庆丰教你玩数独

个人日记

 
 

 
数独(逻辑游戏)编辑

数独(すうどく,Sūdoku)是一种运用纸、笔进行演算的逻辑游戏。玩家需要根据9×9盘面上的已知数字,推理出

有剩余空格的数字,并满足每一行、每一列、每一个粗线宫内的数字均含1-9,不重复
数独盘面是个九宫,每一宫又分为九个小格。在这八十一格中给出一定的已知数字和解题条件,利用逻辑和推理,在其他的空格上填入1-9的数字。使1-9每个数字在每一行、每一列和每一宫中都只出现一次,所以又称“九宫格”。
中文名
数独
其他名称
九宫格,Sudoku Crosswords
游戏类型
逻辑游戏
内容主题
推理数字
玩家人数
单人

1历史发展编辑

起源

既然“数独”有一个字是“数”,人们也往往会联想到数学,那就不妨从大家都知道的数学家欧拉说起,但凡想了解数独历史的玩家在网络、书籍中搜索时,共同会提到的就是欧拉的“拉丁方块(Latin square)”,如下图:
拉丁方块的规则:每一行(Row)、每一列(Column)均含1-N(N即盘面的规格),不重复。这与前面提到的标准数独非常相似,但少了一个宫的规则。

近代发展

数独起源于18世纪初瑞士数学家欧拉等人研究的拉丁方阵(Latin Square)。19世纪80年代,一位美国的退休建筑师格昂斯(Howard Garns)根据这种拉丁方阵发明了一种填数趣味游戏,这就是数独的雏形。20世纪70年代,人们在美国纽约的一本益智杂志《Math Puzzles and Logic Problems》上发现了这个游戏,当时被称为填数字(Number Place),这也是目前公认的数独最早的见报版本。1984年一位日本学者将其介绍到了日本,发表在Nikoli公司的一本游戏杂志《パズル通信ニコリ》上,当时起名为“Suuji wa dokushin ni kagiru”,后来觉得这个名字太长,就改名为“sudoku”,其中“su”是数字的意思,“doku”是单一的意思。这个名字也是国际上对数独的比较通用的叫法。后来一位前任香港高等法院的新西兰籍法官高乐德(Wayne Gould)在1997年3月到日本东京旅游时,无意中发现了。他首先在英国的《泰晤士报》上发表,不久其他报纸也发表,很快便风靡全英国,之后他用了6年时间编写了电脑程式,并将它放在网站上(这个网站也就是著名的数独玩家论坛),后来因一些原因,网站被关闭,幸好数独大师Glenn Fowler恢复了数据,玩家论坛有了新处所。在90年代国内就有部分的益智类书籍开始刊登,南海出版社在2005年出版了《数独1-2》,随后日本著名数独制题人西尾彻也的《数独挑战》也由辽宁教育出版社出版。《北京晚报》、《扬子晚报》、《羊城晚报》、《新民晚报》、《成都商报》等等报纸媒体也先后刊登了数独游戏。

2组成元素编辑

方格

水平方向有九横行,垂直方向有九纵列的矩形,画分八十一个小正方形,称为九宫格(Grid),如图一所示,是数独(Sudoku)的作用范围。
数独元素 - 九宫格数独元素 - 九宫格[1]

水平方向的每一横行有九格,每一横行称为行(Row),如图二所示。
数独元素 - 单元数独元素 - 单元[1]

垂直方向的每一纵列有九格,每一纵列称为列(Column),如图三所示。
数独元素 - 列数独元素 - 列[1]

三行与三列相交之处有九格,每一单元称为小九宫(Box、Block),简称,如图四所示(在杀手数独中,宫往往用单词Nonet表示)。
数独元素 - 宫数独元素 - 宫[1]

单元

上述行、列、宫统称为单元(Unit)。

区块

由三个连续宫组成大区块(Chute),分大行区块(Floor)及大列区块(Tower)。
第一大行区块:由第一宫、第二宫、第三宫组成。
第二大行区块:由第四宫、第五宫、第六宫组成。
第三大行区块:由第七宫、第八宫、第九宫组成。
第一大列区块:由第一宫、第四宫、第七宫组成。
第二大列区块:由第二宫、第五宫、第八宫组成。
第三大列区块:由第三宫、第六宫、第九宫组成。

格位编号

格位按所处的行列单元赋予坐标值,如图五所示。
数独元素 - 格位数独元素 - 格位[1]
坐标有多种标示法,有横行 A~I,纵列 1~9(如中国),也有横行 1~9,纵列 A~I(如日本),这两种标示容易混淆,故最被广泛使用的是横行R1~R9,纵列C1~C9的标示法。

提示数

在九宫格的格位填上一些数字,做为填数判断的线索(Hint),称为提示数(Clue),如图六所示。
数独元素 - 提示数数独元素 - 提示数[1]

3基本解题方法编辑

解题的本质有二:隐性唯一解(Hidden Single)及显性唯一解(Naked Single),他们的名称是在候选数法的基础上命名的。
解题必须以逻辑为依归,猜测的方法被称为“暴力型”解法(Brute Force),这不是提倡数独的本意。
根据解题本质发展出来的基本解题方法有二种:

摒除法

摒除法:用数字去找单元内唯一可填空格,称为摒除法,数字可填唯一空格称为摒余解(隐性唯一解)。
根据不同的作用范围,摒余解可分为下述三种:
数字可填唯一空格在「宫」单元称为宫摒余解(Hidden Single in Box),这种解法称宫摒除法。
数字可填唯一空格在「行」单元称为行摒余解(Hidden Single in Row),这种解法称行摒除法。
数字可填唯一空格在「列」单元称为列摒余解(Hidden Single in Column),这种解法称列摒除法。
行摒余解和列摒余解合称行列摒余解(Hidden Single in Line)。
得到行列摒余解的方法称为行列摒除法。

余数法

Peer等位群格位Peer等位群格位[1]
余数法:用格位去找唯一可填数字,称为余数法,格位唯一可填数字称为唯余解(Naked Single)。
余数法是删减等位群格位(Peer)已出现的数字的方法,每一格位的等位群格位有 20 个,如图七所示。
依解题填制的过程可区分为直观法与候选数法:

直观法

直观法就是不做任何记号,直接从数独的盘势观察线索,推论答案的方法。

候选数法

候选数法就是删减等位群格位已出现的数字,将剩余可填数字填入空格做为解题线索的参考,可填数字称为候选数(Candidates,或称备选数)。
直观法和候选数法只是填制时候是否有注记的区别,依照个人习惯而定,并非鉴定题目难度或技巧难度的标准,无论是难题或是简单题都可上述方法填制,一般程序解题以候选数法较多。[2] 

4进阶解题方法编辑

上述方法称为基础解法(Basic Techniques),其他所有的解法称为进阶解法(Advanced Techniques),是在补基本解法之不足,所以又称辅助解法。
进阶解法包括:区块摒除法(Locked Candidates)、数组法(Subset)、四角对角线(X-Wing)、唯一矩形(Unique Rectangle)、全双值坟墓(Bivalue Universal Grave)、单数链(X-Chain)、异数链(XY-Chain)及其他数链的高级技巧等等。已发展出来的方法有近百种之多。
其中前两种加上基础解法为一般数独书中介绍并使用的方法,同时也是大部分人可以理解并掌握的数独解题技法。
通过基础解法出数只需一种解法,摒除法或唯余法,超出此范围而需要施加进阶解法时,解题点需要进阶解法协助基础解法来满足隐性唯一或显性唯一才能出数,该解题点的解法需要多个步骤协力完成,因此称做组合解法。

相对概率

相对概率不是真实的概率,而是用于同一格中的几个数字之间相互比较出现的可能。
相对概率 = 九宫格出现的概率 × 行出现的概率 × 列出现的概率
九宫格出现的概率:如果九宫格中有2个格可能出现1,目标格可能的数字为1、2、3,另一个格可能出现的数字为1、4,那么:目标格中的1在九宫格出现的概率 = 目标格中出现1的概率 × (1 - 另一个格中出现1的概率),得1/3 × (1-1/2) = 1/6。
注意:1-1/2表示另一个格不出现1的概率,1/3 × (1-1/2) 的意思就是在另一个格不出现1的情况下,目标格出现1的概率。
如果九宫格中有三个格可能出现1,目标格可能的数字为1、5、6,另一个格可能出现的数字为1、7,还有一个格可能出现的数字为1、8、9,得1/3 × (1-1/2) × (1-1/3) = 1/9。依此类推。
行出现的概率和列出现的概率与九宫格出现的概率的算法原理相同。最后,把三个概率相乘,得到相对概率,把目标格中3个数字的相对概率进行对比,相对概率越大,出现的可能性越大。

区块摒除法

区块摒除法包括宫区块摒除法(Pointing)与行列区块摒除法(Claiming)。
在基础题里,利用区块摒除可以替代一些基础解法的观察,或辅助基础解法寻找焦点。
在非基础题里,区块可以隐藏任何其他结构,简单的可以把基础解法隐藏起来,难的可以隐藏数对等等其他进阶技巧。
例如:
区块摒除法区块摒除法
首先数字6对第五宫摒除,得到第五宫的6在R4C5或者R6C5。
不论是

文章评论

shania

我们家就有,确实还是挺难的。