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数独 · 规则指南

数独规则:怎么玩

一条规则的三种说法、每格「看得到」的二十格、如何做候选数标记而不把自己绕晕,以及真正决定难度的是什么。

一句话答案

  • 每行、每列、每个 3×3 宫都必须恰好含有数字 1 到 9 各一次。
  • 不需要任何运算:这九个数字只是九个不同的符号。
  • 每一格都「看得到」另外二十格,所有推理都由此而来。
  • 合格的数独只有唯一解,也永远不需要猜。
  • 保证唯一解的最少提示数是 17,2012 年由计算机穷举证明。

数独的规则

数独只有一条规则,可以用三种说法讲完:把 9×9 的盘面填满,使每一行、每一列、每一个 3×3 宫都恰好含有数字 1 到 9 各一次。题目印出来的数字是提示数,从头到尾不变。

  • 完全不涉及运算。这些数字只是九个互不相同的符号,换成字母或颜色毫无区别。
  • 永远不需要猜。一道做得规范的数独,纯用逻辑就能解出来。
  • 每道题只有一个答案。如果你找到两个,那这道题本身有问题。
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一道经典数独。粗线划出九个 3×3 宫——正是这个限制把拉丁方变成了谜题。

规则到此为止。人们写的其他东西——唯一解、数对、X-Wing——都不是规则,而是技巧:由这三条限制 推出来的、有名字的推理模式。

行、列、宫——为什么这就够了

每个格子同时属于三个单元:一行、一列、一宫。在任何一格填入一个数字,就等于把这个数字从与它 同单元的另外二十格中排除掉。

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一个格子「看得到」另外二十格:同行八个、同列八个,再加同宫的四个。数独里所有推理都从这里开始。

由此直接得到两种最基本的着手方式:

  • 显式唯一解:某个格子里只剩一个可能的数字,直接填。
  • 隐性唯一解:某个数字在一行、一列或一宫里只能放进一个格子,哪怕那个格子还有别的候选数,也照样 填它。

一道简单题靠这两招就能全部做完。所有更难的技巧,不过是把同样的道理从「一个格子」推广到「一组格子」。

候选数与干净的做题方法

候选数就是写在格子里的小数字。做法分两派:

  • 全标:把每个空格的所有候选数都写上,然后逐步删减。系统、起步慢,但做难题时必不可少。
  • 只扫描:什么都不写,靠眼睛找唯一解。做简单题更快,大多数人也是这么玩的。

实用建议:先扫描,等扫描再也出不了新数字时才开始标。而且一旦要标,就标全——标一半比不标更容易 出错,因为你最后会去相信那些没更新过的标记。

什么才让一道题变难

难度和提示数的数量无关:30 个提示数的题可能比 24 个的难得多。真正决定难度的是需要用到哪些技巧

难度所需技巧
简单隐性唯一解、显式唯一解
中等显性数对、隐性数对、指向数对、宫线排除
困难三数组、X-Wing、简单染色
专家Swordfish、XY-Wing、链与强制模式
极难长链、网,以及唯一性推理

关于提示数的两个数字

  • 保证唯一解所需的最少提示数是 17。2012 年 McGuire、Tugemann 与 Civario 用穷举搜索证明:不存在 16 个提示数且解唯一的数独。
  • 合法的完整盘面共有 6,670,903,752,021,072,936,960 个,由 Felgenhauer 与 Jarvis 于 2005 年算出; 去掉对称之后约为 55 亿个本质不同的盘面。

值得一试的变体

变体多出来的规则
杀手数独虚线笼子标有目标和,同一个笼子里数字不能重复。
锯齿数独(Jigsaw)九个区域是不规则形状,而不是 3×3 的宫。
对角线数独(Sudoku X)两条主对角线也必须含有 1 到 9。
超级数独 / Windoku另有四个阴影 3×3 区域也必须含有 1 到 9。
温度计、箭头、连续数用线条和形状施加顺序或求和限制。
武士数独五个互相重叠的盘面一起解。

近十多年的变体热潮,催生出只给几个提示数、甚至一个都不给的题目——仅靠附加规则就能确定唯一答案。那是 另一种乐趣,往往比经典数独更精巧。

常见问题

玩数独需要数学吗?

不需要。那九个数字只是九个不同的符号,换成字母或颜色,题目完全一样。数独是纯逻辑。

一道数独会有多个解吗?

做得规范的不会。如果你找到两个合法解,说明题目有缺陷——这也是为什么「唯一性推理」算是一种正当的解题技巧。

最少需要多少个提示数?

十七个。2012 年的穷举搜索证明,不存在只有 16 个提示数却解唯一的数独。

有没有必须猜的时候?

规范的题目里没有。每一格都能推出来,只是最难的题需要很长的推理链,感觉上接近试错。

一共有多少种数独盘面?

完整盘面有 6,670,903,752,021,072,936,960 个;去掉对称约 55 亿个。可出的题目数量还要多得多。

提示数越少就越难吗?

不是。要看需要哪些技巧:一道 30 个提示数却要用 X-Wing 的题,比一道 24 个提示数、靠唯一解就能解完的题更难。

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