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 struct game_aux_info {
 470     int w, h;
 471     unsigned char *grid;
 472 };
 473
 474 static char *new_game_desc(game_params *params, random_state *rs,
 475                            game_aux_info **aux, int interactive)
 476 {
 477     unsigned char *grid;
 478     int i, j, max, rowlen, *rowdata;
 479     char intbuf[80], *desc;
 480     int desclen, descpos;
 481
 482     grid = generate_soluble(rs, params->w, params->h);
 483     max = max(params->w, params->h);
 484     rowdata = snewn(max, int);
 485
 486     /*
 487      * Save the solved game in an aux_info.
 488      */
 489     {
 490         game_aux_info *ai = snew(game_aux_info);
 491
 492         ai->w = params->w;
 493         ai->h = params->h;
 494         ai->grid = grid;
 495
 496         *aux = ai;
 497     }
 498
 499     /*
 500      * Seed is a slash-separated list of row contents; each row
 501      * contents section is a dot-separated list of integers. Row
 502      * contents are listed in the order (columns left to right,
 503      * then rows top to bottom).
 504      *
 505      * Simplest way to handle memory allocation is to make two
 506      * passes, first computing the seed size and then writing it
 507      * out.
 508      */
 509     desclen = 0;
 510     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
 511         if (i < params->w)
 512             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+i, params->h, params->w);
 513         else
 514             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+(i-params->w)*params->w,
 515                                      params->w, 1);
 516         if (rowlen > 0) {
 517             for (j = 0; j < rowlen; j++) {
 518                 desclen += 1 + sprintf(intbuf, "%d", rowdata[j]);
 519             }
 520         } else {
 521             desclen++;
 522         }
 523     }
 524     desc = snewn(desclen, char);
 525     descpos = 0;
 526     for (i = 0; i < params->w + params->h; i++) {
 527         if (i < params->w)
 528             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+i, params->h, params->w);
 529         else
 530             rowlen = compute_rowdata(rowdata, grid+(i-params->w)*params->w,
 531                                      params->w, 1);
 532         if (rowlen > 0) {
 533             for (j = 0; j < rowlen; j++) {
 534                 int len = sprintf(desc+descpos, "%d", rowdata[j]);
 535                 if (j+1 < rowlen)
 536                     desc[descpos + len] = '.';
 537                 else
 538                     desc[descpos + len] = '/';
 539                 descpos += len+1;
 540             }
 541         } else {
 542             desc[descpos++] = '/';
 543         }
 544     }
 545     assert(descpos == desclen);
 546     assert(desc[desclen-1] == '/');
 547     desc[desclen-1] = '\0';
 548     sfree(rowdata);
 549     return desc;
 550 }
 551
 552 static void game_free_aux_info(game_aux_info *aux)
 553 {
 554     sfree(aux->grid);
 555     sfree(aux);
 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_data *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 game_state *solve_game(game_state *state, game_state *currstate,
 668                               game_aux_info *ai, char **error)
 669 {
 670     game_state *ret;
 671
 672     ret = dup_game(state);
 673     ret->completed = ret->cheated = TRUE;
 674
 675     /*
 676      * If we already have the solved state in an aux_info, copy it
 677      * out.
 678      */
 679     if (ai) {
 680
 681         assert(ret->w == ai->w);
 682         assert(ret->h == ai->h);
 683         memcpy(ret->grid, ai->grid, ai->w * ai->h);
 684
 685     } else {
 686         int w = state->w, h = state->h, i, j, done_any, max;
 687         unsigned char *matrix, *workspace;
 688         int *rowdata;
 689
 690         matrix = snewn(w*h, unsigned char);
 691         max = max(w, h);
 692         workspace = snewn(max*3, unsigned char);
 693         rowdata = snewn(max+1, int);
 694
 695         memset(matrix, 0, w*h);
 696
 697         do {
 698             done_any = 0;
 699             for (i=0; i<h; i++) {
 700                 memcpy(rowdata, state->rowdata + state->rowsize*(w+i),
 701                        max*sizeof(int));
 702                 rowdata[state->rowlen[w+i]] = 0;
 703                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
 704                                    matrix+i*w, w, 1, rowdata);
 705             }
 706             for (i=0; i<w; i++) {
 707                 memcpy(rowdata, state->rowdata + state->rowsize*i, max*sizeof(int));
 708                 rowdata[state->rowlen[i]] = 0;
 709                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
 710                                    matrix+i, h, w, rowdata);
 711             }
 712         } while (done_any);
 713
 714         for (i = 0; i < h; i++) {
 715             for (j = 0; j < w; j++) {
 716                 int c = (matrix[i*w+j] == BLOCK ? GRID_FULL :
 717                          matrix[i*w+j] == DOT ? GRID_EMPTY : GRID_UNKNOWN);
 718                 ret->grid[i*w+j] = c;
 719                 if (c == GRID_UNKNOWN)
 720                     ret->completed = FALSE;
 721             }
 722         }
 723
 724         if (!ret->completed) {
 725             free_game(ret);
 726             *error = "Solving algorithm cannot complete this puzzle";
 727             return NULL;
 728         }
 729     }
 730
 731     return ret;
 732 }
 733
 734 static char *game_text_format(game_state *state)
 735 {
 736     return NULL;
 737 }
 738
 739 struct game_ui {
 740     int dragging;
 741     int drag_start_x;
 742     int drag_start_y;
 743     int drag_end_x;
 744     int drag_end_y;
 745     int drag, release, state;
 746 };
 747
 748 static game_ui *new_ui(game_state *state)
 749 {
 750     game_ui *ret;
 751
 752     ret = snew(game_ui);
 753     ret->dragging = FALSE;
 754
 755     return ret;
 756 }
 757
 758 static void free_ui(game_ui *ui)
 759 {
 760     sfree(ui);
 761 }
 762
 763 static void game_changed_state(game_ui *ui, game_state *oldstate,
 764                                game_state *newstate)
 765 {
 766 }
 767
 768 struct game_drawstate {
 769     int started;
 770     int w, h;
 771     int tilesize;
 772     unsigned char *visible;
 773 };
 774
 775 static game_state *make_move(game_state *from, game_ui *ui, game_drawstate *ds,
 776                              int x, int y, int button) {
 777     game_state *ret;
 778
 779     button &= ~MOD_MASK;
 780
 781     x = FROMCOORD(from->w, x);
 782     y = FROMCOORD(from->h, y);
 783
 784     if (x >= 0 && x < from->w && y >= 0 && y < from->h &&
 785         (button == LEFT_BUTTON || button == RIGHT_BUTTON ||
 786          button == MIDDLE_BUTTON)) {
 787
 788         ui->dragging = TRUE;
 789
 790         if (button == LEFT_BUTTON) {
 791             ui->drag = LEFT_DRAG;
 792             ui->release = LEFT_RELEASE;
 793             ui->state = GRID_FULL;
 794         } else if (button == RIGHT_BUTTON) {
 795             ui->drag = RIGHT_DRAG;
 796             ui->release = RIGHT_RELEASE;
 797             ui->state = GRID_EMPTY;
 798         } else /* if (button == MIDDLE_BUTTON) */ {
 799             ui->drag = MIDDLE_DRAG;
 800             ui->release = MIDDLE_RELEASE;
 801             ui->state = GRID_UNKNOWN;
 802         }
 803
 804         ui->drag_start_x = ui->drag_end_x = x;
 805         ui->drag_start_y = ui->drag_end_y = y;
 806
 807         return from;                   /* UI activity occurred */
 808     }
 809
 810     if (ui->dragging && button == ui->drag) {
 811         /*
 812          * There doesn't seem much point in allowing a rectangle
 813          * drag; people will generally only want to drag a single
 814          * horizontal or vertical line, so we make that easy by
 815          * snapping to it.
 816          *
 817          * Exception: if we're _middle_-button dragging to tag
 818          * things as UNKNOWN, we may well want to trash an entire
 819          * area and start over!
 820          */
 821         if (ui->state != GRID_UNKNOWN) {
 822             if (abs(x - ui->drag_start_x) > abs(y - ui->drag_start_y))
 823                 y = ui->drag_start_y;
 824             else
 825                 x = ui->drag_start_x;
 826         }
 827
 828         if (x < 0) x = 0;
 829         if (y < 0) y = 0;
 830         if (x >= from->w) x = from->w - 1;
 831         if (y >= from->h) y = from->h - 1;
 832
 833         ui->drag_end_x = x;
 834         ui->drag_end_y = y;
 835
 836         return from;                   /* UI activity occurred */
 837     }
 838
 839     if (ui->dragging && button == ui->release) {
 840         int x1, x2, y1, y2, xx, yy;
 841         int move_needed = FALSE;
 842
 843         x1 = min(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
 844         x2 = max(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
 845         y1 = min(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
 846         y2 = max(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
 847
 848         for (yy = y1; yy <= y2; yy++)
 849             for (xx = x1; xx <= x2; xx++)
 850                 if (from->grid[yy * from->w + xx] != ui->state)
 851                     move_needed = TRUE;
 852
 853         ui->dragging = FALSE;
 854
 855         if (move_needed) {
 856             ret = dup_game(from);
 857             for (yy = y1; yy <= y2; yy++)
 858                 for (xx = x1; xx <= x2; xx++)
 859                     ret->grid[yy * ret->w + xx] = ui->state;
 860
 861             /*
 862              * An actual change, so check to see if we've completed
 863              * the game.
 864              */
 865             if (!ret->completed) {
 866                 int *rowdata = snewn(ret->rowsize, int);
 867                 int i, len;
 868
 869                 ret->completed = TRUE;
 870
 871                 for (i=0; i<ret->w; i++) {
 872                     len = compute_rowdata(rowdata,
 873                                           ret->grid+i, ret->h, ret->w);
 874                     if (len != ret->rowlen[i] ||
 875                         memcmp(ret->rowdata+i*ret->rowsize, rowdata,
 876                                len * sizeof(int))) {
 877                         ret->completed = FALSE;
 878                         break;
 879                     }
 880                 }
 881                 for (i=0; i<ret->h; i++) {
 882                     len = compute_rowdata(rowdata,
 883                                           ret->grid+i*ret->w, ret->w, 1);
 884                     if (len != ret->rowlen[i+ret->w] ||
 885                         memcmp(ret->rowdata+(i+ret->w)*ret->rowsize, rowdata,
 886                                len * sizeof(int))) {
 887                         ret->completed = FALSE;
 888                         break;
 889                     }
 890                 }
 891
 892                 sfree(rowdata);
 893             }
 894
 895             return ret;
 896         } else
 897             return from;               /* UI activity occurred */
 898     }
 899
 900     return NULL;
 901 }
 902
 903 /* ----------------------------------------------------------------------
 904  * Drawing routines.
 905  */
 906
 907 static void game_size(game_params *params, game_drawstate *ds,
 908                       int *x, int *y, int expand)
 909 {
 910     int ts;
 911
 912     ts = min(GETTILESIZE(params->w, *x), GETTILESIZE(params->h, *y));
 913     if (expand)
 914         ds->tilesize = ts;
 915     else
 916         ds->tilesize = min(ts, PREFERRED_TILE_SIZE);
 917
 918     *x = SIZE(params->w);
 919     *y = SIZE(params->h);
 920 }
 921
 922 static float *game_colours(frontend *fe, game_state *state, int *ncolours)
 923 {
 924     float *ret = snewn(3 * NCOLOURS, float);
 925
 926     frontend_default_colour(fe, &ret[COL_BACKGROUND * 3]);
 927
 928     ret[COL_GRID * 3 + 0] = 0.3F;
 929     ret[COL_GRID * 3 + 1] = 0.3F;
 930     ret[COL_GRID * 3 + 2] = 0.3F;
 931
 932     ret[COL_UNKNOWN * 3 + 0] = 0.5F;
 933     ret[COL_UNKNOWN * 3 + 1] = 0.5F;
 934     ret[COL_UNKNOWN * 3 + 2] = 0.5F;
 935
 936     ret[COL_FULL * 3 + 0] = 0.0F;
 937     ret[COL_FULL * 3 + 1] = 0.0F;
 938     ret[COL_FULL * 3 + 2] = 0.0F;
 939
 940     ret[COL_EMPTY * 3 + 0] = 1.0F;
 941     ret[COL_EMPTY * 3 + 1] = 1.0F;
 942     ret[COL_EMPTY * 3 + 2] = 1.0F;
 943
 944     *ncolours = NCOLOURS;
 945     return ret;
 946 }
 947
 948 static game_drawstate *game_new_drawstate(game_state *state)
 949 {
 950     struct game_drawstate *ds = snew(struct game_drawstate);
 951
 952     ds->started = FALSE;
 953     ds->w = state->w;
 954     ds->h = state->h;
 955     ds->visible = snewn(ds->w * ds->h, unsigned char);
 956     ds->tilesize = 0;                  /* not decided yet */
 957     memset(ds->visible, 255, ds->w * ds->h);
 958
 959     return ds;
 960 }
 961
 962 static void game_free_drawstate(game_drawstate *ds)
 963 {
 964     sfree(ds->visible);
 965     sfree(ds);
 966 }
 967
 968 static void grid_square(frontend *fe, game_drawstate *ds,
 969                         int y, int x, int state)
 970 {
 971     int xl, xr, yt, yb;
 972
 973     draw_rect(fe, TOCOORD(ds->w, x), TOCOORD(ds->h, y),
 974               TILE_SIZE, TILE_SIZE, COL_GRID);
 975
 976     xl = (x % 5 == 0 ? 1 : 0);
 977     yt = (y % 5 == 0 ? 1 : 0);
 978     xr = (x % 5 == 4 || x == ds->w-1 ? 1 : 0);
 979     yb = (y % 5 == 4 || y == ds->h-1 ? 1 : 0);
 980
 981     draw_rect(fe, TOCOORD(ds->w, x) + 1 + xl, TOCOORD(ds->h, y) + 1 + yt,
 982               TILE_SIZE - xl - xr - 1, TILE_SIZE - yt - yb - 1,
 983               (state == GRID_FULL ? COL_FULL :
 984                state == GRID_EMPTY ? COL_EMPTY : COL_UNKNOWN));
 985
 986     draw_update(fe, TOCOORD(ds->w, x), TOCOORD(ds->h, y),
 987                 TILE_SIZE, TILE_SIZE);
 988 }
 989
 990 static void game_redraw(frontend *fe, game_drawstate *ds, game_state *oldstate,
 991                         game_state *state, int dir, game_ui *ui,
 992                         float animtime, float flashtime)
 993 {
 994     int i, j;
 995     int x1, x2, y1, y2;
 996
 997     if (!ds->started) {
 998         /*
 999          * The initial contents of the window are not guaranteed
1000          * and can vary with front ends. To be on the safe side,
1001          * all games should start by drawing a big background-
1002          * colour rectangle covering the whole window.
1003          */
1004         draw_rect(fe, 0, 0, SIZE(ds->w), SIZE(ds->h), COL_BACKGROUND);
1005
1006         /*
1007          * Draw the numbers.
1008          */
1009         for (i = 0; i < ds->w + ds->h; i++) {
1010             int rowlen = state->rowlen[i];
1011             int *rowdata = state->rowdata + state->rowsize * i;
1012             int nfit;
1013
1014             /*
1015              * Normally I space the numbers out by the same
1016              * distance as the tile size. However, if there are
1017              * more numbers than available spaces, I have to squash
1018              * them up a bit.
1019              */
1020             nfit = max(rowlen, TLBORDER(ds->h))-1;
1021             assert(nfit > 0);
1022
1023             for (j = 0; j < rowlen; j++) {
1024                 int x, y;
1025                 char str[80];
1026
1027                 if (i < ds->w) {
1028                     x = TOCOORD(ds->w, i);
1029                     y = BORDER + TILE_SIZE * (TLBORDER(ds->h)-1);
1030                     y -= ((rowlen-j-1)*TILE_SIZE) * (TLBORDER(ds->h)-1) / nfit;
1031                 } else {
1032                     y = TOCOORD(ds->h, i - ds->w);
1033                     x = BORDER + TILE_SIZE * (TLBORDER(ds->w)-1);
1034                     x -= ((rowlen-j-1)*TILE_SIZE) * (TLBORDER(ds->h)-1) / nfit;
1035                 }
1036
1037                 sprintf(str, "%d", rowdata[j]);
1038                 draw_text(fe, x+TILE_SIZE/2, y+TILE_SIZE/2, FONT_VARIABLE,
1039                           TILE_SIZE/2, ALIGN_HCENTRE | ALIGN_VCENTRE,
1040                           COL_FULL, str);   /* FIXME: COL_TEXT */
1041             }
1042         }
1043
1044         /*
1045          * Draw the grid outline.
1046          */
1047         draw_rect(fe, TOCOORD(ds->w, 0) - 1, TOCOORD(ds->h, 0) - 1,
1048                   ds->w * TILE_SIZE + 3, ds->h * TILE_SIZE + 3,
1049                   COL_GRID);
1050
1051         ds->started = TRUE;
1052
1053         draw_update(fe, 0, 0, SIZE(ds->w), SIZE(ds->h));
1054     }
1055
1056     if (ui->dragging) {
1057         x1 = min(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
1058         x2 = max(ui->drag_start_x, ui->drag_end_x);
1059         y1 = min(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
1060         y2 = max(ui->drag_start_y, ui->drag_end_y);
1061     } else {
1062         x1 = x2 = y1 = y2 = -1;        /* placate gcc warnings */
1063     }
1064
1065     /*
1066      * Now draw any grid squares which have changed since last
1067      * redraw.
1068      */
1069     for (i = 0; i < ds->h; i++) {
1070         for (j = 0; j < ds->w; j++) {
1071             int val;
1072
1073             /*
1074              * Work out what state this square should be drawn in,
1075              * taking any current drag operation into account.
1076              */
1077             if (ui->dragging && x1 <= j && j <= x2 && y1 <= i && i <= y2)
1078                 val = ui->state;
1079             else
1080                 val = state->grid[i * state->w + j];
1081
1082             /*
1083              * Briefly invert everything twice during a completion
1084              * flash.
1085              */
1086             if (flashtime > 0 &&
1087                 (flashtime <= FLASH_TIME/3 || flashtime >= FLASH_TIME*2/3) &&
1088                 val != GRID_UNKNOWN)
1089                 val = (GRID_FULL ^ GRID_EMPTY) ^ val;
1090
1091             if (ds->visible[i * ds->w + j] != val) {
1092                 grid_square(fe, ds, i, j, val);
1093                 ds->visible[i * ds->w + j] = val;
1094             }
1095         }
1096     }
1097 }
1098
1099 static float game_anim_length(game_state *oldstate,
1100                               game_state *newstate, int dir, game_ui *ui)
1101 {
1102     return 0.0F;
1103 }
1104
1105 static float game_flash_length(game_state *oldstate,
1106                                game_state *newstate, int dir, game_ui *ui)
1107 {
1108     if (!oldstate->completed && newstate->completed &&
1109         !oldstate->cheated && !newstate->cheated)
1110         return FLASH_TIME;
1111     return 0.0F;
1112 }
1113
1114 static int game_wants_statusbar(void)
1115 {
1116     return FALSE;
1117 }
1118
1119 static int game_timing_state(game_state *state)
1120 {
1121     return TRUE;
1122 }
1123
1124 #ifdef COMBINED
1125 #define thegame pattern
1126 #endif
1127
1128 const struct game thegame = {
1129     "Pattern", "games.pattern",
1130     default_params,
1131     game_fetch_preset,
1132     decode_params,
1133     encode_params,
1134     free_params,
1135     dup_params,
1136     TRUE, game_configure, custom_params,
1137     validate_params,
1138     new_game_desc,
1139     game_free_aux_info,
1140     validate_desc,
1141     new_game,
1142     dup_game,
1143     free_game,
1144     TRUE, solve_game,
1145     FALSE, game_text_format,
1146     new_ui,
1147     free_ui,
1148     game_changed_state,
1149     make_move,
1150     game_size,
1151     game_colours,
1152     game_new_drawstate,
1153     game_free_drawstate,
1154     game_redraw,
1155     game_anim_length,
1156     game_flash_length,
1157     game_wants_statusbar,
1158     FALSE, game_timing_state,
1159     0,                                 /* mouse_priorities */
1160 };
1161
1162 #ifdef STANDALONE_SOLVER
1163
1164 /*
1165  * gcc -DSTANDALONE_SOLVER -o patternsolver pattern.c malloc.c
1166  */
1167
1168 #include <stdarg.h>
1169
1170 void frontend_default_colour(frontend *fe, float *output) {}
1171 void draw_text(frontend *fe, int x, int y, int fonttype, int fontsize,
1172                int align, int colour, char *text) {}
1173 void draw_rect(frontend *fe, int x, int y, int w, int h, int colour) {}
1174 void draw_line(frontend *fe, int x1, int y1, int x2, int y2, int colour) {}
1175 void draw_polygon(frontend *fe, int *coords, int npoints,
1176                   int fill, int colour) {}
1177 void clip(frontend *fe, int x, int y, int w, int h) {}
1178 void unclip(frontend *fe) {}
1179 void start_draw(frontend *fe) {}
1180 void draw_update(frontend *fe, int x, int y, int w, int h) {}
1181 void end_draw(frontend *fe) {}
1182 unsigned long random_upto(random_state *state, unsigned long limit)
1183 { assert(!"Shouldn't get randomness"); return 0; }
1184
1185 void fatal(char *fmt, ...)
1186 {
1187     va_list ap;
1188
1189     fprintf(stderr, "fatal error: ");
1190
1191     va_start(ap, fmt);
1192     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1193     va_end(ap);
1194
1195     fprintf(stderr, "\n");
1196     exit(1);
1197 }
1198
1199 int main(int argc, char **argv)
1200 {
1201     game_params *p;
1202     game_state *s;
1203     int recurse = TRUE;
1204     char *id = NULL, *desc, *err;
1205     int y, x;
1206     int grade = FALSE;
1207
1208     while (--argc > 0) {
1209         char *p = *++argv;
1210         if (*p == '-') {
1211             fprintf(stderr, "%s: unrecognised option `%s'\n", argv[0]);
1212             return 1;
1213         } else {
1214             id = p;
1215         }
1216     }
1217
1218     if (!id) {
1219         fprintf(stderr, "usage: %s <game_id>\n", argv[0]);
1220         return 1;
1221     }
1222
1223     desc = strchr(id, ':');
1224     if (!desc) {
1225         fprintf(stderr, "%s: game id expects a colon in it\n", argv[0]);
1226         return 1;
1227     }
1228     *desc++ = '\0';
1229
1230     p = default_params();
1231     decode_params(p, id);
1232     err = validate_desc(p, desc);
1233     if (err) {
1234         fprintf(stderr, "%s: %s\n", argv[0], err);
1235         return 1;
1236     }
1237     s = new_game(NULL, p, desc);
1238
1239     {
1240         int w = p->w, h = p->h, i, j, done_any, max;
1241         unsigned char *matrix, *workspace;
1242         int *rowdata;
1243
1244         matrix = snewn(w*h, unsigned char);
1245         max = max(w, h);
1246         workspace = snewn(max*3, unsigned char);
1247         rowdata = snewn(max+1, int);
1248
1249         memset(matrix, 0, w*h);
1250
1251         do {
1252             done_any = 0;
1253             for (i=0; i<h; i++) {
1254                 memcpy(rowdata, s->rowdata + s->rowsize*(w+i),
1255                        max*sizeof(int));
1256                 rowdata[s->rowlen[w+i]] = 0;
1257                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
1258                                    matrix+i*w, w, 1, rowdata);
1259             }
1260             for (i=0; i<w; i++) {
1261                 memcpy(rowdata, s->rowdata + s->rowsize*i, max*sizeof(int));
1262                 rowdata[s->rowlen[i]] = 0;
1263                 done_any |= do_row(workspace, workspace+max, workspace+2*max,
1264                                    matrix+i, h, w, rowdata);
1265             }
1266         } while (done_any);
1267
1268         for (i = 0; i < h; i++) {
1269             for (j = 0; j < w; j++) {
1270                 int c = (matrix[i*w+j] == UNKNOWN ? '?' :
1271                          matrix[i*w+j] == BLOCK ? '#' :
1272                          matrix[i*w+j] == DOT ? '.' :
1273                          '!');
1274                 putchar(c);
1275             }
1276             printf("\n");
1277         }
1278     }
1279
1280     return 0;
1281 }
1282
1283 #endif