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10:连续数独和不连续数独(下)

2021-03-05 18:57 作者:SunnieShine  | 我要投稿

今天我们将继续探讨连续数独和不连续数独,不过,本节内容是其它类型的定式规则和结构,且目前发现的这样的“品种”非常繁多,所以这一节的内容可能多到让你觉得有点难受。不过,我建议你按照需求来看。不一定一篇文要全部马上就看完。可以先看前面一部分,然后等有空学习后面的东西的时候,再继续看后面的。

Part 10 夹数原理/覆盖原理

连续数独和不连续数独里都存在这样一种约定,如果三格在行或列上一直相邻,则中间的一格会受到两边两格的共同填数的影响。比如不连续定式里的区块定式3,两个3的中间不可填入2和4,否则它两侧都不允许填入3,导致3无位置可填。

如果形成数对结构,这样的定式就会更好用,数对形式可以被拆分看作两个区块结构,于是就会影响更多的中间的填数情况。这样的规则称为夹数规则(或夹数定理)。当然了,如图所示,这样涂色的四格(AC5和B46)的填数都可以影响最中间的一格(B5)。

下面我们就可以利用这样的影响形式,接触一些不连续数独的定式形式。来看一则最特殊的示例。

10-1 夹数原理(1):258全覆盖

如图所示[1],观察G行,发现数字2的填数位置只可能是G6。为什么G5不可以呢?

试想一下,如果G5是2,则可以发现,H5无数可填。我们先忽略外部的数字(例如F6的4,G4的6等)对H5的排除作用。其中:

  • 数字2会使得H5不能是1、2、3;

  • 数字5会使得H5不能是4、5、6;

  • 数字8会使得H5不能是7、8、9。

最后,如果2、5、8全部都是H5的相邻格的话,H5就没有数字可以填了。于是,我们需要保证数字2、5、8不全部都是某一格的相邻三格的填数

所以,我们发现数字5和8分别已经在H5的相邻单元格了,所以另外两格都不能是数字2。所以,数字2不能填在G5,故G6是2。

这个就是夹数定理的其中最为特殊的定式,希望你记住。

[1] 题目来自于Fed网站的不连续题目。

10-2 部分覆盖

如图所示,观察到G1和H2恰好都是G2(数字2)和H1(数字8)两格的相邻格。其中:

  • 数字2相邻单元格不能是1、2、3;

  • 数字8相邻单元格不能是7、8、9。

所以,只剩下4、5、6可能,故这两格应为4、5、6的其二。但是,I3有数字6的存在,所以只能是4和5,故形成4和5的显性数对结构,故H3不能是4和5。

随即观察第3列,发现数字4只能填在F3;与此同时,还可以得到数字2的填数位置(在A3)。

夹数定理是一个比较实用的不连续数独技巧,希望你学到它。此处将罗列出夹数的情况[1]。

其中排除后剩余最少候选数的情况(涂色部分),需要你记住它们,做题之中会大量使用到。

因为三数的夹数定式只有2、5、8,而三数的定式总结将会形成三维的立体表格,四数的则会形成四维的表格,此处不方便绘制,所以不予给出。

Part 11 奇偶排除

奇偶排除是什么?我们试想一下,挡板两侧的数字必连续,这是连续数独给予的规定,而实际上,它还隐藏了一个东西:挡板两侧的数字必然一奇一偶。换句话说,挡板两侧的数字必然一个是奇数,另外一个是偶数。这也是显然的,要想使得两个数字差1,而且是连续数字,那肯定是一个奇数一个偶数。

那么,它怎么用呢?

如图所示,观察第2列,发现第2列还有一对具有挡板且没有写数字的两格(BC2)。由于BC2必然一奇一偶,而且观察到,BC2内能够出现的偶数只有8(2、4被第2列下方的数字排除,6被第1个宫内的A1排除)。所以BC2内必然有数字8出现(可以说形成了8的区块结构)。

同理,我们观察到,第1个宫内还有一个挡板的两侧都是空格,则可以容易地观察到,AB3里必然有数字4(由于AB3的填数必然一奇一偶的关系,而2、6、8都不能填入,被A1的6、C1的2和BC2的8区块结构共同影响到)。

接着,观察到,数字7的位置只能出现于BC2内。观察第1个宫,基础的排除法可以排除C3的填入7的情况;而B1和C1有挡板的关系,B1不能填入7;A2和A1没有挡板标记,所以A2不能为7;而AB3是关于4的区块结构,所以另一格只能为3或5,也不能填入7。所以,总的来说,数字7只能填入到BC2之中。

而观察到,C8是数字7,显然不能将7填入到C2。所以只能是B2填入7,而C2则应当填入8(最开始得到的8区块结构导致的)。

这个例子相当巧妙的地方在于,它利用到的是奇偶性质,这是一种新颖的推理方式。

Part 12 隐性数对排除

如图所示,观察到第1个宫内形成了6和7的隐性数对结构,所以可以直接得到的是,A1和C3都只有6和7两种填数情况。

和刚才逻辑类似,发现第2列存在数字5和7,所以可以直接得到C3不能填入6。

Part 13 三连禁原理

不连续数独里存在着一种关于三个连续单元格的数独定式结构,而它的用法比较灵活。

13-1 三连续格子填数不连续

第一个点的解释比较绕。意思就是,连续的三个单元格(单元格可以拐角,但需要相连)的填数一定不能是三个完全连续的数字。比如在A234里,一定不能是5、6、7这样的连续数的组合,这样会导致数字5、6、7怎么排序都无法满足不连续的要求,即总会有一个数会和另外相邻的一格的填数是连续的。

我们可以利用这一点,来完成一个题目。虽然这样的逻辑很清晰,但不容易观察到。

如图所示,可以得到第2宫内的数字6和8的区块结构,数字6和8在第2个宫内只能填入到B456内。刚刚说过,连续的三个单元格内不能是三个连续的数字,所以既然6和8一定在其中了,数字7就不能再填入其中了。

于是,观察数字7对第2个宫的排除,可以发现数字7只能填到C4。

13-2 连续数置放位置

除了刚才的定式外,这样的三个连续的单元格之中,如果一定会存在两个连续的数字,则它们一定位于三个单元格的两端。比如A567里必须出现数字3和4,则3和4一定在A5和A7上,而顺序暂不确定。

这样的思维比较灵活,至于原因也是比较好得到的:一定存在连续数的话,因为不连续数独的关系,相邻两格肯定不能是连续的数字,所以数字自然而然就只能放在两端,才能保证这两个连续数可以放置于其中。

如图所示,观察E行,发现数字5和6在E345一定只能在E3和E5之中,所以根据E6的数字4的不连续,可以排除E5填5的可能,所以E5只能是6;同理,E3就只能是5了。于是只剩下1和3。接着跟着排除,发现E4只能是3,而E9只能是1。

13-3 连续数独里面的三连禁

连续数独和不连续数独是类似的,所以它具有不连续数独一样的数独技巧——三连禁。

如图所示,观察第3个宫,发现7和8的填数位置都只能在ABC9里,于是7和8形成区块结构。

因为三连禁的关系,数字6、7、8不能同时出现在相邻的三个没有挡板(即不连续)单元格里,所以数字6一定不在ABC9之中。所以,观察第9列,发现数字6仅有I9可填,所以I9是6。

Part 14 枚举

枚举法是一种稍显暴力的技巧,它要逐个枚举出所有情况(当然,明显不满足要求的可以直接不考虑),然后根据不连续数独的规则进而再排除一些情况,最后得到填数结论的技巧。

如图所示,我们发现第8个宫内没有填入的数字有5、6、7、8。比较巧合的是,它们是连续的四个数。并观察第8个宫,可以发现其中三格是相连的。这意味着三格的填数显然不能是一组连续数字。枚举出G56和H5的所有情况:

  • 5、6、7;

  • 6、7、8;

  • 5、6、8;

  • 5、7、8。

可以发现,5、6、7和6、7、8是不合适的。如果连续的三格完全不连续的话,三个连续数字是无法放进去的,怎么放都会出现两个相邻单元格有连续的数字,产生矛盾。

进一步地,可以知道,当G56和H5是5、7、8组合的时候,I4则是6;当G56和H5是5、6、8组合的时候,I4则是7。

当G56和H5是5、6、8的组合时,G5不能是5(否则数字6填入进去必会和它连续);也不能是6(否则数字5填进去必会产生连续);更不能是8(G4是数字9)。此时G5无法填数。所以,只能是5、7、8的组合。

接着,如果是5、7、8的组合时,G5显然不能是8;也不能是7(否则数字8填入进去必然会和它连续),故G5是5。与此同时,因为是5、7、8的组合的关系,所以I4只能是6。

枚举法比较难观察到,但思路非常严谨而清晰:只需要逐个排除情况,得到最终的结果即可。另外,它的思维非常灵活,需要借助之前的所有技巧的思路,才可能会产生枚举结果,是一种比较麻烦的技巧。

Part 15 矛盾思想

接下来我们来看一则新的方法,它是采用“若某一个单元格的填数为A,则会发现数字B无位置可填,所以当前格不填A”的一种思想。

15-1 不连续数独例子

如图所示,观察第5列,发现E5只能填入3或7。如果E5是3,则发现数字4没有位置可填(DF5不能是和3连续的数,而H5不能是和5连续的数)。所以,数字4此时没有位置可以填。所以填入3是不行的。所以只能是数字7。

这个操作有一些麻烦,需要使用到试误的手法,不过它依然是有逻辑的[1]。

[1] 要看是否具有逻辑,是看技巧本身的推导过程是否使用到了逻辑手法。一般的试数手法的过程都是毫无逻辑的,所以一般的试数并不算作是一种逻辑技巧;而这种试数手段,使用了逻辑方式,通过矛盾的方式得到了结论,算是一种有逻辑的试数手法。

15-2 连续数独例子

如图所示,观察A8,因为A89之间有挡板标注,所以A8只能是2和4的其一。

如果是2的话,数字4在第3个宫内无位置可填。首先根据基础的排除,发现数字4只能填入到B89里;而显然,B9不能是4,上方是数字3,而没有挡板标注,不能相差1;而B8也不能是4。因为能和数字4连续的数字只有3和5,却都已经出现在不和4相邻的位置上,B89之间有挡板,这说明B8是4的话,B9里3和5两个连续的数字全部不能填入,这样B9就无数可填了,所以就错误了。

这样一来,发现数字2在A8是不合适的,它会使得数字4在第3个宫没有任何位置可填,所以A8只能是数字4。

15-3 三连禁矛盾

如左图所示,观察到,第6个宫内填入4的位置只有F78。F9不能是4,因为EF9之间没有挡板标注。

如果F8是4,则可以顺次得到F9是5(连续)、C8是5(宫排除)、D8是6(连续)的结果。此时再观察第6个宫,发现剩余三格相邻,且只剩下数字7、8、9这组连续数字没有填入。

数字7、8、9是连续的数字,它不允许填入到三个相邻的单元格之中,所以这样就错误了。所以,最初的假设——F8是4就是错误的。所以,数字4只能填入到F7之中。

Part 16 连续三数组

如果一个相邻的三个单元格之中,有挡板怎么办?

16-1 基本用法(带单挡板)

如图所示,可以发现,第8个宫内,G56两格内没有填入的数字只有1、2、7、9。由于两侧有挡板标注,所以只能选取里面连续的一组情况,故G56只能是1和2。那么,剩下的三格H56和I6,只能是7、8、9。

恰好,它们是一组连续的数字,但这三格里,只有一个挡板。我们只能将7、8、9里中间的数字8[1]。为什么呢?

思考一下,连续的三格之中,需要填入三个连续的数字7、8、9。则由六种可能性:

  • 7、8、9;

  • 7、9、8;

  • 8、7、9;

  • 8、9、7;

  • 9、7、8;

  • 9、8、7。

假设其中只有一个挡板标注位于第一个数和第二个数之间,那么这些可能之中,第1种不行(8和9连续)、第2种不行(7和9不连续)、第5种不行(9和7不连续)、第6种不行(8和7连续)。

所以其实剩下的情况只有数字8开头的两种序列。这也就简单的地证明了,序列中间的数字应当放在三个相邻单元格之中,有挡板的最外侧。或者把这个话反过来说,如果三个相邻的单元格之中有一个连续挡板标注,而要填入三个连续的数字序列的话,序列最中间的数字应放在三个相邻单元格里有挡板标注的最外侧。那是不是这里只有这个题满足要求呢?你可以把这里的7、8、9推广为(n-1)、n和(n+1),再来推导这个问题,结果是一样的。

[1] 比9小比7大,在序列的中间,所以就叫中间的数字。

16-2 配合删空矛盾的短距离试数手段

如图所示,发现I行内,I45有挡板标注,所以I4只能是1和3的其一。

如果I4是3,则I123只能填入3、4、5,是一组连续数字。由于I123三格相邻,并且只有一个挡板,所以可以根据刚才的定式,得到数字4只能填入I1的结果。于是发现数字4和F1的4重复,违背数独规则。

所以,I4只能是数字3。

Part 17 练习

至此,我们就把连续数独和不连续数独的技巧都讲完了。下面我们来看一些练习题目:题目难度可能不小,而且如果一旦卡住,题目估计就没辙了(因为很难再找到合适的逻辑继续进行了),因此我并不建议你全部都做。

答案如下:


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