數獨唯一矩形技巧詳解:類型1/2/3/4完整攻略
唯一矩形(Unique Rectangle,簡稱UR)是數獨高級技巧中非常重要的一類方法,它利用了數獨必須有且僅有一個解的規則來推導。當盤面中出現可能形成「致死模式」(Deadly Pattern)的矩形結構時,我們可以據此排除某些候選數,從而保證唯一解的存在。
如果四個格子(位於兩行兩列的交叉處,且恰好分布在兩個宮中)都只剩下相同的兩個候選數{a, b},那麼這四個格子的填法將有兩種可能(形成致死模式),導致數獨出現多解。由於正規數獨必須唯一解,所以這種模式不可能出現,我們可以利用這一點來排除候選數。
唯一矩形技巧根據矩形中格子的候選數分布情況,分為多種類型。本文將詳細講解最常見的四種類型:Type 1(基礎型)、Type 2(同餘型)、Type 3(數組型)和Type 4(強鏈型)。
術語說明
- 地板格(Floor):矩形中只有兩個候選數{a, b}的格子,這些格子如果全部保留原樣會形成致死模式
- 屋頂格(Roof):矩形中除了{a, b}還有其他候選數的格子,這些額外候選數是打破致死模式的關鍵
- UR對角數(UR Pair):形成唯一矩形的兩個候選數{a, b}
在閱讀本文前,建議先掌握數獨行列宮的命名規則和基本的候選數技巧。
類型1:基礎型(Type 1)
Type 1是最簡單、最直觀的唯一矩形類型。它的特徵是:矩形四格中,三個是地板格(只含{a, b}),一個是屋頂格(含{a, b}和其他候選數)。
Type 1 規則
如果唯一矩形的四個格子中,三個只含{a, b},一個含{a, b, x...},
那麼該屋頂格必須填入x...中的某個數(不能填a或b),因此可以從屋頂格刪除a和b。
實例分析
觀察盤面,我們發現以下四個格子形成矩形結構:
- R1C4:候選數 {4, 5}(地板格)
- R1C8:候選數 {4, 5}(地板格)
- R3C4:候選數 {4, 5}(地板格)
- R3C8:候選數 {1, 4, 5, 8}(屋頂格,含額外候選數1, 8)
這四個格子位於第1行、第3行與第4列、第8列的交叉處,且分布在宮2和宮3中,滿足唯一矩形的條件。
唯一矩形Type 1:R1C4、R1C8、R3C4、R3C8 包含 {4, 5}
從 R3C8 刪除候選數 4 和 5,保留 {1, 8}
類型2:同餘型(Type 2)
Type 2的特徵是:矩形四格中,兩個是地板格(只含{a, b}),兩個是屋頂格,且兩個屋頂格包含相同的額外候選數x。
Type 2 規則
如果唯一矩形有兩個地板格{a, b}和兩個屋頂格{a, b, x}(額外候選數相同),
那麼兩個屋頂格中至少有一個必須填x(否則變成致死模式),因此能同時看到兩個屋頂格的其他格子可以刪除候選數x。
實例分析
觀察盤面中的唯一矩形結構:
- R2C4:候選數 {6, 8, 9}(屋頂格)
- R2C7:候選數 {6, 8}(地板格)
- R3C4:候選數 {6, 8, 9}(屋頂格)
- R3C7:候選數 {6, 8}(地板格)
兩個屋頂格R2C4和R3C4都有額外候選數9,且它們在同一列(第4列)。
- R2C6(第2行能看到R2C4):刪除候選數 9
- R3C5(第3行能看到R3C4,宮2能看到R2C4):刪除候選數 9
- R7C4(第4列):刪除候選數 9
- R9C4(第4列):刪除候選數 9
唯一矩形Type 2:R2C4、R2C7、R3C4、R3C7 包含 {6, 8},額外候選數 9
從 R2C6、R3C5、R7C4、R9C4 刪除候選數 9
類型3:數組型(Type 3)
Type 3結合了唯一矩形和隱性/顯性數組技巧。兩個屋頂格有不同的額外候選數,這些額外候選數與同一單元內的其他格子形成數組關係。
Type 3 規則
如果兩個屋頂格分別含{a, b, x}和{a, b, y}(或{a, b, x, y}等組合),
並且這些額外候選數{x, y...}與同行/列/宮中的其他格子形成顯性數組,
那麼該單元中其他格子可以按數組規則刪除相應候選數。
實例分析
觀察唯一矩形結構:
- R4C1:候選數 {7, 8}(地板格)
- R4C2:候選數 {2, 7, 8}(屋頂格,額外候選數2)
- R8C1:候選數 {7, 8}(地板格)
- R8C2:候選數 {2, 6, 7, 8}(屋頂格,額外候選數2, 6)
- R5C2:刪除候選數 2
- R7C2:刪除候選數 2 和 6
唯一矩形Type 3:R4C1、R4C2、R8C1、R8C2 包含 {7, 8}
屋頂格必須保留 {2, 6} 中至少一個,與 R9C2 形成數組,鎖定第2列的 {2, 6}
從 R5C2 刪除 2,從 R7C2 刪除 2 和 6
類型4:強鏈型(Type 4)
Type 4利用了強鏈的概念。當兩個屋頂格在同一行/列/宮中,且UR對角數中的某一個在該單元只出現在這兩個屋頂格時,可以進行特殊的排除。
Type 4 規則
如果兩個屋頂格在同一單元(行/列/宮),且UR對角數a在該單元只出現在這兩個屋頂格,
那麼這兩個屋頂格中必有一個填a(強鏈關係),不能兩個都填b,因此可以從兩個屋頂格刪除另一個UR對角數b。
實例分析
觀察唯一矩形結構:
- R5C1:候選數 {3, 6}(地板格)
- R5C7:候選數 {1, 4, 5, 6, 8}(含3, 6的屋頂格?實際需檢查)
- R6C1:候選數 {3, 6}(地板格)
- R6C7:候選數 {1, 4, 5, 6, 8}(屋頂格)
實際上根據題目,四個格子 R5C1, R5C7, R6C7, R6C1 包含候選數 {3, 6},兩個屋頂格 R5C7 和 R6C7 在第7列中都含有3和6。
- R5C7:刪除候選數 6
- R6C7:刪除候選數 6
唯一矩形Type 4:R5C1、R5C7、R6C1、R6C7 包含 {3, 6}
第7列中 R5C7、R6C7 必含3(強鏈),不能都填6
從 R5C7、R6C7 刪除候選數 6
四種類型對比
| 類型 | 地板格數量 | 屋頂格數量 | 特徵 | 刪除位置 |
|---|---|---|---|---|
| Type 1 | 3個 | 1個 | 唯一的屋頂格有額外候選數 | 從屋頂格刪除UR對角數 |
| Type 2 | 2個 | 2個 | 兩個屋頂格有相同的額外候選數x | 從能看到兩個屋頂格的格子刪除x |
| Type 3 | 2個 | 2個 | 屋頂格的額外候選數與其他格形成數組 | 按數組規則從同單元其他格刪除 |
| Type 4 | 2個 | 2個 | UR對角數之一在屋頂格所在單元形成強鏈 | 從兩個屋頂格刪除另一個UR對角數 |
如何發現唯一矩形?
- 唯一矩形的四個格子必須恰好分布在兩個宮中(不能在同一個宮,也不能在三個或四個宮)
- UR對角數{a, b}必須是所有四個格子的共同候選數
- 唯一矩形技巧的前提是數獨有唯一解,對於可能有多解的題目不適用
技巧總結
- 核心思想:利用「數獨必須唯一解」的規則,避免出現致死模式
- 識別條件:四格形成矩形,跨兩行兩列兩宮,都含相同的兩個候選數
- 類型選擇:根據地板格/屋頂格的數量和額外候選數的分布選擇處理方式
- 應用場景:高級數獨解題,特別是當其他技巧難以突破時
唯一矩形是非常強大的高級技巧,但需要一定的練習才能熟練識別。建議:
- 從Type 1開始練習,它最容易識別和理解
- 習慣標記候選數,這樣更容易發現潛在的矩形結構
- 記住關鍵判斷:四格、兩行兩列、兩宮、相同雙值
- Type 3和Type 4需要結合其他技巧知識(數組、強鏈),建議先掌握這些基礎
開始一局困難難度的數獨遊戲,嘗試發現和應用唯一矩形技巧!