*數獨簡介*
相傳數獨源起於拉丁方陣(Latin Square),1970代在美國發展,改名為數字拼圖(Number Place)、之後流傳至日本並發揚光大,以數學智力遊戲智力拼圖遊戲發表。
在1984年一本遊戲雜誌《パズル通信ニコリ》正式把它命名為數獨,意思是在每一格只有一個數字。後來一位前任香港高等法院的紐西蘭籍法官高樂德(Wayne Gould)在1997年3月到日本東京旅遊時,無意中發現了。
他首先在英國的《泰晤士報》上發表,久其他報紙也發表,很快便風靡全英國,之後他用了6年時間編寫了電腦程式,並將它放在網站上,使這個遊戲很快在全世界流行。
「數獨sudoku」來自日文,但概念源自「拉丁方塊」,是十八世紀瑞士數學家歐拉發明的。
這種風靡日本及歐美的「數獨sudoku」,據說原創者是18世紀的瑞士人,但沒有得到應有的注目,直到20多年 前,美國人重新挖掘它的魅力,接著日本雜誌出版商在八○年代末期在一本美國雜誌上看到這個遊戲,帶回日本後,增加它的遊戲難度,並命名為「數獨sudoku」,「數獨」謎戲於焉誕生,並逐漸受到日本人的注意、沉迷,日本坊間書局還出版了許多「數獨」的書。
紐西蘭裔英籍退休法官韋恩.古德(Wayne Gould)一九九七 年旅遊日本時,買了一本數獨遊戲書,從此就迷上了,進而研究出電腦程式,從去年開始供稿給全球十幾家報 社,立即受到讀者的熱烈回響,邀他供稿的媒體還正不斷增加中。
標準的數獨遊戲就像一個九階的拉丁方陣,只是多了每宮也要包括數字1到9的額外條件。這個遊戲第一次出現於1979年5月的《戴爾的鉛筆與填字遊戲》(Dell Pencil Puzzles and Word Games)雜誌,根據《紐約時報》填字遊戲編輯薛爾茲的研究,數獨是一位退休建築師格昂斯(Howard Garns)所發明的。
格昂斯1989年(或1981年,說法不一)逝世於美國印第安那波里斯,來不及看到自己的發明席捲全球。
戴爾本來稱這個遊戲為Number Place(數字的位置),1984年這個遊戲出現在一本日本雜誌後,最後被稱為Sudoku(數獨),大約是「單一數字」的意思。
當這本雜誌把這個名稱註冊為商標後,日本的仿襲者只好回頭使用Number Place的名稱。這是另一個與數獨有關的反諷:日本人稱呼這個遊戲時,用的是英文名稱,而英語世界則使用日文名稱。
數獨後續的成功必須歸功於古爾德(Wayne Gould),他是一位住在香港、喜歡四處旅行的退休法官。1997年古爾德造訪日本時,無意間發現這個遊戲,後來他就寫了一個可以自動產生數獨遊戲的程式。
2004年底,倫敦《泰晤士報》接受他的建議,刊登這個遊戲,隔年1月《每日電訊報》跟著搭上順風車。
*數獨玩法*
數獨的數盤是一種特殊的拉丁方陣。拉丁方陣的名稱出自於18世紀的數學家歐拉,是一種含有n種符號的n × n方陣,其中每列或每行的n種符號都不可重複出現上圖右則是一個完成的標準數獨盤面(也稱作終盤),符合9 × 9拉丁方陣,所增加的額外限制條件是必須滿足每一宮中,1到9的數不能重複出現。
所謂「數獨」是一種在空欄內填入數字的謎題。因為不須任何計算,即使數學差的人也可以輕鬆享受解題樂趣。
9×9方格的縱、橫各列及以井字區隔出3×3之區塊內,1~9的數字只限使用一次。
也就是說,縱、橫、3×3的區域內,不能填入相同數字。
*數獨規則*
破解數獨拼圖遊戲,最好先使用掃描技巧。
所謂掃描技巧,就是快速審視行、列和所審視的小九宮格,先行標記可能適合的數字和刪除不適合的數字。
以循序漸進的方式,經由標記和刪除,就有可能找到適合某一小方格的獨一數字。掃描技巧通常對於簡單的拼圖是最快也最有效的技巧。
對於較複雜的拼圖,雖然一般都要求更高技巧,但一開始先使用掃描技巧,也對破解非常有幫助。以下是一些使用掃描技巧的方法:
→1. 掃描一個方向
在此例中,我們觀注在第1個九宮格。因為每個九宮格都要包含數字9。因為九宮格1的第“3”列和九宮格3的第“2”列,已經有數字9。也就是說,第2個九宮格的第“2”列和第“3”列都不能再出現數字9,因此數字9只能出現在第“1”列的e1方格。
→2. 掃描兩個方向
掃描技巧可擴展為行和列兩個方向的相互參考。在此例中,我們觀注如何在第3個九宮格填入數字1。因為數字1已出現在第2個九宮格的第“1”列和第1個九宮格的第“2”列,因此數字1只能出現在第“3”列。
再掃描第6個九宮格的第“g”行也已出現數字1。因此第3個九宮格的數字1只能填在第“i”行的“3i”方格裡。
→3. 掃描單獨的數字
在此例中,我們觀注在第4個九宮格的“4b”方格。因為第4個九宮格已有數字3, 4, 7 和 8,所以這些數字都不可能出現在“4b”方格,都可刪除。
另外,數字1, 6,出現在同樣的第“4”列,數字9, 5,出現在同樣的第“b”行,所以這些數字也都可刪除。綜合所有刪除的結果,只剩下數字2成為單獨的數字適合填入“4b”方格裡。
→4.從行、列和九宮格刪除數字
掃描每個行、列和九宮格,使用刪除的技巧,可找出適合的數字。在此例中,數字1在“8c”的方格裡。因此第8個九宮格的第“8”行不能出現數字1,只能出現在第“e”列的“7e”或“9e”的方格裡。
不管數字1是在“7e”或“9e”,整個第“e”列的其它方格都不能出現數字1。我們觀注第2個九宮格,因為第“e”列方格都不能出現數字1,所以第2個九宮格的數字1,一定出現在“2d” 方格裡。
→5. 從行、列搜尋缺少的數字
當某行或某列所出現的數字幾乎齊全時,使用此搜尋缺少數字的技巧特別有效。在此例中,第“6”列的數字只缺少6和7兩個數字。再觀察第“h” 行已有數字6,因此數字6不能出現在“6h”,所以數字6應該填入“6b” 方格,而很自然的,所剩下的“6h” 方格就要填入數字7。
*規則技巧*
數獨的解謎技巧,可大分為直觀法及候選數法兩種。
一、直觀法的特性:
→不需任何輔助工具就可應用。所以要玩報章雜誌上的數獨謎題時,只要有一枝筆就可以開始了。
→從接到數獨謎題的那一刻起就可以立即開始解題。
→初學者或沒有電腦輔助時的首要解題方法。
→相對而言,能解出的謎題較簡單。
→主要的技巧:唯一解法、基礎摒除法、區塊摒除法、唯餘解法、矩形摒除法、單元摒除法。
二、候選數法的特性:
→需先建立候選數列表,所以要玩報章雜誌上的數獨謎題時,因篇幅的影響通常格子不會太大,且候選數列表 的建立十分繁瑣,所以常需電腦輔助,或使用候選數法的輔助解題用紙。
→需先建立候選數列表,所以從接到數獨謎題的那一刻起,需經過一段相當的時間才會出現第 1 個解。
→需使用高階直觀法技巧或有電腦輔助時的首要解題方法。
→相對而言,能解出的謎題較複雜。
→主要的技巧:唯一候選數法(Singles Candidature)、隱性唯一候選數法(Hidden Singles Candidature)、 區塊刪減法(Locked Candidates)、數對刪減法(Naked Pairs)、隱性數對刪減法(Hidden Pairs)、 三鏈數刪減法(Naked Triples)、隱性三鏈數刪減法(Hidden Triples)、矩形頂點刪減法(X-Wing)、 三鏈列刪減法(Swordfish)、關鍵數刪減法(Colors, Colouring)、關連數刪減法(Forcing chains)。
數獨的解謎技巧,剛開始發展時,以人性的直觀式解法為主,對於初入門的玩家來說,這也是 較容易理解、接受的方法;其實就算是資深的玩家,當手邊沒有電腦協助更新候選數列表時,大多數仍會選擇 採用本法,因為候選數列表的建立及更新若採用手動方式操作,一來十分繁瑣,二來十分容易出錯,而候選數法 對於候選數列表的正確性要求是不容有一點誤差的。一般報章雜誌上的數獨謎題為了迎合大眾程度,大抵均屬簡易級或中級,如果能靈活運用直觀法,通常已游刃有餘。但若是網站上的數獨謎題,則常是需用到候選數法才能解出的。
對於較複雜的拼圖,雖然使用掃描技巧,有幫助於解答,但是要真正破解,往往還得使用更進一步純熟的技巧。在破解的過程中,對於比較複雜的邏輯分析,使用書寫備註工具以分析決定去除或保留那些數字就顯得非常有必要。
→1.在九宮格內找出未確定的“數字對” 以減少空的方格
在此例中,第7個九宮格尚未出現的數字中,只有數字4和9能填入方格“7c”或方格“8c”中 (雖然數字5也能填入方格“7c”或方格“8c”中,但也有可能填入方格“8a”或方格“9a”中),因此數字4和9就是未確定的“數字對”,如圖以紅色標記之。
很清楚的,現在方格“9b”只能填入數字6或8。但因數字6不能填入方格“8a”或方格“9a”中,所以方格“9b”不能填入數字8,而只能填入數字6。
→2. 在行和列中找出未確定的“數字對” 以減少空的方格
上述尋找未確定“數字對”的方法,不只是針對特定的九宮格,也可應用在特定的行和列。
在此例中,只有數字2和7能填入方格“9d”或方格“9f”中。因此數字2和7就是未確定的“數字對”,如圖以紅色標記之。現在第9行還缺少的數字有1,6和8。但因數字6不能填入方格“9a”或方格“9i”中,所以數字6只能填入方格“9c”中。
→3. 在行和列中找出隱藏的“數字對”以減少空的方格
有時要找出“數字對”,往往並不能一眼就看出來,這些情況就是所謂“隱藏的數字對”。
如果我們仔細觀察第7行,就會發現數字1和數字4只能填入方格7f或方格7g。也就是說,數字1和數字4就是隱藏的“數字對”,而方格7f和方格7g也只能填入此隱藏“數字對”之中的一個數字。基於此發現,我們就可推論數字7只能填入方格7d內。
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