标准数独(1)讲解
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1.数独简介数独起源于18世纪初瑞士数学家欧拉等人研究的拉丁方阵(Latin Square ),拉丁方阵的规则是在n 阶方阵中,每一行和每一列均含有1~n ,且不重复。
与标准数独相比非常类似,唯独少了一个“宫”的规则。
2.数独分类数独按照大小可分为四宫数独、六宫数独、九宫数独等,按照题型可分为标准数独和变形数独,其中变形数独的类型非常多,常见的对角线数独、摩天楼数独、杀手数独等都属于变形数独。
3.数独规则(九宫)在空格内填入1~9,使得每行、每列及每宫内的数字都不重复,解题过程就是按照数独规则要求在每个空格内填入数字,使得每行、每列、每宫内都出现一组1~9的数字。
下图中,图1为一道数独题目(简称初盘),其中初始数字称为已知数,没有数字的格子称为空格,图2为该题目的答案(简称终盘)。
图1图2数独的认识盘面:所有格所组成的整体,4宫格由16格构成,6宫格由36格构成,9宫格由81格构成;格:数独盘面中最小的单位,每格中只有1个数字;行:由一组横向格组成的区域,由大写英文字母表示其顺序,从上至下分别为A至I行;列:由一组纵向格组成的区域,由阿拉伯数字表示其顺序,从左至右分别为1至9列;宫:由粗线划分成的3×3的区域,从左上到右下依次是一至九宫;区:填入一组数字1~9的区域的统称,行、列、宫都是区的一种形式;坐标:每个格子位置的名称,由代表其所在行的字母和所在列的数字组成,在图4九宫格中,黄色格在第9列、D行,所以这格的坐标为9D;图3是标准9宫数独每一宫的区分,图4是标准4宫数独、标准6宫数独和标准9宫数独的形式。
图3图41.宫内排除法:以某个宫为目标,用相同的数字对它进行排除,使得这一宫内只有一格能填入该数字。
第四宫缺少4、5、6、9这4个数,而E 行不能填6,所以6只能填在3F 的位置。
数独的解法第二宫缺少2、3、4、7、8、9这6个数,而C 行和第6列不能填7,所以7只能填在4A 的位置。
数独入门及技巧9宫格全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:数独是一种益智游戏,源自日本,通过填入数字1-9在一个9x9的网格中,使每一行、每一列和每一个3x3的小方格中都包含数字1-9,且数字不重复。
数独看似简单,实际上需要一定的逻辑推理和技巧。
下面我们将介绍一些数独的入门知识和技巧,帮助您更好地解决数独难题。
第一步:了解数独规则第二步:找准切入点在解数独时,需要找准一个切入点,通常从一些已知数字比较多的行、列、小方格入手。
首先找出可确定的数字,填入网格中,然后逐步填入其他数字。
第三步:排除法在填字过程中,遇到疑难问题时,可以运用排除法。
在某个方格中,可能有几个数字都是可能的选择,可以通过推理和逻辑排除那些不可能的数字,从而确定正确的数字。
第四步:观察法观察法是解决数独问题的有效技巧之一。
通过观察每一行、每一列和每个小方格中已经存在的数字,来推断其他方格中应该填入的数字。
定位已知数字和求解未知数字之间的联系,是解决数独难题的关键。
第五步:尝试法在遇到难题时,可以尝试填入一些可能的数字,然后根据填入的数字继续遍历推断解题。
如果发现填入的数字有矛盾或者无解,就需要重新考虑填入的数字,并尝试其他可能的解决方法。
数独是一项耐心和逻辑的游戏,通过不断练习和探索,可以提高解决问题的能力。
希望上述数独入门及技巧可以帮助您更好地解决数独难题,提高数独游戏的乐趣和挑战性。
祝您解题愉快,享受数独的乐趣!第二篇示例:数独,又称“九宫格”,是一种风靡全球的数学逻辑游戏。
它的规则很简单,只需填入1至9的数字,保证每行、每列和每个九宫格内的数字都不重复即可。
虽然规则简单,但数独却是一款极具挑战性的益智游戏,需要玩家在排除多种可能性的灵活运用逻辑推理和专注力,才能完成每一道题目。
入门技巧:1. 专注观察:数独游戏的第一步是观察。
仔细观察整个数独盘面,找出已知数字的位置,并根据它们的位置和限制条件,推断其他数字的可能位置。
2. 逻辑推理:数独的一个核心技巧就是逻辑推理。
1一一9九宫格数独口诀讲解
1一一9九宫格数独口诀是:戴九履一,左三右七,二四有肩,八六为足,五居中央。
1、戴九履一。
2、左三右七。
3、二四有肩。
4、八六为足。
5、五居中央。
九宫格有两种玩法:
第一种是在在3×3方格盘上,是把1至8八个小木块随意摆放,每一空格其周围的数字可移至空格。
玩者要将小木块按12345678的顺序重新排好,以最少的移动次数拼出结果者为胜。
第二种玩法如九宫格算术游戏玩法,推动木格中8个数字排列,横竖都有3个格,使每行、每列两个对角线上的三数之和都等于15。
在计算的同时,还必须思考怎么把数字方块推动到相对应的位置上,这个游戏不仅仅考验人的数字推理能力,也同时考验了人的思维逻辑能力。
标准数独解析No.001
本版块将精选我们教研组的谢道台老师在
新浪微博发表的每日五题中的题目,由谢道台
和林敏舫两位老师进行关键解题点分析。
今日题目选自2018.09.18高级题,题号
13358。
标准数独规则:将1-9填入空格,使得每行、列、宫内均含1-9不重复。
观察第九宫:
数字4、6、9对第九宫摒除,得到第九宫的4、6、9只能在r8c7、r8c8、r8c9这三格,形成{469}三链数,故这三格除了4、6、9之外不能是其他数字。
继续观察第九宫:
数字3对第九宫摒除,由前面的{469}三链数可得,r8c8不能是3,故第九宫的3只能在r9c8。
之后通过基础解法可以解到这一步。
观察第八宫:
数字3和7同时对第八宫摒除,得到第八宫的3和7只能在r7c6和r8c6,形成{37}数对。
故r7c6和r8c6除了3和7之外不能填其他数字。
观察第六列:
数字5对第六列摒除,由{37}数对可得,r7c6和r8c6不能填5,故第六列的5只能在r6c6。
数独介绍ppt课件CONTENTS •数独基本概念与规则•初级解法与技巧•中级解法与技巧•高级解法与技巧•数独变形与变种介绍•数独挑战与赛事介绍•数独在教育中的应用价值•总结与展望数独基本概念与规则01数独起源与发展起源数独是一种源自18世纪瑞士的数学游戏。
发展在日本得以发扬光大,并在21世纪初传入中国,逐渐在大众中普及。
现状数独已成为全球最受欢迎的智力游戏之一,拥有广泛的爱好者群体。
在一个9x9的盘面上,根据已知数字,推理出所有剩余空格的数字。
每行、每列以及每个3x3的小宫格内,数字1-9均不重复。
每个数独题目有且仅有一个正确解。
填数字每行每列不重复唯一解规则解读题目中给出的数字,是解题的线索和依据。
根据已知数和规则,推理得出的可能填入空格的数字。
9x9盘面被划分为9个3x3的小宫格,每个宫格内数字1-9不重复。
通过排除法确定某个空格内应填入的数字。
宫格已知数候选数摒除法术语解析初级解法与技巧02唯一解法当某一行(列)或宫格中只有一个空格时,填入唯一可填的数字。
隐性唯一解法当某一行(列)或宫格中有两个空格,且这两个空格只能填某两个数字时,若这两个数字在其他行(列)或宫格中只能填在其中一个空格中,则可根据此条件确定这两个空格的数字。
行列排除法运用数独中每行每列数字不重复且必须包含1-9的规则,通过已知数字排除某些数字不可能出现在某些行或列中,进而确定某些空格的数字。
宫内排除法利用宫内数字不重复且必须包含1-9的规则,通过已知数字排除某些数字不可能出现在某个宫中,从而确定某些空格的数字。
区块摒除法当某个数字在某行、某列或某个宫中可能填入的位置构成了一个区块时,利用该区块中已经填入的数字或其他已知条件,可以排除掉区块外某些位置填入该数字的可能性,进而确定某些空格的数字。
宫内区块摒除法当某个数字在某个宫中可能填入的位置构成了一个区块时,利用该区块中已经填入的数字或其他已知条件,可以排除掉该宫内其他位置填入该数字的可能性,从而确定某些空格的数字。
【0626】数独元素、规则及基本解法(多图警告)数独是一种可爱的益智游戏。
它需要你在空格内填入1到9的其中任意一个数字,使得每一行、每一列以及每一个正方形的小九宫格内的数字都不能够有重复数字。
例如下面三个盘面格子(以后均简称盘面)所示,分别是行、列和小九宫格(以后均简称为宫)不重复的情况。
盘面1到盘面3当然,整个盘面的每一行、每一列和每一个宫都得做到像上面三个图所示的那样,不重复。
只要有两个数字相同了,那就一定错了。
数独,顾名思义,数字的出现必须要“独”,也就是不得重复。
但是“独”不仅仅只有这个意思。
它还有一“独”,是任意合格数独盘面都只有唯一的一个答案,这被称为唯一解定理(Unique Law)。
说白了,每一个格子都只有唯一的一种填法。
这样,才能真正体现数独的“独”的特性。
这样才叫“独”之道。
每一个数独盘面最少都得有17个用于推理解题的提示数(Hints/Clues),因为经电脑演算发现,能够保证唯一解的数独盘面至少都得17个提示数,但目前暂未发现其逻辑证明手段。
如果提示数少于17个的话,那么它一定是一个多解题,这样的题就是不合适的。
但是,也并不是随意写上17个提示数,就一定是唯一解的数独题。
在任意一个数独中,每一行我们记为字母A到I,而每一列我们记为数字1到9。
那么在第3行的第6格我们就会简记为“单元格C6”,而其前面的单元格三个字可以被省略。
盘面4盘面5上面有4个数字,那么我们可以将“第5行第5格内是数字1”简记做“E5=1”;同理,其他的3格可以记作“A3=9”、“C7=5”和“H7=6”。
单独只说第3行的话,就可以直接记作“行C”,第6列就记作“列6”。
如果单元格C7在哪个宫,则是按照从左到右、从上到下的顺序依次排序得到的宫的编号,如盘面5所示,A3在宫1,C7在宫3,等等。
还有一种表示方法。
我们提到的行、列、宫的概念,它们被统称为单元(Unit)或者区块(Region);而每一个格子,则都被叫做单元格;另外,盘面上给出的所有已知数字,我们都称为“提示数”。
一、数独简介数独是一种以数字为表现形式的逻辑推理谜题。
数独起源于18世纪末的瑞士,后在美国发展、并在日本得以发扬光大。
1783年,瑞士数学家欧拉发明了一种拉丁方块的游戏,这就是现代数独的雏形。
1984年,在日本游戏杂志上出现了“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”,并将这个游戏命名为“数独”(sudoku )。
数独一次的命名也就源于日本语,我们直接把日语中“数独”这两个同音字引用过来,也就成为了对其的命名。
每一道合格的数独谜题都有且仅有唯一答案,推理方法也以此为基础,任何无解或多解的题目都是不合格的二、数独规则标准数独的规则一般只有三点:1、数独中每行内的数字为1-9且不重复;2、数独中每列内的数字为1-9且不重复;3、数独中每宫内的数字为1-9且不重复。
三、数独元素标准数独的基本元素包括单元格、行、列、宫、区、区块、已知数、候选数等等。
单元格:简称格,是数独盘面中最小的格子,只可以填入一个数字; 行:数独盘面中横向9个单元格的总称; 列:数独盘面中纵向9个单元格的总称;宫:数独盘面中粗线划分出的9格单元格的总称;区:填入一组1-9数字的区域,行、列、宫、都是区的一种具体表现形式; 区块:某宫中横向或者纵向3个并排单元格的总称; 已知数:数独题目初始给出的数字;候选数:某空单元格中目前还可以填入的数字。
IH G F E D C B A数独直观解法,指的是我们在解数独的时候,不需要标记候选数,直接可以凭借直观判断填出格内得数的方法。
(有时候标记会大大增加解题效率,不能说标记就不属于直观解法)单区唯一解法、简单排除法、单元排除法、区块排除法、数组占位法、多区唯一解法第一节 单区唯一解法一、什么是单区唯一解法单区唯一解法,顾名思义“单区”指的是一行、一列或者一宫,“唯一解”指的是某格内只有唯一一个解。
由于数独规则的要求,数独中每行、每列及每一宫内数字都为1-9,。
标准数独目录第一篇一、什么是数独二、元素构成第六篇直观法解题一、宫摒除数对二、列摒除数对三、宫摒除对隐藏行列摒余解四、行列摒除对隐藏宫摒余解五、数对的聚焦六、一些例子另一、多重数对解题第一篇一、什么是数独?数独(Sudoku)又叫做九宫格数独,是一种源自于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,在其他的空格中填入1-9的数字,且使数字1-9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的观察能力和推理能力,虽然玩法简单,但是数字的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。
二、元素构成宫格(Cell):又称单元格、格位,是数独中最小的单元,标准数独中共有81格;行(Row):横向9个单元格的集合,标准数独共有9行,可用R1、R2、R3......R8、R9来表示,也可用A、B、C......H、I来表示;列(Column):纵向9个单元格的集合,标准数独共有9列,可用C1、C2、C3......C8、C9来表示,也可用1、2、3......8、9来表示;宫(Box):三行与三列相交之处共有九单元,每个单元称为宫,可用第一宫、第二宫、第三宫......第八宫、第九宫来表示。
单元(Unit):行、列、宫都称为单元。
三、数独规则标准数独的规则为:数独每行、每列及每宫填入的数字必须为1-9,且不能重复。
数独谜题按规则填写数字,最终必须只能有一个结果,也就是唯一解(Unique Solution),如果存在无解或两个及以上的解,则不被承认是数独谜题。
先举个例子看看:上图中给定了一些已知数字(黑色),你能把空格中的数字填写完整么?答案:蓝色数字为自己填写的数字。
是不是很简单呢!四、解题方法数独解题方法分为两种:直观法和候选数法。
直观法又称纸笔模式,就是不做任何记号,直接从数独的盘势观察线索,推论答案的方法。
直观法一般只能解一些相对容易的谜题,一般在报刊杂志或是手机等出现的数独谜题用直观法就能解出谜题。
上面例题用直观法就能解出答案了。
候选数法就是删减等位群格位已出现的数字,将剩余可填入数字填入空格,作为解题线索的参考。
可填数字成为候选数(Candidates)。
一般直观法不能解出的谜题,用候选数法就能解出。
但候选数法往往要用计算机软件作为辅助工具,因为人工填写候选数一是工作量大,二是容易填错或是漏填候选数,导致谜题不能被正确解出。
候选数法举例:黑色大些的数字是题目给定的数字,宫格中小些的数字群就是候选数。
如果把候选数去掉,谜题形状为:你能用直观法把它解出来么?估计很困难,除非你有十分出众的记忆力和推理能力。
谜题答案:五、解题手法解题手法本质上有两种:1、摒除法:用数字去找单元内唯一可填空格,称为摒除法。
数字可填唯一空格称为摒余解(Hidden Single)。
数字可填唯一空格在“宫”单元称为宫摒余解(Hidden Single in Box),这种解法称为宫摒除法;数字可填唯一空格在“行”单元称为行摒余解(Hidden Single in Row),这种解法称为行摒除法;数字可填唯一空格在“列”单元称为列摒余解(Hidden Single in Column),这种解法称为列摒除法。
行摒余解和列摒余解合称为行列摒余解(Hidden Single in Line).得到行列摒余解的方法称为行列摒除法。
2、余数法:用格位去找唯一可填数字,称为余数法。
格位唯一可填数字称为唯余解(Naked Single)。
余数法是删减等位群格位已出现的数字的方法,每一格位的等位群格位有20个,如图所示:上述两种方法(摒除法、余数法)称为基础解法(Basic Techniques),其他所有的解法称为进阶解法(Advanced Techniques)。
解数独谜题必须以逻辑依归,猜测的方法被称为暴力型解法(Brute Force),尽管有人认为暴力解法也算是一种逻辑解法,但这不是数独的本意,一般只用在比赛中,平时练习尽量不用或少用。
六、谜题的难易度谜题当然有难有易,目前已知的有唯一解的最少给定数字是17个。
一般往往是给定的数字越多越容易,但不绝对,还要看给定数字的排列情况。
有些情况下给定28个数很可能会比给定25个数字更难。
不同的软件会用不同的方法衡量谜题的难易度,有的是用分值的方法,有的是用难度等级方法等等,在此不做进一步讨论。
对个人解题而言也就是难者不会,会者不难。
下面出几题难易不同的谜题供大家练习(直观法)。
1、Easy(初级)2、Medium(中级)3、Hard(高级)第二篇上篇的一些题目你都能通过直观法做出来了么?如果完成了,那么你肯定对数独已经有了一个初步的概念。
为什么是初步呢?因为那些题目还是相对简单的。
本章开始我们重点讨论一下相对比较难解的谜题,主要采用的解题方法是候选数法,并介绍一些概念和使用技巧。
一、数字的强链接和弱链接链接是数独中最重要也是最根本的概念。
链接有两种形式存在:强链接和弱链接。
先看以下图形:观察数字3的情况,我们得到了数字3的所有强链接(蓝线表示);可以看到,每条蓝线的两个顶点数字3只在一行、一列或一宫中出现。
我们用以下方法表示强链接:强链接的基本属性:若A为真,则B为假;反之若A为假,则B 为真。
简单地说,就是在一个单元(行、列、宫)中某候选数字只出现两次,那么这两数就形成强链接。
另一种情况就是当某个宫格(也称单元格)中只有两个候选数时,这两个候选数之间也是强链接。
如宫格A4中的候选数3和9,宫格C3中的2和7,均组成它们之间的强链接。
同一单元中还存在着未划线的多于两个候选数3的情况,它们形成了弱链接。
如A行中宫格A4、A7、A9中的候选数3组成了3的弱链接。
弱链接的基本属性:若A为真,则B为假;若A为假,则B不确定(可能为真也可能为假)。
简单地说,在一个单元中某候选数字出现大于两次,那么该数字间存在着弱链接;在某个宫格中存在三个及以上候选数时,它们也形成了弱链接。
如A9中的候选数2、3、9,G3中的3、6、8均组成了它们之间的弱链接。
一个重要的说明:在解题时有时候我们可以把强链接当做弱链接看待,因为强链接的属性包含于弱链接的属性。
但是弱链接是不能当做强链接看待的。
候选数法解题的原则就是去找出数字之间强弱链接的关系,从而排除或确定某个候选数为假(删除)或为真(填入)。
二、候选数的排除为了书写方便,我们用一些符号来表示:等于(=);不等于(<>);强链接(==>);弱链接(-->),推导过程(->)上图中红色圈中的候选数3可以排除。
蓝色粗线为强链接,绿色细线为弱链接。
其中也要理解有时强链接也能看做是弱链接的情况(第8宫为强链接,这里可以看成是弱链接)。
R1C9(3) --> R1C4(3) ==> R8C4(3) --> R9C6(3) ==> R9C9(3) -->R1C9(3)从上面表达式可以看出这些候选数3形成了一个封闭的环(Loop),且在该封闭环中除了一个节点(R1C9)的相邻链接为弱链接外,其他均为强弱交替链接,则相邻链接为弱链接的候选数必须被删除。
可以验证一下:若R1C4=3 -> R1C9<>3;若R1C4<>3 -> R8C4=3 -> R9C6<>3 -> R9C9=3 -> R1C9<>3也就是说不管R1C4是否等于3,都能推导出R1C9不等于3,所以R1C9宫格中候选数3在逻辑上是不存在的,应该被删除。
逐个删除逻辑不存在的候选数是候选数法解题的最主要技术方法。
三、候选数的确定看下图:若R6C7<>7 ==> R4C7=7 --> R4C6<>7 ==> R4C6=4 --> R4C3<>4 ==> R6C3=4 --> R6C3<>2 ==> R6C1=2 --> R6C1<>7 ==> R6C7=7上面的表达式假定R6C7<>7,但是通过推导得出结论R6C7=7,从而证明假设R6C7<>7是错误的,结果应该是R6C7=7从这条链接(环)中我们可以看出也是一条强弱交替出现的链接,其中只有一个节点(F7)的相邻链接为强链接,那么这个节点的数值就是该宫格值。
第三篇本篇着重介绍一些解题时的常用技巧一、Single(唯一数)唯一数分为唯一显式候选数(Naked Single)和唯一隐式候选数(Hidden Single)1、唯一显式候选数(Naked Single)当某个宫格中候选数只存在唯一一个候选数时,该宫格值就是该候选数。
如下图黄色标记所示的D1(R4C1)中候选数9、E3(R5C3)中候选数6、H2(R8C2)中候选数1书写时可用D1=9(或R4C1=9)、E3=6(或R5C3=6)、H2=1(或R8C2=1)来表示。
2、唯一隐式候选数数(Hidden Single)当某单元(行、列、宫)中某候选数只出现一次时,该候选数所在宫格值就是该候选数。
I7的候选数9是第I行唯一出现的候选数,I7=9;E9的候选数2是第9列唯一出现的候选数,E9=2;G5的候选数5是第8宫(也称下中宫)唯一出现的候选数,G5=5。
二、完全约束候选数(Locked Candidates)1、当某宫中某候选数只存在于某行(列)时,可删除在其他宫中此行(列)的候选数。
第8宫中候选数1(绿色)只存在于G行,可删除G行其他宫(第7宫、第9宫)中候选数1(黄色)。
第2宫中候选数7(绿色)只存在于第3列,可删除第3列其他宫(第7宫)中候选数7(黄色)。
2、当某行(列)中某候选数只存在于某宫中,可删除此宫中其他行(列)的该候选数第B行中候选数7(绿色)只在第1宫中,删除C2候选数7(黄色)。
第6列候选数4(绿色)只存在于第2宫,删除A4、A5、B4、B5、C4、C5候选数4(黄色)。
三、显式子集(Naked SubSets)1、显式数对(Naked Pair)在一个单元中,如果有两个宫格都包含且只包含相同的两个候选数,则这两个候选数不能再出现在该单元其他的宫格中。
显示数对的形式为{XY,XY}。
看上图I行中I1和I8的候选数只有4和5(绿色),它们就组成了显式数对{4 5},意味着在I行中4和5只能存在于I1和I8中,故能删除第I行中其他宫格的候选数4和5,如I2、I5、I6、I7中黄色候选数4和5。
上图第9宫中G9和I8组成了显式数对{2 5},可删除第9宫其他宫格中的候选数2和5。