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。
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。
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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