解題技巧
數獨摩天樓技巧詳解:利用強鏈的高級排除法
摩天樓(Skyscraper)是數獨高級技巧中一種基於強鏈的排除方法,可以看作是X-Wing的變體。它的名字來源於這個技巧形成的圖形——兩條垂直的「柱子」通過一條「橫梁」連接,看起來像兩座高度不同的摩天大樓。其核心思想是:當某個候選數在兩行中各形成一條強鏈,且這兩條強鏈通過同一列相連時,兩個「懸空」端點同時能看到的格子可以排除該候選數。
什麼是強鏈?
當某個候選數在一行(或一列)中只出現在兩個格子時,這兩個格子之間就形成了強鏈(Strong Link)。強鏈意味著:這兩個格子中必定有且只有一個會填入該數字。如果其中一個不是,另一個就一定是。
當某個候選數在一行(或一列)中只出現在兩個格子時,這兩個格子之間就形成了強鏈(Strong Link)。強鏈意味著:這兩個格子中必定有且只有一個會填入該數字。如果其中一個不是,另一個就一定是。
摩天樓規則
如果某個候選數在兩行中各只出現在兩個位置(形成兩條強鏈),且這兩條強鏈有一個端點在同一列上,
那麼兩個不在同一列上的端點(懸空端點)同時能「看到」的格子,都可以排除該候選數。
在閱讀本文前,建議先掌握X-Wing技巧,因為摩天樓可以看作是X-Wing的「不完美」形式——當X-Wing的四個角有三個對齊時就形成摩天樓。
摩天樓原理:兩條強鏈通過同一列連接,形成不對稱的「樓」形,紅色X表示可消除的位置
實例分析:行基摩天樓
我們來看一個摩天樓的例子,涉及第1行和第5行中的候選數 6。
圖:第1行和第5行的候選數6形成摩天樓模式
當前盤面數據
根據CSV81格式的候選數數據,我們關注候選數6在第1行和第5行的分佈:
第1行各格子:
- R1C1:候選數 {4, 6}
- R1C2:已填數字 7(給定)
- R1C3:候選數 {1, 4}
- R1C4:已填數字 5
- R1C5:已填數字 8
- R1C6:候選數 {1, 6}
- R1C7:已填數字 9(給定)
- R1C8:已填數字 3(給定)
- R1C9:已填數字 2
第5行各格子:
- R5C1:已填數字 1(給定)
- R5C2:候選數 {3, 6}
- R5C3:已填數字 7
- R5C4:已填數字 8
- R5C5:已填數字 4
- R5C6:候選數 {2, 6}
- R5C7:候選數 {2, 5}
- R5C8:已填數字 9(給定)
- R5C9:候選數 {3, 5}
分析過程
1
觀察第1行:在第1行中,候選數 6 只出現在兩個位置:R1C1(候選數4,6)和 R1C6(候選數1,6)。這兩個格子形成一條強鏈。
2
觀察第5行:在第5行中,候選數 6 也只出現在兩個位置:R5C2(候選數3,6)和 R5C6(候選數2,6)。這兩個格子也形成一條強鏈。
3
發現連接點:注意到 R1C6 和 R5C6 都在第6列上。這意味著兩條強鏈通過第6列連接在一起,這兩個格子形成摩天樓的「屋頂」。
4
識別摩天樓結構:現在我們有:
- 屋頂(連接點):R1C6 和 R5C6(在第6列,通過虛線連接)
- 懸空端點(樓頂):R1C1 和 R5C2(兩座「樓」的頂端)
這就形成了一個不對稱的「摩天樓」形狀:左邊的樓從R1C1延伸到R1C6,右邊的樓從R5C2延伸到R5C6。
5
理解推理邏輯:由於強鏈的性質,我們可以推理:
- 第1行的6要麼在R1C1,要麼在R1C6
- 第5行的6要麼在R5C2,要麼在R5C6
- 情況1:如果R1C6是6,那麼R5C6就不能是6(同一列),所以R5C2必須是6
- 情況2:如果R1C6不是6,那麼R1C1必須是6
結論:無論哪種情況,R1C1或R5C2中至少有一個是6。
6
確定排除目標:既然R1C1或R5C2中至少有一個是6,那麼同時能被R1C1和R5C2「看到」的格子都不能是6。
哪些格子同時能被R1C1和R5C2看到呢?
- R2C2:候選數 {3, 5, 6}
→ 與R5C2在同一列(第2列)
→ 與R1C1在同一宮(第1宮) - R4C1:候選數 {4, 6, 9}
→ 與R1C1在同一列(第1列)
→ 與R5C2在同一宮(第4宮)
7
執行排除:因此:
- R2C2:刪除候選數 6(保留3,5)
- R4C1:刪除候選數 6(保留4,9)
結論:
摩天樓:數字 6 在第1行(R1C1-R1C6)和第5行(R5C2-R5C6)形成兩條強鏈,通過第6列連接。
操作:從 R2C2 和 R4C1 刪除候選數 6。
摩天樓:數字 6 在第1行(R1C1-R1C6)和第5行(R5C2-R5C6)形成兩條強鏈,通過第6列連接。
操作:從 R2C2 和 R4C1 刪除候選數 6。
摩天樓的形態
摩天樓可以有多種形態,取決於強鏈的方向和連接方式:
1. 行基摩天樓(Row-based Skyscraper)
就是上面示例的情況:
- 基礎結構:兩行各有一條強鏈
- 連接方式:兩條強鏈在同一列上有一個共同端點
- 懸空端點:不在共同列上的兩個端點
2. 列基摩天樓(Column-based Skyscraper)
形式相反但原理相同:
- 基礎結構:兩列各有一條強鏈
- 連接方式:兩條強鏈在同一行上有一個共同端點
- 懸空端點:不在共同行上的兩個端點
記憶技巧:
想像兩座摩天大樓:
• 屋頂在同一條「街道」(共同的行或列)上連接
• 樓頂是懸空的端點
• 兩個樓頂能同時看到的地方,就是可以排除的位置
想像兩座摩天大樓:
• 屋頂在同一條「街道」(共同的行或列)上連接
• 樓頂是懸空的端點
• 兩個樓頂能同時看到的地方,就是可以排除的位置
如何發現摩天樓?
尋找摩天樓需要系統化的觀察:
1
選擇一個候選數:專注於某個候選數(1-9中的一個),選擇出現次數適中(5-8次)的候選數更容易找到。
2
尋找強鏈:找出該候選數在哪些行或列中只出現兩次。每找到一個這樣的行或列,就找到了一條強鏈。
3
尋找連接點:檢查是否有兩條強鏈,它們各有一個端點在同一列(或同一行)上。
4
確認懸空端點:找出兩條強鏈中不在共同列(或行)上的兩個端點——這就是「懸空端點」。
5
找排除目標:找出同時能被兩個懸空端點「看到」的格子(同行、同列或同宮),這些格子可以排除該候選數。
注意事項:
- 強鏈要求候選數在該行(或列)中恰好出現兩次
- 兩條強鏈必須通過同一列(或同一行)連接
- 「同時看到」包括:同行、同列、同宮三種情況
- 如果兩個懸空端點沒有共同能看到的格子,則無法進行排除
- 摩天樓是X-Wing的「不完美」變體——當X-Wing的四個角有三個對齊時,可能形成摩天樓
摩天樓與其他技巧的關係
摩天樓 vs X-Wing
兩者都涉及兩行(或兩列)中的強鏈,但有重要區別:
| 對比項 | X-Wing | 摩天樓 |
|---|---|---|
| 結構 | 四個角完整對齊,形成矩形 | 只有三個點對齊,一個端點「懸空」 |
| 排除範圍 | 整列(或整行)的候選數 | 只能排除特定格子的候選數 |
| 出現頻率 | 較少 | 較多(條件更寬鬆) |
摩天樓 vs 雙強鏈
摩天樓實際上是雙強鏈(2-String Kite)的一種特殊形式:
- 兩條強鏈通過一個共同點連接
- 利用「兩端必有一真」的邏輯進行排除
技巧總結
摩天樓技巧的應用要點:
- 識別條件:某個候選數在兩行(或兩列)中各只出現兩次,且有一列(或一行)同時包含兩條強鏈的一個端點
- 形成結構:兩條強鏈 + 一個共同列(或行)+ 兩個懸空端點
- 排除規則:兩個懸空端點同時能「看到」的格子可以排除該候選數
- 應用場景:X-Wing條件不滿足時的替代方案
- 識別難度:中高級,需要理解強鏈的概念
實戰建議:
摩天樓在實戰中比X-Wing更常見,因為它的條件更寬鬆。建議:
摩天樓在實戰中比X-Wing更常見,因為它的條件更寬鬆。建議:
- 先熟練掌握強鏈的識別
- 尋找X-Wing時如果發現四個角不完整,檢查是否可以形成摩天樓
- 關注候選數較少的數字,更容易找到強鏈
- 使用候選數高亮功能,一次只關注一個數字
立即練習
練習建議:
開始一局困難或專家級數獨遊戲,嘗試使用摩天樓技巧!建議:
開始一局困難或專家級數獨遊戲,嘗試使用摩天樓技巧!建議:
- 選擇困難難度,簡單題目通常不需要高級技巧
- 先標記所有候選數,然後逐個數字尋找強鏈
- 找到兩條強鏈後,檢查它們是否有共同的行或列
- 確認懸空端點後,尋找它們共同能看到的格子