstate *ds,
1011                           game_params *params, int tilesize)
1012 {
1013     ds->tilesize = tilesize;
1014 }
1015
1016 static float *game_colours(frontend *fe, int *ncolours)
1017 {
1018     float *ret = snewn(3 * NCOLOURS, float);
1019     int i;
1020
1021     frontend_default_colour(fe, &ret[COL_BACKGROUND * 3]);
1022
1023     for (i = 0; i < 3; i++) {
1024         ret[COL_GRID    * 3 + i] = 0.3F;
1025         ret[COL_UNKNOWN * 3 + i] = 0.5F;
1026         ret[COL_TEXT    * 3 + i] = 0.0F;
1027         ret[COL_FULL    * 3 + i] = 0.0F;
1028         ret[COL_EMPTY   * 3 + i] = 1.0F;
1029     }
1030     ret[COL_CURSOR * 3 + 0] = 1.0F;
1031     ret[COL_CURSOR * 3 + 1] = 0.25F;
1032     ret[COL_CURSOR * 3 + 2] = 0.25F;
1033
1034     *ncolours = NCOLOURS;
1035     return ret;
1036 }
1037
1038 static game_drawstate *game_new_drawstate(drawing *dr, game_state *state)
1039 {
1040     struct game_drawstate *ds = snew(struct game_drawstate);
1041
1042     ds->started = FALSE;
1043     ds->w = state->w;
1044     ds->h = state->h;
1045     ds->visible = snewn(ds->w * ds->h, unsigned char);
1046     ds->tilesize = 0;                  /* not decided yet */
1047     memset(ds->visible, 255, ds->w * ds->h);
1048     ds->cur_x = ds->cur_y = 0;
1049
1050     return ds;
1051 }
1052
1053 static void game_free_drawstate(drawing *dr, game_drawstate *ds)
1054 {
1055     sfree(ds->visible);
1056     sfree(ds);
1057 }
1058
1059 static void grid_square(drawing *dr, game_drawstate *ds,
1060                         int y, int x, int state, int cur)
1061 {
1062     int xl, xr, yt, yb, dx, dy, dw, dh;
1063
1064     draw_rect(dr, TOCOORD(ds->w, x), TOCOORD(ds->h, y),
1065               TILE_SIZE, TILE_SIZE, COL_GRID);
1066
1067     xl = (x % 5 == 0 ? 1 : 0);
1068     yt = (y % 5 == 0 ? 1 : 0);
1069     xr = (x % 5 == 4 || x == ds->w-1 ? 1 : 0);
1070     yb = (y % 5 == 4 || y == ds->h-1 ? 1 : 0);
1071
1072     dx = TOCOORD(ds->w, x) + 1 + xl;
1073     dy = TOCOORD(ds->h, y) + 1 + yt;
1074     dw = TILE_SIZE - xl - xr - 1;
1075     dh = TILE_SIZE - yt - yb - 1;
1076
1077     draw_rect(dr, dx, dy, dw, dh,
1078               (state == GRID_FULL ? COL_FULL :
1079                state == GRID_EMPTY ? COL_EMPTY : COL_UNKNOWN));
1080     if (cur) {
1081         draw_rect_outline(dr, dx, dy, dw, dh, COL_CURSOR);
1082         draw_rect_outline(dr, dx+1, dy+1, dw-2, dh-2, COL_CURSOR);
1083     }
1084
1085     draw_update(dr, TOCOORD(ds->w, x), TOCOORD(ds->h, y),
1086                 TILE_SIZE, TILE_SIZE);
1087 }
1088
1089 static void draw_numbers(drawing *dr, game_drawstate *ds, game_state *state,
1090                          int colour)
1091 {
1092     int i, j;
1093
1094     /*
1095      * Draw the numbers.
1096      */
1097     for (i = 0; i < state->w + state->h; i++) {
1098         int rowlen = state->rowlen[i];
1099         int *rowdata = state->rowdata + state->rowsize * i;
1100         int nfit;
1101
1102         /*
1103          * Normally I space the numbers out by the same
1104          * distance as the tile size. However, if there are
1105          * more numbers than available spaces, I have to squash
1106          * them up a bit.
1107          */
1108         nfit = max(rowlen, TLBORDER(state->h))-1;
1109         assert(nfit > 0);
1110
1111         for (j = 0; j < rowlen; j++) {
1112             int x, y;
1113             char str[80];
1114
1115             if (i < state->w) {
1116                 x = TOCOORD(state->w, i);
1117                 y = BORDER + TILE_SIZE * (TLBORDER(state->h)-1);
1118                 y -= ((rowlen-j-1)*TILE_SIZE) * (TLBORDER(state->h)-1) / nfit;
1119             } else {
1120                 y = TOCOORD(state->h, i - state->w);
1121                 x = BORDER + TILE_SIZE * (TLBORDER(state->w)-1);
1122                 x -= ((rowlen-j-1)*TILE_SIZE) * (TLBORDER(state->h)-1) / nfit;
1123             }
1124
1125             sprintf(str, "%d", rowdata[j]);
1126             draw_text(dr, x+TILE_SIZE/2, y+TILE_SIZE/2, FONT_VARIABLE,
1127                       TILE_SIZE/2, ALIGN_HCENTRE | ALIGN_VCENTRE, colour, str);
1128         }
1129     }
1130 }
1131
1132 static void game_redraw(drawing *dr, game_drawstate *ds, game_state *oldstate,
1133                         game_state *state, int dir, game_ui *ui,
1134                         float animtime, float flashtime)
1135 {
1136     int i, j;
1137     int x1, x2, y1, y2;
1138     int cx, cy, cmoved;
1139
1140     if (!ds->started) {
1141         /*
1142          * The initial contents of the window are not guaranteed
1143          * and can vary with front ends. To be on the safe side,
1144          * all games should start by drawing a big background-
1145          * colour rectangle covering the whole window.
1146          */
1147         draw_rect(dr, 0, 0, SIZE(ds->w), SIZE(ds->h), COL_BACKGROUND);
1148
1149         /*
1150          * Draw the numbers.
1151          */
1152         draw_numbers(dr, ds, state, COL_TEXT);
1153
1154         /*
1155          * Draw the grid outline.
1156          */
1157         draw_rect(dr, TOCOORD(ds->w, 0) - 1, TOCOORD(ds->h, 0) - 1,
1158                   ds->w * TILE_SIZE + 3, ds->h * TILE_SIZE + 3,
1159                   COL_GRID);
1160
1161         ds->started = TRUE;
1162
1163         draw_update(dr, 0, 0, SIZE(ds->w), SIZE(ds->h));
1164     }
1165
1166     if (ui->dragging) {
1167         x1 = min(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
1168         x2 = max(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
1169         y1 = min(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
1170         y2 = max(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
1171     } else {
1172         x1 = x2 = y1 = y2 = -1;        /* placate gcc warnings */
1173     }
1174
1175     if (ui->cur_visible) {
1176         cx = ui->cur_x; cy = ui->cur_y;
1177     } else {
1178         cx = cy = -1;
1179     }
1180     cmoved = (cx != ds->cur_x || cy != ds->cur_y);
1181
1182     /*
1183      * Now draw any grid squares which have changed since last
1184      * redraw.
1185      */
1186     for (i = 0; i < ds->h; i++) {
1187         for (j = 0; j < ds->w; j++) {
1188             int val, cc = 0;
1189
1190             /*
1191              * Work out what state this square should be drawn in,
1192              * taking any current drag operation into account.
1193              */
1194             if (ui->dragging && x1 <= j && j <= x2 && y1 <= i && i <= y2)
1195                 val = ui->state;
1196             else
1197                 val = state->grid[i * state->w + j];
1198
1199             if (cmoved) {
1200                 /* the cursor has moved; if we were the old or
1201                  * the new cursor position we need to redraw. */
1202                 if (j == cx && i == cy) cc = 1;
1203                 if (j == ds->cur_x && i == ds->cur_y) cc = 1;
1204             }
1205
1206             /*
1207              * Briefly invert everything twice during a completion
1208              * flash.
1209              */
1210             if (flashtime > 0 &&
1211                 (flashtime <= FLASH_TIME/3 || flashtime >= FLASH_TIME*2/3) &&
1212                 val != GRID_UNKNOWN)
1213                 val = (GRID_FULL ^ GRID_EMPTY) ^ val;
1214
1215             if (ds->visible[i * ds->w + j] != val || cc) {
1216                 grid_square(dr, ds, i, j, val,
1217                             (j == cx && i == cy));
1218                 ds->visible[i * ds->w + j] = val;
1219             }
1220         }
1221     }
1222     ds->cur_x = cx; ds->cur_y = cy;
1223 }
1224
1225 static float game_anim_length(game_state *oldstate,
1226                               game_state *newstate, int dir, game_ui *ui)
1227 {
1228     return 0.0F;
1229 }
1230
1231 static float game_flash_length(game_state *oldstate,
1232                                game_state *newstate, int dir, game_ui *ui)
1233 {
1234     if (!oldstate->completed && newstate->completed &&
1235         !oldstate->cheated && !newstate->cheated)
1236         return FLASH_TIME;
1237     return 0.0F;
1238 }
1239
1240 static int game_timing_state(game_state *state, game_ui *ui)
1241 {
1242     return TRUE;
1243 }
1244
1245 static void game_print_size(game_params *params, float *x, float *y)
1246 {
1247     int pw, ph;
1248
1249     /*
1250      * I'll use 5mm squares by default.
1251      */
1252     game_compute_size(params, 500, &pw, &ph);
1253     *x = pw / 100.0F;
1254     *y = ph / 100.0F;
1255 }
1256
1257 static void game_print(drawing *dr, game_state *state, int tilesize)
1258 {
1259     int w = state->w, h = state->h;
1260     int ink = print_mono_colour(dr, 0);
1261     int x, y;
1262
1263     /* Ick: fake up `ds->tilesize' for macro expansion purposes */
1264     game_drawstate ads, *ds = &ads;
1265     game_set_size(dr, ds, NULL, tilesize);
1266
1267     /*
1268      * Border.
1269      */
1270     print_line_width(dr, TILE_SIZE / 16);
1271     draw_rect_outline(dr, TOCOORD(w, 0), TOCOORD(h, 0),
1272                       w*TILE_SIZE, h*TILE_SIZE, ink);
1273
1274     /*
1275      * Grid.
1276      */
1277     for (x = 1; x < w; x++) {
1278         print_line_width(dr, TILE_SIZE / (x % 5 ? 128 : 24));
1279         draw_line(dr, TOCOORD(w, x), TOCOORD(h, 0),
1280                   TOCOORD(w, x), TOCOORD(h, h), ink);
1281     }
1282     for (y = 1; y < h; y++) {
1283         print_line_width(dr, TILE_SIZE / (y % 5 ? 128 : 24));
1284         draw_line(dr, TOCOORD(w, 0), TOCOORD(h, y),
1285                   TOCOORD(w, w), TOCOORD(h, y), ink);
1286     }
1287
1288     /*
1289      * Clues.
1290      */
1291     draw_numbers(dr, ds, state, ink);
1292
1293     /*
1294      * Solution.
1295      */
1296     print_line_width(dr, TILE_SIZE / 128);
1297     for (y = 0; y < h; y++)
1298         for (x = 0; x < w; x++) {
1299             if (state->grid[y*w+x] == GRID_FULL)
1300                 draw_rect(dr, TOCOORD(w, x), TOCOORD(h, y),
1301                           TILE_SIZE, TILE_SIZE, ink);
1302             else if (state->grid[y*w+x] == GRID_EMPTY)
1303                 draw_circle(dr, TOCOORD(w, x) + TILE_SIZE/2,
1304                             TOCOORD(h, y) + TILE_SIZE/2,
1305                             TILE_SIZE/12, ink, ink);
1306         }
1307 }
1308
1309 #ifdef COMBINED
1310 #define thegame pattern
1311 #endif
1312
1313 const struct game thegame = {
1314     "Pattern", "games.pattern", "pattern",
1315     default_params,
1316     game_fetch_preset,
1317     decode_params,
1318     encode_params,
1319     free_params,
1320     dup_params,
1321     TRUE, game_configure, custom_params,
1322     validate_params,
1323     new_game_desc,
1324     validate_desc,
1325     new_game,
1326     dup_game,
1327     free_game,
1328     TRUE, solve_game,
1329     FALSE, game_can_format_as_text_now, game_text_format,
1330     new_ui,
1331     free_ui,
1332     encode_ui,
1333     decode_ui,
1334     game_changed_state,
1335     interpret_move,
1336     execute_move,
1337     PREFERRED_TILE_SIZE, game_compute_size, game_set_size,
1338     game_colours,
1339     game_new_drawstate,
1340     game_free_drawstate,
1341     game_redraw,
1342     game_anim_length,
1343     game_flash_length,
1344     TRUE, FALSE, game_print_size, game_print,
1345     FALSE,                             /* wants_statusbar */
1346     FALSE, game_timing_state,
1347     REQUIRE_RBUTTON,                   /* flags */
1348 };
1349
1350 #ifdef STANDALONE_SOLVER
1351
1352 int main(int argc, char **argv)
1353 {
1354     game_params *p;
1355     game_state *s;
1356     char *id = NULL, *desc, *err;
1357
1358     while (--argc > 0) {
1359         char *p = *++argv;
1360         if (*p == '-') {
1361             fprintf(stderr, "%s: unrecognised option `%s'\n", argv[0], p);
1362             return 1;
1363         } else {
1364             id = p;
1365         }
1366     }
1367
1368     if (!id) {
1369         fprintf(stderr, "usage: %s <game_id>\n", argv[0]);
1370         return 1;
1371     }
1372
1373     desc = strchr(id, ':');
1374     if (!desc) {
1375         fprintf(stderr, "%s: game id expects a colon in it\n", argv[0]);
1376         return 1;
1377     }
1378     *desc++ = '\0';
1379
1380     p = default_params();
1381     decode_params(p, id);
1382     err = validate_desc(p, desc);
1383     if (err) {
1384         fprintf(stderr, "%s: %s\n", argv[0], err);
1385         return 1;
1386     }
1387     s = new_game(NULL, p, desc);
1388
1389     {
1390         int w = p->w, h = p->h, i, j, done_any, max;
1391         unsigned char *matrix, *workspace;
1392         int *rowdata;
1393
1394         matrix = snewn(w*h, unsigned char);
1395         max = max(w, h);
1396         workspace = snewn(max*3, unsigned char);
1397         rowdata = snewn(max+1, int);
1398
1399         memset(matrix, 0, w*h);
1400
1401         do {
1402             done_any = 0;
1403             for (i=0; i<h; i++) {
1404                 memcpy(rowdata, s->rowdata + s->rowsize*(w+i),
1405                        max*sizeof(int));
1406                 rowdata[s->rowlen[w+i]] = 0;
1407                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
1408                                    matrix+i*w, w, 1, rowdata);
1409             }
1410             for (i=0; i<w; i++) {
1411                 memcpy(rowdata, s->rowdata + s->rowsize*i, max*sizeof(int));
1412                 rowdata[s->rowlen[i]] = 0;
1413                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
1414                                    matrix+i, h, w, rowdata);
1415             }
1416         } while (done_any);
1417
1418         for (i = 0; i < h; i++) {
1419             for (j = 0; j < w; j++) {
1420                 int c = (matrix[i*w+j] == UNKNOWN ? '?' :
1421                          matrix[i*w+j] == BLOCK ? '#' :
1422                          matrix[i*w+j] == DOT ? '.' :
1423                          '!');
1424                 putchar(c);
1425             }
1426             printf("\n");
1427         }
1428     }
1429
1430     return 0;
1431 }
1432
1433 #endif
1434
1435 /* vim: set shiftwidth=4 tabstop=8: */