解題技巧

數獨唯一矩形技巧詳解:類型1/2/3/4完整攻略

2025-06-11 · 15 分鐘閱讀
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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。

核心原理:
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。
唯一矩形原理示意圖

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

唯一矩形Type 1示例
圖:唯一矩形Type 1 - R1C4, R1C8, R3C4, R3C8 形成包含4, 5的唯一矩形
在計算器中開啟此例

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。

1 識別致死模式:如果R3C8也變成只有{4, 5},那麼這四個格子都只含{4, 5}。此時R1C4=4, R1C8=5, R3C4=5, R3C8=4 與 R1C4=5, R1C8=4, R3C4=4, R3C8=5 都是合法填法,導致多解。
2 推理結論:為避免多解,R3C8不能只剩下{4, 5},它必須填入1或8。因此可以從R3C8刪除候選數4和5。
操作結果:
唯一矩形Type 1:R1C4R1C8R3C4R3C8 包含 {4, 5}
R3C8 刪除候選數 45,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

唯一矩形Type 2示例
圖:唯一矩形Type 2 - R2C4, R2C7, R3C4, R3C7 形成包含6, 8的唯一矩形,額外候選數9
在計算器中開啟此例

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)。

1 推理邏輯:為避免致死模式,R2C4和R3C4中至少有一個必須填9。也就是說,候選數9在第4列中被「鎖定」在R2C4和R3C4。
2 執行排除:第4列的其他格子,以及能同時看到R2C4和R3C4的格子,都不能填9。具體來說:
  • 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
操作結果:
唯一矩形Type 2:R2C4R2C7R3C4R3C7 包含 {6, 8},額外候選數 9
R2C6R3C5R7C4R9C4 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

唯一矩形Type 3示例
圖:唯一矩形Type 3 - R4C1, R4C2, R8C1, R8C2 形成包含7, 8的唯一矩形
在計算器中開啟此例

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)
1 分析屋頂格:兩個屋頂格R4C2和R8C2都在第2列。為避免致死模式,它們至少有一個必須填入額外候選數(2或6)。換句話說,R4C2和R8C2「合起來」必須包含{2, 6}中的至少一個。
2 發現數組關係:觀察第2列的R9C2,其候選數為{2, 6}。由於R4C2和R8C2必須佔用{2, 6}中的數字,與R9C2一起,這三個格子在第2列形成了對{2, 6}的「鎖定」。
3 執行排除:第2列的其他格子不能包含2或6:
  • R5C2:刪除候選數 2
  • R7C2:刪除候選數 26
操作結果:
唯一矩形Type 3:R4C1R4C2R8C1R8C2 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}
R5C2 刪除 2,從 R7C2 刪除 26

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

唯一矩形Type 4示例
圖:唯一矩形Type 4 - R5C1, R5C7, R6C1, R6C7 形成包含3, 6的唯一矩形
在計算器中開啟此例

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。

1 檢查強鏈條件:在第7列中,候選數3只出現在R5C7和R6C7兩個格子。這意味著第7列的3必須填在這兩格之一(形成強鏈)。
2 推理邏輯:由於R5C7和R6C7中必有一個填3,它們不可能都填6。如果兩個都填6,第7列就沒有3的位置了。
3 執行排除:既然兩個屋頂格不能都填6,而為避免致死模式它們必須「破壞」只含{3, 6}的狀態,可以從兩個屋頂格刪除候選數6:
  • R5C7:刪除候選數 6
  • R6C7:刪除候選數 6
操作結果:
唯一矩形Type 4:R5C1R5C7R6C1R6C7 包含 {3, 6}
第7列中 R5C7R6C7 必含3(強鏈),不能都填6
R5C7R6C7 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?

1 尋找雙值格:首先找出盤面中只有兩個候選數的格子(雙值格)。
2 檢查矩形結構:看看是否有兩個雙值格含有相同的候選數{a, b},且它們可以與另外兩個格子形成矩形(兩行兩列,跨兩個宮)。
3 驗證另外兩格:檢查矩形的另外兩個格子是否都包含{a, b}作為候選數(可以有其他候選數)。
4 判斷類型並執行:根據地板格和屋頂格的數量和特徵,判斷屬於哪種類型,然後執行相應的排除操作。
重要條件:
  • 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
實戰建議:
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
立即練習:
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!