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九宫格数独
概述
九宫格数独,是一种源自18世纪末的瑞士,后在美国发展、并在日本得以发扬光大的数字
谜题。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。这种游戏全面考验做题者观察能力和推理能力,虽然玩法
简单,但数字排列方式却千变万化,所以不少教育者认为数独是训练头脑的绝佳方式。
目录
数独的历史
数独终盘的排列组合
数独的基本元素
数独的基本规则
基本解法举例
基础摒除法
唯一解法
唯余解法
数独的历史
数独终盘的排列组合
数独的基本元素
数独的基本规则
基本解法举例
基础摒除法
唯一解法
唯余解法
•区块摒除法
•余数测试法
•隐性唯一候选数法
•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
•变形数独概述
•数独的近亲
•给出数字最少的有唯一解的数独
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数独的历史
数独前身为“九宫格”,最早起源于中国。数千年前,我们的祖先就发明了洛书,
其特点较之现在的数独更为复杂,要求纵向、横向、斜向上的三个数字之和等于15,
而非简单的九个数字不能重复。儒家典籍《易经》中的“九宫图”也源于此,故称“洛书
九宫图”。而“九宫”之名也因《易经》在中华文化发展史上的重要地字母a 位而保存、沿用至
今。
1783年,瑞士数学家莱昂哈德欧拉发明了一种当时称作“拉丁方块”(LatinSqu
are)的游戏,这个游戏是一个nn的数字方阵,每一行和每一列都是由不重复的n
个数字或者字母组成的。
19世纪70年代,美国的一家数学逻辑游戏杂志《戴尔铅笔字谜和词语游戏》(D
ellPuzzleMgzines)开始刊登现在称为“数独”的这种游戏,当时人们称之为“数字
拼图”(NumberPlace),在这个时候,99的81格数字游戏才开始成型。
填充完整后
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1984年4月,在日本游戏杂志《字谜通讯Nikoil》(《パズル通信ニコリ》)上
出现了“数独”游戏,提出了“独立的数字”的概念,意思就是“这个数字只能出现一次”
或者“这个数字必须是惟一的”,并将这个游戏命名为“数独”(sudoku)。
一位前任香港高等法院的新西兰籍法官高乐德(WayneGould)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,使这个游戏很快在全世界流行。从此,这个游戏开始风靡全球。后来更因数
独的流行衍生了许多类似的数学智力拼图游戏,例如:数和、杀手数独。
数独终盘的排列组合
数独中的数字排列千变万化,那么究竟有多少种终盘的数字组合呢?
6,670,903,752,021,072,936,960(约有6.6710的21次方)种组合,2005年
由BertramFelgenhauer和FrazerJarvis计算出该数字,如果将重复(如数字交换、
对称等)不计算,那么有5,472,730,538个组合。数独终盘的组合数量都如此惊人,
那么数独题目数量就更加不计其数了,因为每个数独终盘都可以用挖数的方法出很多
个不同的数独题目。
数独的基本元素
数独基本元素示意图
单元格:数独中最小的单元,标准数独中共有81个;
行:横向9个单元格的集合;
列:纵向9个单元格的集合;
宫:粗黑线划分的区域,标准数独中为33的9个单元格的集合;
已知数:数独初始盘面给出的数字;
候选数:每个空单元格中可以填入的数字。
数独的基本规则
标准数独的规则为:数独每行、每列及每宫填入数字1-9且不能重复。
基本解法举例
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数独解法全是由规则衍生出来的,基本解法分为两类思路,一类为排除法,一类
为唯一法。更复杂的解法,最终也会归结到这两大类中。下边以图示简单介绍几种
解法,只要你花几分钟看一遍,马上就可以开始做数独了。
基础摒除法
基础摒除法就是利用1~9的数字在每一行、每一列、每一宫都只能出现一次
的规则进行解题的方法。基础摒除法可以分为行摒除、列摒除、九宫格摒除。
实际寻找解的过程为:
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:找到了某数在某列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:找到了某数在某行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。
基础摒除法的提升方法是区块摒除法,是直观法中使用频率最高的方法之一.
唯一解法
当某行已填数字的宫格达到8个,那么该行剩余宫格能填的数字就只剩下那个还
没出现过的数字了。成为行唯一解.
当某列已填数字的宫格达到8个,那么该列剩余宫格能填的数字就只剩下那个还
没出现过的数字了。成为列唯一解.
当某九宫格已填数字的宫格达到8个,那么该九宫格剩余宫格能填的数字就只剩
下那个还没出现过的数字了。成为九不负春光 宫格唯一解.
唯余解法
唯余解法就是某宫格可以添入的数已经排除了8个,那么这个谈论的英文 宫格的数字就只能
添入那个没有出现的数字.
区块摒除法
区块摒除法是基础摒除法的提升方法,是直观法中使用频率最高的方法之一.
余数测试法
所谓余数测试法就是在某行或列,九宫格所填数字比较多,剩余2个或3个时,在剩
余宫格添入值进行测试的解题方法.
隐性唯一候选数法
当某个数字在某一列各宫格的候选数中只出现一次时,那么这个数字就是这一列
的唯一候选数了.这个宫格的值就可以确定为该数字.这时因为,按照数独游戏的
规则要求每一列都应该包含数字1~9,而其它宫格的候选数都不含有该数,则该数
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不可能出现在其它的宫格,那么就只能出现在这个宫格了.对于唯一候选数出现行,
九宫格的情况,处理方法完全相同。
三链数删减法
找出某一列、某一行或某一个九宫格中的某三个宫格候选数中,相异的数字不超
过3个的情形,进而将这3个数字自其它宫格的候选数中删减掉的方法就叫做三链
数删减法。
隐性三链数删减法
在某行,存在三个数字出现在相同的宫格内,在本行的其它宫格均不包含这三个
数字,我们称这个数对是隐形三链数.那么这三个宫格的候选数中的其它数字都可以
排除.
当隐形三链数出现在列,九宫格,处理方法是完全相同的.
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修改为:在某行,存在三个候选数字分别出现在三个宫格内,
在本行的其它宫格均不包含这三个数字,我们称这个数对是隐形三链数.那么这
三个宫格的其它候选数都可以排除.
当隐形三链数出现在列,九宫格,处理方法是完全相同的
或者:利用“找出某3个数字仅出现在某行、某列或某一个九宫格的某三个宫格
候选数中易筋经口诀 的情形,进而将这三个宫格的候选数删减成该3个数字”的方法就叫做隐性
三链数删减法(HiddenTriples)世界上最大的蛇 。
矩形顶点删减法
矩形顶点删减法和直观法讲到的矩形摒除法分析方法是一样的。矩形顶点删减法
在识别时比较不容易找到,所以最好先使用其它的方法。
三链列删减法
三链列删减法是矩形顶点删减法的扩展,如果不清楚矩形顶点删减法,可以参考
矩形顶点删减法,以便于更容易理解本节内容。利用“找出某个数字在某三列仅出现
在相同三行的情形,进而将该数字自这三行其他宫格候选数中删减掉”;或“找出某个
数字在某三行仅出现在相同三列的情形,进而将该数字自这三列其他宫格候选数中删
减掉”的方法就叫做三链列删减法。
关键数删减法
在进入到解题后期,利用前面讲到的唯一候选数法、隐性唯一候选数法、区块
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、三链列删减法都无法有进展的时候,可以考虑使用关键数删减法。关
键数删减法就是在后期找到一个数,这个数在行(或列,九宫格)仅出现两次的数字。
我们假定这个数在其中一个宫格类,继续求解,如果发生错误,则确定我们的假设错
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误。如果继续求解仍然出现困难,不妨假设这个数在另外一个宫格,看能不能得到错
误。这就是关键数删减法.
排除法
当某一列,某一行或某一宫里已填7个数字时,可采用排除法,排除不可能出现
在这个格子的数,从而确定格子里应该填什么数。比如某一行已填1,3,4,5,7,
8,9,还剩2,6,而其中一个空格所在的列上已有了2,可知这个空格里不可能是2,
那么另外一个空格里一定是2,那么这个空格里一定是6。
当某一列,某一行或某一宫里已填6个数字时,也可采用排除法。
变形数独概述
数独发展到今天,类型已经多种多样,如果按不同条件细分绝不下百种,而且数
量还在增加中。大家平时可以常见的变形数独,如:对角线数独、锯齿数独、杀手数
独等等。
对角线数独
锯齿数独
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杀手数独
所谓变形数独,即改变一些标准数独的条件或规则,形成的新型数独题目,有的
变形数独也会同时具备多种变形条件,变形条件如下:
1、使用数字的数量不同可以有4字数独、6字数独、16字数独、25字数独等等;
2、增加限制区域的类别可以有对角线数独、额外区域数独、彩虹数独等等;
3、宫形发生变化有锯齿数独;多个数独叠加起来有连体数独、武士数独、超级
数独等等
4、用其它元素代替已知数字有字母数独、骰子数独、数码数独等等;
5、利用单元格内数字之和或乘积等关系有杀手数独、边框数独、箭头数独、魔
方数独、算式数独等等;
6、利用相邻单元格内数字的关系有连续数独、不等号数独、堡垒数独、XV数独、
黑白点数独等等;
7、单元格限制数字属性有奇偶数独、大中小数独等等;
8、利用数独外提示数字有边缘观测数独、摩天楼数独等等;
9、按禁止同一数字位置有无缘数独、无马数独等等;
10、非方形数独有圆环数独、立方体数独、六角数独、蜂窝数独等等;
11、需要多个数独条件配合才能解题的有三合一数独、双胞数独等等。
以上11种分类并非全部变化条件,只是常见的大类,还有不少变形数独未举例,
其实变形的条件不会有极限的,只要你有想象力,可以创造出属于你自己的新型变形
数独。虽然数独条件变换多端,但有一条始终不变的绝对条件——同一限制区域内不
能出现重复数字。只要符合这个条件,就没有脱离“数独”的范畴。
数独的近亲
谜题(Pazzle):排除文化差异对做题者的影响,只用数字和图形表示的逻辑推
理游戏。
数独是谜题(Pazzle)中的一个分支,由于其规则简单、种类众多从而从众多谜
题脱颖而出,成为大众熟知的数字谜题。
不过除了数独以外,还有不少谜题也非常出色,也有众多的拥护者,而且与数独
有千丝万缕的关系。数独爱好者同样不能错过这些优秀的逻辑推理游戏。下面简单介
绍几类谜题:
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数和(Kakuro):与杀手数独很像的一类谜题,规则要求同行、同列(同一段)
数字不能重复,且每段数字之和等于左边和上边的提示数字。
数图(NonogramsGriddlers):根据盘面周围的数字4个月宝宝发育标准 提示,把盘中涂成符合条件
的图案,很像“十字绣”。
数回(SlitherLink):游戏由0,1,2,3四个数字组成。每一个数字,代表四周划
线的数目,并在最后成为一个不间断、不分岔的回路。
数墙(Nurikabe):数墙的世界,是一个非黑即白的二元世界;在游戏中,你要
决定的是,那些格子需要涂黑,那一些应该留白。
数连(NumberLink):与数独一样,数连是一个简单明快的游戏。你只需要把
属于相同数字的同伴,以线连接起来。不过,这个游戏看起来非常简单,实际上是很
有深度的。
图独(tudoku):数独的一种扩展,将数字换成有趣的图形,看似一样,但换成
图形后大大增强了数独趣味性,使游戏不会那么枯燥,很合适小孩子玩,即动脑又锻
炼记忆力。
给出数字最少的有唯一解的数独
17个数的数独
17个数,目前还没有发现16数的,这个就是最少的吧,但没人证明:
本文发布于:2023-03-24 20:56:23,感谢您对本站的认可!
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