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