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[教程][数独游戏教程基础知识及方法][9P]

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[教程][数独游戏教程基础知识及方法][9P]

(一)起源和历史

如今数独的雏型首先于1970年代由美国的一家数学逻辑游戏杂志发表,当时名为Number Place。现今流行的数独于1984年由日本游戏杂志《パズル通信ニコリ》发表并得了现时的名称。数独本是“独立的数字”的省略,因为每一个方格都填上一个个位数。

数独冲出日本成为英国当下的流行游戏,多得曾任香港高等法院法官的高乐德(Wayne Gould)。2004年,他在日本旅行的时候,发现杂志的这款游戏,便带回伦敦向《泰晤士报》推介并获得接纳。英国《每日邮报》也于三日后开始连载,使数独在英国正式掀起热潮。其他国家和地区受其影响也开始连载数独。

(二)基本原理

拼图是九宫格(即3格宽×3格高)的正方形状,每一格又细分为一个九宫格。在每一个小九宫格中,分别填上1至9的数字,让整个大九宫格每一列、每一行的数字都不重复。
数独的玩法逻辑简单,数字排列方式千变万化。不少教育者认为数独是锻炼脑筋的好方法。

(三)解法举例

1、根据横列、竖列和方格的限制条件排除各个点不可能的数字,并从1-9将各个可能的数字用小字体逐个写进每个空白的格子。(该步骤大约需要15-20分钟,这是求解的初始,务必确保没有遗漏)。
2、审视第一步骤的结果,如果发现某个空格只有一个数字,即确定该空格为这个数字。并根据该数字审视其相关的横列、竖列和方格,并划除相同的数字。(该情况出现的可能往往不多,除了较简单的数独题,但这是一个必要的过程,而且在随后的过程中要反复使用此方法。)
3、审视各个横列、竖列和方格中罗列出的可能的数字结果,若发现某一个数字在各个横列、竖列或方格中出现的次数仅一次,则可以确定该空格的解为此数字。并根据第二条的方法排除与此空格相关列或方格中相同的数字。
4、审视各个横列、竖列和方格中罗列的各个可能的结果,找出相对称的两个数组合的空格(或3个、4个组合),并确定这两个空格(或3个、4个)的数字只可能为这两个数字,即两个数字在这两个空格的位置可以交换,但不可能到该行、该列或该方格的其他位置。根据此结果可以排除相关列或方格罗列出相关数字的可能,并缩小范围。(该步骤处理的难度相对复杂,需要在积累一定经验的基础上进行,也是最终求解的关键)
5、反复使用2、3、4提到的步骤,逐步得到一个一个空格的解,并将先前罗列的各种可能的结果一个一个排除,使可能的范围越来越小,直至得到最后结果。

(四)数独的解谜技巧,可大致分为直观法及候选数法两种。
数独的解谜技巧,刚开始发展时,以人性的直观式解法为主,对于初入门的玩家来说,这也是较容易理解和接受的方法;其实就算是资深玩家,当手边沒有电脑协助更新候选数列表时,大多数仍会选择采用本法,因为候选数列表的建立及更新若采用手动方式操作,一来十分繁琐,二来十分容易出錯,而候选数法对于候选数列表的正确性要求是不容有一点误差的。一般报纸杂志上的数独题目为了迎合大众程度,大抵属于简易级或中级,如果能灵活运用直观法,通常已游刃有余。

直观法的特点
不需任何辅助工具就可应用。
从接到数独谜题的那一刻起就可以立即开始解题。
初学者或沒有电脑辅助时的首要解题方法。
相对而言,能解出的谜题较简单。
主要的技巧:唯一解法、基础摒除法、区域摒除法、唯余解法、矩形摒除法、单元摒除法。
以后我会一一介绍到,希望大家关注!

候选数法的特点
需要先建立候选数列表,因候选数列表的建立十分复杂,所以通常需要电脑辅助。
需要先建立候选数列表,所以从接到数独谜题的那一刻起,要经过相当一段相时间才会出现第一个解
需要使用高阶直观法技巧。
相对而言,能解出的谜题较为复杂。
主要的技巧:唯一候选数法、隐性唯一候选数法、 区域删减法、数对删减法、隐性数对删减法、三链数删减法、隐性三链数删减法、矩形顶点删减法、 三链列删减法、关键数删减法、关联数删减法等。
以后我会才直观解法后一一介绍到,希望大家关注!

(五)基础摒除法
基础摒除法虽然简单,但在实际应用时,仍然可分成三个部分:
行摒除:因为同一行不能有两个相同的数字,所以当某个数字已在某行中出现,该行再填入该数字的可能性就应该被摒除掉。
列摒除:因为同一列不能有两个相同的数字,所以当某个数字已在某列中出现,该列再填入该数字的可能性就应该被摒除掉。
九宫格摒除:因为同一九宫格内不能有两个相同的数字,所以当某个数字已在某一九宫格内出现,该九宫格内再填入该数字的可能性就应该被摒除掉。

寻找摒除的解
寻找九宫格摒除解:找到了某数在某一个九宫格可填入的位置只余一个的情形;意即找到了该数在该九宫格中的填入位置。
寻找列摒除解:找到了某数在某一列中可填入的位置只余一个的情形;意即找到了该数在该列中的填入位置。
寻找行摒除解:找到了某数在某一行中可填入的位置只余一个的情形;意即找到了该数在该行中的填入位置。

(六)示例
初学者的九宫格摒除解的寻找是由数字 1 开始一直到数字 9 ,周而复始, 直到解完全題或无解时为止;每个数字又需要从上左九宫格起,直到下右九宮格,周而复始, 同样要不断重复到解完全題或无解时为止。
如图所示:先从数字1开始,由上左九宫格起寻找九宫格摒除解,会影响上左九宫格的数字, 一定存在于第 1 列~第 3 列以及第 1 行~第 3 行的区域。
本区域已存在的数字 1 共有两个,它们分別存在于位置(2, 9) 及 (5, 1);其中 (2, 9) 数字 1 的列摒除,将摒除第 2 列其它宫格再填入数字 1 的可能,因为依照规则每一列只能有一个1,如果再在本列填入数字1,那么本列就有两个1了。同理,(5, 1) 数字 1 的行摒除,將摒除第 1 行其它宫格再填入数字1的可能。
对上左九宫格的摒除仅能到此地步,我们可以很容易的发现:本九宫中还有 3个宫格不在被摒除的区域中,意即这三个宫格都仍有可能填入数字1,依不可猜测的原则,本九宫格暂时不予处理。
接下来我们要尝试在上中九宫格寻找是否有九宫格摒除解。会影响上中九宫格的数字,一定存在第 1 列 ~第 3 列以及第 4 行~第 6 行。本区域已存在的数字 1 共有3个,它们分別存在于 (2, 9)、(4, 6) 及 (9, 5)。同样我们可以很容易的发现:本九宫中还有 2 个宫格不在被摒除的区域中, 意即这两个宫格都仍有可能填入数字1,也暂时不予处理。
接下來的上右、中左、中央九宫格都已有数字1了。所以现在需要处理的九宫格轮到了中右九宫格,依上法对此九宫格进行的摒除。我们可以很容易的发现:本九宫中只剩宫格 (6, 8) 不在被摒除的区域中, 意即:在这个九宫格中只剩这个宫格仍有可能填入数字 1,所以本九宫格的数字 1 就只能填到这里,我们称:在 (6, 8) 有九宫格摒除解 1。


(七)行、列摒除解的寻找
行、列摒除解的寻找和九宫格摒除解的寻找差不多
我就不费口舌了
注意:1.虽然我们从上左九宫格开始,到下右九宫格,已经将所有的九宫格都找过一遍!但因为中间曾经在某些宫格填入我们找到的数字解,所以一定要再从头找一遍,否则会让我们遗漏掉一些可以马上找到的解。
2.大部分的人都会十分习惯运用九宫格摒除解的寻找,而完全忽略了行、列摒除解的寻找。这对某些題目而言或许可行,但对大多数題目而言,一定要三法配合使用才行!
3.至于先是行列摒除还是九宫格摒除,诸位仁者见仁,智者见智喽!个人比较喜欢先九宫格摒除

下图有一个摒除解1,你可以看出來在哪个位置么?
找出他在按所学的方法填出她吧


(八)唯一解法

数独谜题中的某一个宫格因为所处的列、行或九宫格已填入數字的宫格达到 8 个时,那么该宫格所能填入的數字,就只剩下那个还没有出现过的数字了此谓唯一解法。
唯一解法其实只可算是基础摒除法的特例,只因其成立条件十分特殊明确, 可以几乎不花脑筋就填出解来,所以特別独立为一法。

怎么样?简单吧:)
唯一解法包括三种类型。
其实,我想我不说大家也都知道了。分别是行唯一法,列唯一法和九宫格唯一法。
使用直观法时,大部分的时间应该都在使用基础摒除法,尤其是刚开始解题时,唯一解法使用的机会很少, 但随着填入的数字越来越多,唯一解法就可以大展拳脚了。虽然玩家也可以完全以摒除法系统性的寻找解题,不过这么特殊、容易辨认的情況出現了,而不去理会,也未免太可惜哦!

看一个唯一解法的应用:


(九)区域摒除法

首先解释什么是区域
对列而言,就是分属三个不同九宫格的部分。
对行而言,也是分属三个不同九宫格的部分。
对九宮格而言,就是分属三个不同列或三个不同行的部分。
它一共包括四个类型:
九宫格对行的区域摒除:某数字在九宫格中的可填位置仅存在其中一个区域时,因为某数一定会在本区域, 所以包含该区域的行,可将数字填入另两个的可能性摒除。
九宫格对列的区域摒除:某数字在九宫格中的可填位置仅存在其中一个区域时,因为某数一定会在本区域, 所以包含该区域的列,可将数字填入另两个的可能性摒除。
行对九宫格的区域摒除:某数字在行中的可填位置仅存在其中一个区域时,因为某數一定会在本区域, 所以包含该区域的九宫格,可将數字填入另两个区域的可能性摒除。
列对九宫格的区域摒除:某数字在列中的可填位置仅存在其中一个区域时,因为某數一定会在本区域, 所以包含该区域的九宫格,可将數字填入另两个区域的可能性摒除。

(十)使用诀窍
使用区域摒除法,只要在九宫格摒除解的系统寻找時,注意是否有区域摒除的成立条件即可,当区域摒除的条件具备了,就等于多了一个摒除线,找到解的机会自然多了一些,将感觉顺手多了。
如下题, 如果不使用或不会使用区域摒除法,是找不到 1 的九宫格摒除解的,但如果用上了区域摒除法,将可找到 四个数字1的填入位置


(十一)知道解法了咯?我来解释一哈
在图中,先从数字1开始寻找九宫格摒除解,找到中左九宫格時时,由于(3, 2)、(4, 5)的摒除, 将使得数字1可填入的位置只剩下 (5, 1) 及 (5, 3),因为每个九宫格都必须填入數数字1,既然中左九宫格的数字1一定会填在 (5, 1) ~ (5, 3)两者之一,那表示包含这个区域的第5列中另两个就不能填入数字1了,因为同一列中只能有一个数字1,所以可将第5列另两个填入数字1的可能性摒除。
第5列的区域摒除,配合 (4, 5) 及 (9, 7)的基础摒除,使得 (6, 8) 出现了中右九宫格摒除解。


(十二)唯余解法

当数独谜题中的某一个宫格,因为所处的列、行及九宫格中,合计已出现过不同的 8 个数字,使得这个宫格格所能填入的数字,就只剩下那个还沒有出现过的数字,我们称这个九宫格有唯余解。

例题
如图,在(8, 6)所在的第 8 列,共出现了 2、8、1、6、5、3 六个数字; 接下来再看 (8, 6) 所在的第 6 行,共有 2、4、9 三个数字; 而 (8, 6) 所在的九宫格, 则有1、6、2 三个数字字;所以 (8, 6) 所处的列、行及九宫格中,合计已出现过 1、2、3、4、5、6、8、9 共 8 个人不同数字;依照数独规则,同一列、同一行及同一个九宫格中, 每个数字都只能出现一次,所以 (8, 6) 就只能填入尚未出现过的数字 7 了;这就叫做唯余解 7 。


(十三)单元摒除法

直观法的基石就是基础摒除法,区域摒除法是其最佳拍档,单元摒除法则是其第二副手, 如果想要运用直观法解题,需要好好熟悉单元摒除法。
使用单元摒除法时,只要在九共格摒除解的系统寻找时,注意是否有单元摒除的成立条件即可,当单元摒除的条件具备了,就等于多了两条摒除先,找到解的机会自然就多一些。

我们通过例题来解释
在图中:由于(2, 7)、(3, 4)的列摒除,使得数字 1 可填入上左九共格的位置只剩下 (1, 2) 及 (1, 3), 另外,由于(5, 5)、(6, 8)的列摒除,使得数字 1 可填入中左九共格的位置只剩下 (3, 2) 及 (3, 3), 而这四个宫格恰好在相同的两行上。所以:
如果上左九宫格数字 1 填在 (1, 2),因为第 2 行只能有一个数字 1, 所以中左九宫格的数字 1 就只能填到 (4, 3)。
如果上左九宫格数字 1 填在 (1, 3),因为第 3 行只能有一个数字 1, 所以中左九宫格的数字 1 就只能填到 (4, 2)。
总结一哈,不论那种状况,第 2、3 两行的数字 1 都只能填在(1, 2)、(1, 3)、(4, 2) 及 (4, 3)这四个位置中的其中两个,不可能填到其它宫格去,所以可将第 2 行及第 3 行的其他宫格填入数字 1 的可能性摒除。

这个就叫做单元摒除法


(十四)GO ON
接着往下,我们运用第 2 行及第 3 行的单元摒除,配合 (8, 6) 及 (9, 9)的基础列摒除, 使得 (7, 1) 出現了下左九宫格摒除解了。


(十五)给你点挑战!
运用单元摒除法,配合基础摒除法
找出下图中数字4的九宫格摒除解吧
看看它在哪个位置先!

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