git.cworth.org Git - loudgame/blob - loa-board.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008 Carl Worth
   3  *
   4  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/ .
  16  *
  17  * Author: Carl Worth <cworth@cworth.org>
  18  */
  19
  20 #include <stdio.h>
  21 #include <stdint.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <assert.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <ctype.h>
  26
  27 #include <glib.h>
  28
  29 #include "loa-board.h"
  30
  31 static loa_bool_t
  32 loa_move_is_valid (const loa_move_t *move)
  33 {
  34     return (move->x1 >= 0 && move->x1 < LOA_BOARD_SIZE &&
  35             move->y1 >= 0 && move->y1 < LOA_BOARD_SIZE &&
  36             move->x2 >= 0 && move->x2 < LOA_BOARD_SIZE &&
  37             move->y2 >= 0 && move->y2 < LOA_BOARD_SIZE);
  38 }
  39
  40 const char *
  41 loa_move_to_string (const loa_move_t *move)
  42 {
  43 #define LOA_MOVE_STRING_SIZE 6
  44     static char move_string[LOA_MOVE_STRING_SIZE];
  45
  46     if (! loa_move_is_valid (move)) {
  47         strcpy (move_string, "***");
  48         return move_string;
  49     }
  50
  51     snprintf (move_string, LOA_MOVE_STRING_SIZE,
  52               "%c%d%c%c%d",
  53               'a' + move->x1, LOA_BOARD_SIZE - move->y1,
  54               move->is_capture ? 'x' : '-',
  55               'a' + move->x2, LOA_BOARD_SIZE - move->y2);
  56
  57     return move_string;
  58 }
  59
  60 loa_bool_t
  61 loa_move_init_from_string (loa_move_t *move, const char *string)
  62 {
  63     char xc1, xc2, sep;
  64     int x1, y1, x2, y2;
  65     int matched;
  66
  67     /* Avoid returning uninitialized data on error. */
  68     move->x1 = 0;
  69     move->y1 = 0;
  70     move->x2 = 0;
  71     move->y2 = 0;
  72     move->is_capture = 0;
  73
  74     matched = sscanf (string, " %c%d%c%c%d", &xc1, &y1, &sep, &xc2, &y2);
  75     if (matched != 5) {
  76         printf ("Matched only %d fields of %s\n", matched, string);
  77         return FALSE;
  78     }
  79
  80     x1 = tolower (xc1) - 'a';
  81     x2 = tolower (xc2) - 'a';
  82     y1 = LOA_BOARD_SIZE - y1;
  83     y2 = LOA_BOARD_SIZE - y2;
  84
  85     if (x1 < 0 || x1 >= LOA_BOARD_SIZE ||
  86         y1 < 0 || y1 >= LOA_BOARD_SIZE ||
  87         x2 < 0 || x2 >= LOA_BOARD_SIZE ||
  88         y2 < 0 || y2 >= LOA_BOARD_SIZE)
  89     {
  90         return FALSE;
  91     }
  92
  93     if (sep != '-' && sep != 'x' && sep != 'X')
  94         return FALSE;
  95
  96     move->x1 = x1;
  97     move->y1 = y1;
  98     move->x2 = x2;
  99     move->y2 = y2;
 100
 101     if (sep == 'x' || sep == 'X')
 102         move->is_capture = TRUE;
 103     else
 104         move->is_capture = FALSE;
 105
 106     return TRUE;
 107 }
 108
 109 /* Given an (x,y) position on the board, return the index of the array
 110  * used to count pieces in diagonal rows running from upper-left to
 111  * lower-right, (like a grave accent: à or like a backslash: \).
 112  *
 113  * This is the array to look into when a move occurs with dx and dy of
 114  * the same sign. */
 115 static int
 116 _grave_index (int x, int y)
 117 {
 118     return x - y + LOA_BOARD_SIZE - 1;
 119 }
 120
 121 /* Given an (x,y) position on the board, return the index of the array
 122  * used to count pieces in diagonal rows running from lower-left to
 123  * upper-right, (like an acute accent: á or like a forward slash: /).
 124  *
 125  * This is the array to look into when a move occurs with dx and dy of
 126  * opposite sign, (one positive, one negative). */
 127 static int
 128 _acute_index (int x, int y)
 129 {
 130     return x + y;
 131 }
 132
 133 static void
 134 loa_board_add_piece (loa_board_t *board, int x, int y, loa_cell_t cell)
 135 {
 136     assert (cell == LOA_CELL_BLACK || cell == LOA_CELL_WHITE);
 137     assert (board->cells[x][y] == LOA_CELL_EMPTY);
 138
 139     board->col_pieces[x]++;
 140     board->row_pieces[y]++;
 141     board->diag_grave_pieces[_grave_index (x, y)]++;
 142     board->diag_acute_pieces[_acute_index (x, y)]++;
 143
 144     board->num_pieces[cell]++;
 145
 146     board->cells[x][y] = cell;
 147 }
 148
 149 static loa_cell_t
 150 loa_board_remove_piece (loa_board_t *board, int x, int y)
 151 {
 152     loa_cell_t cell;
 153
 154     cell = board->cells[x][y];
 155
 156     if (cell == LOA_CELL_EMPTY)
 157         return LOA_CELL_EMPTY;
 158
 159     board->col_pieces[x]--;
 160     board->row_pieces[y]--;
 161     board->diag_grave_pieces[_grave_index (x, y)]--;
 162     board->diag_acute_pieces[_acute_index (x, y)]--;
 163
 164     board->num_pieces[cell]--;
 165
 166     board->cells[x][y] = LOA_CELL_EMPTY;
 167
 168     return cell;
 169 }
 170
 171 void
 172 loa_board_init (loa_board_t *board)
 173 {
 174     board->moves = NULL;
 175     board->moves_size = 0;
 176
 177     loa_board_reset (board);
 178 }
 179
 180 void
 181 loa_board_fini (loa_board_t *board)
 182 {
 183     if (board->moves)
 184         free (board->moves);
 185 }
 186
 187 void
 188 loa_board_reset (loa_board_t *board)
 189 {
 190     int i, x, y;
 191
 192     for (x = 0; x < LOA_BOARD_SIZE; x++)
 193         for (y = 0; y < LOA_BOARD_SIZE; y++)
 194             board->cells[x][y] = LOA_CELL_EMPTY;
 195
 196     board->num_pieces[LOA_CELL_BLACK] = 0;
 197     board->num_pieces[LOA_CELL_WHITE] = 0;
 198
 199     for (i = 0; i < LOA_BOARD_SIZE; i++) {
 200         board->row_pieces[i] = 0;
 201         board->col_pieces[i] = 0;
 202     }
 203
 204     for (i = 0; i < LOA_DIAG_ARRAY_SIZE; i++) {
 205         board->diag_grave_pieces[i] = 0;
 206         board->diag_acute_pieces[i] = 0;
 207     }
 208
 209     for (i = 1; i < LOA_BOARD_SIZE - 1; i++) {
 210         loa_board_add_piece (board, i, 0, LOA_CELL_BLACK);
 211         loa_board_add_piece (board, i, LOA_BOARD_SIZE - 1, LOA_CELL_BLACK);
 212         loa_board_add_piece (board, 0, i, LOA_CELL_WHITE);
 213         loa_board_add_piece (board, LOA_BOARD_SIZE - 1, i, LOA_CELL_WHITE);
 214     }
 215
 216     /* Leave board->moves and board->moves_size as allocated */
 217     board->num_moves = 0;
 218
 219     board->player = LOA_PLAYER_BLACK;
 220 }
 221
 222 static int
 223 loa_board_group_size_recursive (loa_board_t *board, int x, int y,
 224                                 loa_cell_t cell,
 225                                 uint64_t *visited)
 226 {
 227     uint64_t bit;
 228
 229     if (x < 0 || y < 0)
 230         return 0;
 231
 232     if (x >= LOA_BOARD_SIZE || y >= LOA_BOARD_SIZE)
 233         return 0;
 234
 235     bit = 1ll << (x * LOA_BOARD_SIZE + y);
 236     if (*visited & bit)
 237         return 0;
 238
 239     *visited |= bit;
 240
 241     if (board->cells[x][y] != cell)
 242         return 0;
 243
 244     return 1 +
 245         loa_board_group_size_recursive (board, x-1, y-1, cell, visited) +
 246         loa_board_group_size_recursive (board, x-1, y  , cell, visited) +
 247         loa_board_group_size_recursive (board, x-1, y+1, cell, visited) +
 248         loa_board_group_size_recursive (board, x  , y-1, cell, visited) +
 249         loa_board_group_size_recursive (board, x  , y  , cell, visited) +
 250         loa_board_group_size_recursive (board, x  , y+1, cell, visited) +
 251         loa_board_group_size_recursive (board, x+1, y-1, cell, visited) +
 252         loa_board_group_size_recursive (board, x+1, y  , cell, visited) +
 253         loa_board_group_size_recursive (board, x+1, y+1, cell, visited);
 254 }
 255
 256 static int
 257 loa_board_group_size (loa_board_t *board, int x, int y)
 258 {
 259     uint64_t visited = 0ll;
 260     loa_cell_t cell = board->cells[x][y];
 261
 262     return loa_board_group_size_recursive (board, x, y, cell, &visited);
 263 }
 264
 265 int
 266 loa_board_is_won (loa_board_t *board, int x, int y)
 267 {
 268     loa_cell_t cell = board->cells[x][y];
 269
 270     if (cell == LOA_CELL_EMPTY)
 271         return 0;
 272
 273     if (loa_board_group_size (board, x, y) == board->num_pieces[cell])
 274         return 1;
 275
 276     return 0;
 277 }
 278
 279 static loa_bool_t
 280 loa_board_move_legal (loa_board_t        *board,
 281                       const loa_move_t   *move,
 282                       char              **error)
 283 {
 284     int x, y;
 285     int x1, y1, x2, y2;
 286     int dx, dy;
 287     int step_x, step_y;
 288
 289     if (! loa_move_is_valid (move))
 290     {
 291         *error = "Invalid coordinates (not on board)";
 292         return FALSE;
 293     }
 294
 295     x1 = move->x1;
 296     y1 = move->y1;
 297     x2 = move->x2;
 298     y2 = move->y2;
 299
 300     if (board->cells[x1][y1] == LOA_CELL_EMPTY) {
 301         *error = "There is no piece there to move";
 302         return FALSE;
 303     }
 304
 305     if (board->cells[x1][y1] != board->player) {
 306         *error = "You cannot move your opponent's piece";
 307         return FALSE;
 308     }
 309
 310     if (board->cells[x2][y2] == board->cells[x1][y1]) {
 311         *error = "You cannot capture your own piece";
 312         return FALSE;
 313     }
 314
 315     dx = x2 - x1;
 316     dy = y2 - y1;
 317
 318     /* Here's the meat of Lines of Action legaility: Does the distance
 319      * moved exactly match the number of pieces (of either color) in
 320      * the row, column, or diagonal of the movement. */
 321     if (dx == 0) {
 322         /* Column */
 323         if (abs (dy) != board->col_pieces[x1]) {
 324             *error = "The move distance does not match the number of pieces in that column";
 325             return FALSE;
 326         }
 327     } else if (dy == 0) {
 328         /* Row */
 329         if (abs (dx) != board->row_pieces[y1]) {
 330             *error = "The move distance does not match the number of pieces in that row";
 331             return FALSE;
 332         }
 333     } else {
 334         if (abs (dx) != abs (dy)) {
 335             *error = "That move is not in a row, column, or diagonal";
 336             return FALSE;
 337         }
 338         /* Diagonal */
 339         if ((dx > 0) == (dy > 0)) {
 340             if (abs (dx) != board->diag_grave_pieces[_grave_index (x1, y1)]) {
 341                 *error = "The move distance does not match the number of pieces in that diagonal";
 342                 return FALSE;
 343             }
 344         } else {
 345             if (abs (dx) != board->diag_acute_pieces[_acute_index (x1, y1)]) {
 346                 *error = "The move distance does not match the number of pieces in that diagonal";
 347                 return FALSE;
 348             }
 349         }
 350     }
 351
 352     /* Finally, we have to ensure that no opponent pieces are being
 353      * jumped. */
 354     step_x = dx ? ((dx < 0) ? -1 : +1) : 0;
 355     step_y = dy ? ((dy < 0) ? -1 : +1) : 0;
 356     for (x = x1 + step_x, y = y1 + step_y;
 357          x != x2 || y != y2;
 358          x += step_x, y += step_y)
 359     {
 360         if (board->cells[x][y] != LOA_CELL_EMPTY &&
 361             board->cells[x][y] != board->cells[x1][y1])
 362         {
 363             *error = "You cannot jump an opponent's piece";
 364             return FALSE;
 365         }
 366     }
 367
 368     return TRUE;
 369 }
 370
 371 static void
 372 loa_board_next_player (loa_board_t *board)
 373 {
 374     if (board->player == LOA_PLAYER_BLACK)
 375         board->player = LOA_PLAYER_WHITE;
 376     else
 377         board->player = LOA_PLAYER_BLACK;
 378 }
 379
 380 /* XXX: Should check for a legal move for the current player and
 381  * return FALSE in that case, (that is, it should be illegal to pass
 382  * if there's a legal move available). */
 383 int
 384 loa_board_pass (loa_board_t *board)
 385 {
 386     loa_board_next_player (board);
 387
 388     return TRUE;
 389 }
 390
 391 /* Once the move is validated and executed, append it to the moves
 392  * array that stores the move history. */
 393 static void
 394 loa_board_add_move_to_history (loa_board_t      *board,
 395                                const loa_move_t *move)
 396 {
 397     board->num_moves++;
 398
 399     if (board->num_moves > board->moves_size) {
 400         if (board->moves_size)
 401             board->moves_size *= 2;
 402         else
 403             board->moves_size = 20;
 404
 405         board->moves = realloc (board->moves,
 406                                 board->moves_size * sizeof (loa_move_t));
 407         if (board->moves == NULL) {
 408             fprintf (stderr, "Out of memory.\n");
 409             exit (1);
 410         }
 411     }
 412
 413     board->moves[board->num_moves - 1] = *move;
 414 }
 415
 416 int
 417 loa_board_move (loa_board_t *board,
 418                 loa_move_t *move,
 419                 char **error)
 420 {
 421     loa_cell_t cell;
 422
 423     if (! loa_board_move_legal (board, move, error))
 424         return FALSE;
 425
 426     cell = loa_board_remove_piece (board, move->x1, move->y1);
 427     assert (cell == board->player);
 428
 429     cell = loa_board_remove_piece (board, move->x2, move->y2);
 430     if (cell == LOA_CELL_EMPTY) {
 431         move->is_capture = FALSE;
 432     } else {
 433         assert (cell != board->player);
 434         move->is_capture = TRUE;
 435     }
 436
 437     loa_board_add_piece (board,
 438                          move->x2, move->y2,
 439                          board->player);
 440
 441     loa_board_add_move_to_history (board, move);
 442
 443     loa_board_next_player (board);
 444
 445     return TRUE;
 446 }
 447
 448 /* A few different ideas for displaying boards:
 449  *
 450  * 8│ │●│●│●│●│●│●│ |       8| |*|*|*|*|*|*| |
 451  * 7│○│ │ │ │ │ │ │○|       7|o| | | | | | |o|
 452  * 6│○│ │ │ │ │ │ │○|       6|o| | | | | | |o|
 453  * 5│○│ │ │ │ │ │ │○|       5|o| | | | | | |o|
 454  * 4│○│ │ │ │ │ │ │○|       4|o| | | | | | |o|
 455  * 3│○│ │ │ │ │ │ │○|       3|o| | | | | | |o|
 456  * 2│○│ │ │ │ │ │ │○|       2|o| | | | | | |o|
 457  * 1│ │●│●│●│●│●│●│ |       1| |*|*|*|*|*|*| |
 458  *   A B C D E F G H      A B C D E F G H
 459  *
 460  *  ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐   -------------------------------
 461  * 8│   │ ● │ ● │ ● │ ● │ ● │ ● │   │     8|   | * | * | * | * | * | * |   |
 462  *  ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤  |---+---+---+---+---+---+---+---|
 463  * 7│ ○ │   │   │   │   │   │   │ ○ │     7| o |   |   |   |   |   |   | o |
 464  *  ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤  |---+---+---+---+---+---+---+---|
 465  * 6│ ○ │   │   │   │   │   │   │ ○ │     6| o |   |   |   |   |   |   | o |
 466  *  ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤  |---+---+---+---+---+---+---+---|
 467  * 5│ ○ │   │   │   │   │   │   │ ○ │     5| o |   |   |   |   |   |   | o |
 468  *  ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤  |---+---+---+---+---+---+---+---|
 469  * 4│ ○ │   │   │   │   │   │   │ ○ │     4| o |   |   |   |   |   |   | o |
 470  *  ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤  |---+---+---+---+---+---+---+---|
 471  * 3│ ○ │   │   │   │   │   │   │ ○ │     3| o |   |   |   |   |   |   | o |
 472  *  ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤  |---+---+---+---+---+---+---+---|
 473  * 2│ ○ │   │   │   │   │   │   │ ○ │     2| o |   |   |   |   |   |   | o |
 474  *  ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤  |---+---+---+---+---+---+---+---|
 475  * 1│   │ ● │ ● │ ● │ ● │ ● │ ● │   │     1|   | * | * | * | * | * | * |   |
 476  *  └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘   -------------------------------
 477  *    A   B   C   D   E   F   G   H        A   B   C   D   E   F   G   H
 478  */
 479 char *
 480 loa_board_to_string (loa_board_t *board)
 481 {
 482     int x, y;
 483     /* In order of BLACK, WHITE, EMPTY */
 484     const char* cell_strings[] = {"●","○"," "};
 485     const char   board_header[] = "┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐";
 486     const char     row_header[] = "│ ";
 487     const char cell_separator[] =    " │ ";
 488     const char     row_footer[] =                                " │";
 489     const char  row_separator[] = "├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤";
 490     const char   board_footer[] = "└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘";
 491     char *board_string = g_strdup ("");
 492
 493 #define APPEND(str) do {                                        \
 494     char *_new = g_strconcat (board_string, (str), NULL);       \
 495     free (board_string);                                        \
 496     board_string = _new;                                        \
 497 } while (0)
 498
 499 #define APPENDF(format, ...) do {                               \
 500     char *str = g_strdup_printf (format, ## __VA_ARGS__);       \
 501     APPEND (str);                                               \
 502     free (str);                                                 \
 503 } while (0)
 504
 505     APPENDF (" %s\n", board_header);
 506     for (y = 0; y < LOA_BOARD_SIZE; y++) {
 507         APPENDF ("%d%s", LOA_BOARD_SIZE - y, row_header);
 508         for (x = 0; x < LOA_BOARD_SIZE; x++) {
 509             APPENDF ("%s", cell_strings[board->cells[x][y]]);
 510             if (x != LOA_BOARD_SIZE - 1)
 511                 APPENDF ("%s", cell_separator);
 512         }
 513         APPENDF ("%s\n", row_footer);
 514         if (y != LOA_BOARD_SIZE -1)
 515             APPENDF (" %s\n", row_separator);
 516     }
 517     APPENDF (" %s\n", board_footer);
 518
 519     APPENDF ("   ");
 520     for (x = 0; x < LOA_BOARD_SIZE; x++) {
 521         APPENDF ("%c", 'A' + x);
 522         if (x != LOA_BOARD_SIZE - 1)
 523             APPENDF ("   ");
 524     }
 525     APPENDF ("\n");
 526
 527     return board_string;
 528 }