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6:杀手数独(下)

2021-03-01 19:12 作者:SunnieShine  | 我要投稿

书接上一回……咱们上回讲到了杀手数独,说了一些基本的技巧。下面我们继续看看别的技巧。

Part 7 拆分冲突

拆分冲突是一种利用至少两个虚线框,来判别组合产生冲突的现象。

如图所示,观察第2个宫,有两个和值都偏小的虚线框,一个是B45形成的和值为5的虚线框,另一个则是C45形成的和值为6的虚线框。我们可以简单地得到它的一些可能组合:B45可以是1和4,也可以是2和3;C45可以是1和5,也可以是2和4。

但是,我们可以立马发现异样:如果B45是1和4的组合的话,则C45的两种情况都会缺少一个填写数字。什么意思呢?C45原本可以是1和5的,但如果B45是1和4,C45就无法填入1,自然就不可能形成1和5的填数可能;同样的,由于B45还有一个格是4,则会排除它另外一种情况——2和4的其中一个数的填入可能。这样一来,C45两种组合都无法形成,也就不可能有填数了。这样显然是矛盾的。所以,B45只可以是2和3。

同样的,我们可以使用类似的思维,得到C45只可以是1和5的组合。如果C45是2和4的组合,会同时使得B45的两种填数组合全部无法形成,产生矛盾。

所以我们就可以得到,C45是1和5,而B45是2和3。于是,观察第3个宫,发现1的宫排除的最后位置只剩下B8,所以B8填入1。

这个技巧叫做拆分冲突,是将虚线框的组合全部简单枚举出来,随后发现它们之间的关系,发现其中一种填数情况会导致另外一个虚线框内的所有组合全部无法形成,于是矛盾的这么一种情况。不过,拆分冲突很多时候都只能得到它是一个数对(或更多单元格的数组)形式,所以一般来说只用于排除填数情况,故直接使用它而得到排除和唯一余数这类填数结论的话,出现频率就相对较少了。

Part 8 拆分必含

什么是拆分必含?就是一些组合之中,必然会出现在其中的数字。它是唯一组合的一般化版本,唯一组合可以确定内部一定是什么组合,但拆分必含只能确定一个虚线框内的一部分单元格是什么,或者说只能确定这个虚线框内必须出现的数字。但是,这样的结构我们可以当做区块来使用,进而得到一些新鲜的结论。

如图所示,观察到D1234是一个虚线框,和值为12。

我们需要对这个数值非常敏感,因为如果具有四格的、和值为12的虚线框,一定会出现1和2。这一点可能需要一点麻烦的证明手段和思维[1]。如果不太理解的,请参看脚注。

接着,我们观察到,ABC9这个虚线框内一定是剩下1和2没填,因为和值为7,且填入了数字4后,只剩下两格和为3,故必然是1和2(唯一组合)。同理,下方GH7也必须是1和2。

于是,我们就可以通过隐性数对的方式确定,EF8是1和2的隐性数对。而两格都在由EF9和F8三格构成的虚线框之中,而这两格和为3,所以F8肯定为6。

为了加快我们做题的速度,我们可以尝试记忆一些拆分必含的结论,如下表所示(列举不完全,还有更大的虚线框,但这些虚线框一般出现都不太常见,所以此处不予罗列)。

[1] 这一点证明相当麻烦,需要使用递归枚举,即需要找到可能的所有组合情况。实际上,最终我们能够得到,和值为12并占据四格的虚线框,只可能是1、2、3、6和1、2、4、5。这两种情况下,必然包含数字1和2。因为它的证明思路较为复杂,所以你需要记住常见的一些情况,将被罗列在上方的表格内。

续表(图片截不下了)

希望你能记忆下来重要程度是“重要”的所有情况。

Part 9 等值虚线框

在同一个区域内出现相同规格和和值的虚线框,就会产生两种完全不一样的组合。我们可以利用这一点进行解题。

如图所示,观察第3个宫,可以发现有两格规格一样的、和值为14的虚线框。和值是一样的,而且规格也是一样的虚线框,还在同一宫,那它们的组合肯定是两种不同的情况。

思考一下,可以发现,和值是14,并且规格为2的虚线框内,只有两种可能组合:5和9、6和8。那么,这两个虚线框内填入的必然是5和9、而另外一个虚线框里必然是6和8。

虽然我们目前暂无法确定具体哪一个虚线框是5和9,哪一个又是6和8,但因为它们同在一个宫内,我们就可以大致确定,这四格是填入5、6、8、9的了[1]。

接着,我们发现,A789这个虚线框是唯一组合:1、2、4。所以第3个宫内最后剩余的两格BC9必然只能是3和7。

观察第4个宫,发现到和值为5和6的拆分冲突,可以直接得到,D23一定是2和3,而F12则一定是1和5。

我们发现,在刚才第3个宫和第4个宫的推导步骤之中,都有关于3的结论出现,我们将其对第6个宫作排除,得到3的位置只能在EF78里。而E78和F8所在的虚线框内,和值为23,它是一个由数字6、8、9构成的唯一组合,所以这三格内一定不能是3。故最终得到,第6个宫内只有F7可以是3,于是F7就是3。

这种分析思维较为灵活,不过它非常好观察到[2]。

[1] 在整体这个技巧之中,这一个局部分析操作称为复杂数对。复杂数对就是内部存在两个数值是确定的情况的,而位置无法确定的数对。这种数对往往很难分析、甚至不能马上分析出具体填数位置,但可以将它们组合成为一个大型的数组结构(n个单元格内填入n种不同的数字),进而排除掉一些填数情况。

[2] 本题还存在一个比较难观察到的复杂唯一余数。观察A行,发现A行剩余A1234里,只可以是3、5、6、8。而其实,刚才的拆分必含表,可以发现,和值为31、规格为5的虚线框必含数字9。而A1234肯定不能是9,那只能是B1,故B1是9。

Part 10 分裂虚线框

10-1 基本分裂

当然,除了前面学习到的杀手数独技巧外,思路也不能太死板。例如接下来的技巧,就稍显灵活一些。

如图所示,观察第7个宫,发现没有跨宫的虚线框一共占据七格,它们的和是21+17=38。所以剩余的两格的和应当为45-38=7。

此时,我们可以采用分裂虚线框的方式,先将这里和值为7的两格标注起来。

因为FG1和I34四格一起的和值是5+11=16,而G1和I3的和值是7,所以F1和I4的填数和应为16-7=9。

随即观察第8个宫。发现9的填数位置只剩下H6。首先G456不能填入9,否则将违背数独规则;其次H45和I56也不可能,因为这些单元格所在的和值还没有达到9,根本不可能让9填入进去;I4也是如此。所以只剩下H6可以填入9,因此H6是9。

这样的思路利用到了分裂虚线框的方式,将两个虚线框分裂成两个分散的部分,然后对其计算一个临时存储用的和值结果。

10-2 利用和差关系

分裂虚线框并没有想象的那么简单,它还有一种使用方式,需要用到的是和差关系。

如图所示,观察E行,可以发现到总和为45,而E2345678这个虚线框总和为30,所以E1的填数和E9的填数和应为45-30=15。而EF9填数和为7,于是联立两个等式:

  • E1的填数+E9的填数=15;

  • E9的填数+F9的填数=7。

用上式减去下式,可以得到:E1的填数减去F9的填数为15-7=8。因为数字1到数字9之中,差值为8的只有1和9,所以E1为9,而F9为1。

这种分裂形式则比起刚才的思路还要绕弯一些。

Part 11 奇数对

奇数对是一种特别的数对结构。它需要一点点枚举的思维。

如图所示,观察第6列和第6个宫,可以得到没有跨出这两个区域的虚线框的总和值是9+15+15+16+2+18+7=82。而两个区域下,填数总和应该为2×45=90。所以刚没有被计算到的两格A6和E6的填数之和为90-82=8。

由于两格同列,所以填数一定不同,而和值为8,所以两格的可能组合就只剩下1和7、2和6、3和5这三种。

接着,观察A56所在的这个虚线框。这个虚线框的和值为7,意味着填数可能有1和6、2和5、3和4。而1和6、2和5这样两种情况完全不可能,因为A行含有数字1和2,意味着这两格不能填入1和2,也就不可能存在这样的组合。

所以A56一定只能是3和4的组合,此时形成数对结构。而4的位置不能填入A6,原因在于刚才得到AE6的和值为8,它们不能都是4,因为它们同列。所以A6只能填入3。

以A56这样形成的特别的数对可以被称为奇(qí)数对,表征结构的推导形式相对独特——需要逐个验证,并发现“有提示数”等约束,进而排除这些情况。

Part 12 复杂排除/唯一余数

复杂排除(或复杂唯一余数)是稍显难受的思维方式,它也是一种排除(唯一余数),不过推导过程和排除(唯一余数)有一点不同,而且比较难观察到。

如图所示,观察第3列,可以得到DEF3的填数和应为21-7=14。通过唯一余数的数数操作,可以发现F3只能是1或3;而可以很简单地看出,A3也只能是1或3(A行只有1和3没有填了,直接形成1和3的数对结构)。此时,第3列就形成了1和3的显性数对结构。

所以,最终DE3的填数可能都只剩下5、6和9。

比较神奇的是,此时F3就不能为1,因为一旦F3为1,则DE3填数和就只能为14-1=13。发现5、6、9无论如何都无法组合形成和值为13的情况。所以F3一定不能是1。所以,F3只能是3。

这样的结构利用了唯一余数的思想,但推导过程使用了杀手求和的方式进行了验证。这样的结构称为复杂唯一余数。

Part 13 练习

杀手数独的基础技巧就讲完了。

答案如下:


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