谈了很多的链了,有完全摆脱链的数独策略吗?如果有,那么平安矩形(Avoidable Rectangles)应该算一个,至少它的基本逻辑完全不是链。
为什么Avoidable Rectangles要翻译成平安矩形呢?请允我从头开始,慢慢道来。
数独题是怎么出来的?现在我们变换身份,把自己想像成一个出数独题的人。
怎么创造一个数独题呢?我们先找一个解完了的数独题,比如下图。
我们在这个解完了的数独题上,挖一些洞,就变成了数独题。挖洞的时候有一个要求,保证题目应该有唯一解。
比如,在上图中,我们挖了四个洞:
• 留下的数字,提示我们怎么填数,称为提示数(Cue)。
• 挖的空洞,是我们需要填入的数字,称为空格。
• 空格中,小的数字,是可能填的数,称为候选数。
• 空格里填的数,称为填数或填入数。
这四个填入数,必定是R1C1(8)、R1C2(6)、R2C1(4)和R2C2(1),所以这个题有唯一解。这是一个完完全全的数独题,虽然有点太简单。
当然,我们不会只挖四个洞,那也太容易了,我们会尽可能多的挖洞,挖到再多挖一个就没有唯一解时,才不再挖。但为了降低难度,少挖一点也正常,对吧?
已经证明,挖到只留下16个提示数时,必定是多解的。那么,请您猜猜,只挖四个洞时,可能是多解的吗?
致命(Unavoidable)矩形如上图,我们挖了四个洞,这四个洞挖在R13C27,这就又成了一个非常非常简单的数独题。我们把原来的四个数再放回去,如下图,就是这个数独题的解,对吧?
是的,这样我们就解出了这道数独题了。但是,奇迹出现了,我们把这3和6互换,如下图,仍然是这个数独题的解。
怎么会这样?因为我选择挖的这四个洞不是随便挖的:
• 四个洞是一个矩形的顶点,即它们占住了两行R23两列C39。
• 四个洞的原来的提示数只有3和6两个值。
• 四个洞是在B13两个宫内。
满足这样的条件后,互换3和6,我们会看到,
• 对两行没有影响。
• 对两列没有影响。
• 对两宫没有影响。
最后一点,“对两宫没有影响”,是因为这个矩形位于两个宫内。如果一个矩形不是位于两宫之内,而是四宫之内,就不可能对四宫没有影响。这一点容易被忽略,一定要重视。
因为以上三个不影响,所以,3和6变得可以互换。这也意味着,这个题的答案有两个,不是唯一的。不唯一就很致命,说明这不是一个正确的数独题。所以这样的矩形,我把它叫成“致命矩形”,有了这样的矩形,就要了这个数独题的命。
要使这个题的答案唯一,这四个矩形就必须至少有一个顶点有提示数,不能都是空的,让你想互换也换不了。所以,出数独题时,遇到致命矩形,填上一个提示数是不可避免的(Unvoidable),这就把致命矩形叫成了Unvoidable Rectangle。
一个有唯一解的数独题,是不会出现致命矩形的,一定有一个以上的顶点不是空洞,而是给出了提示数。
记住,有唯一解的数独题,不存在致命矩形,这是本文的基础。记住这一点,我们再继续。
平安(Avoidable)矩形现在我们回归数独解题者的身份。在解有唯一解的数独题中,遇到四个洞的矩形,一定是不致命的,不是不可避免(Unvoidable)要给提示数的矩形,而是可避免(Voidable)给出提示数的矩形,这是Voidable Rectangle的来源。也说就是,在有唯一解的数独题中,四个洞的矩形,都不是致命矩形,我们叫它平安矩形。
那么,平安矩形有啥用呢?
这是一个数独真题。如图所示,我们填了一些数。
我们注意矩形R47C46:
• 它的四个顶点在两宫之内。
• 它已填的三个数中,已有一对5,填入数7也与候选数7遥相呼应。
是不是很像马上要变成一个致命矩形?是不是有点命悬一线的意思?但我们知道,在有唯一解的数独题中,所有矩形都自带主角光环,都是平安矩形。这个致命的R7C4[7]一定是不存在的。当然,数独不是爽文,我们的每一个结论都需要证明。
我们采用反证法,证明可以删除候选数R7C4[7]。
• 有唯一解的数独题中,所有矩形都是平安矩形。
• 假设R7C4能填7,那么就出现了R47C46这个致命矩形。
• 矛盾。所以假设错误。即R7C4不能填7。
• 既然R7C4不能填7,那么我们可以删除R7C4[7]。
因为R47C46一定是平安矩形,所以根据已填的R4C4(5)、R4C6(7)和R7C6(5),我们可以删除R7C4[7],这种方法我们称为平安矩形的基本型( Type 1 Avoidable Rectangle)。
小结我们解释了什么是Unvoidable Rectangle,就是不可避免(Unavoidable)要给提示数的矩形,也就是致命矩形。但在一个有唯一解的数独中,致命矩形一定给了提示数不再致命,所以我们遇不到;而其他矩形都是可以避免(Avoidable)给出提示数的矩形,也就是平安矩形。如果一个矩形看起来致命,但因为它一定是平安矩形,所以我们就可以删除好像要致命的候选数。这就是平安矩形基本型这个策略的底层逻辑。
致命矩形,是两行两列而且两宫内对角填入数相等的四个空格子。从原理上我们应该已经知道,但还是要强调一下,致命矩形的两个容易忽视的要求:
• 都是填入数,才构成致命矩形。即矩形的四个格子,在数独题初始时,都应该是空格子。
• 四个空格子只在两宫内才可能构成致命矩形。
这是致命矩形的特点,当然也就是使用平安矩形策略的要求。
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