解題技巧

數獨X-Wing技巧詳解:跨行列的高級排除法

2025-01-24 · 9 分鐘閱讀

X-Wing(X翼)是數獨高級技巧中最經典的方法之一,也是解決困難和專家級數獨的必備技巧。它的名字來源於《星球大戰》中的X翼戰鬥機,因為這個技巧形成的模式在視覺上像一個X形。其核心思想是:當某個候選數在兩行中各只出現在相同的兩列位置時,可以從這兩列的其他格子中排除該候選數。

核心原理:
如果某個數字在行A只出現在列X和列Y,同時在行B也只出現在列X和列Y,那麼這個數字在行A和行B中必定分別佔據列X和列Y的某個位置。因此,列X和列Y的其他格子(不在行A和行B上的)都不可能填入這個數字。

X-Wing 規則

如果某個候選數在兩行中各只出現在相同的兩列位置,
那麼該候選數在這兩列的其他行(不在X-Wing的兩行上)都可以刪除。

在閱讀本文前,建議先掌握數獨行列宮的命名規則和中級技巧,這將幫助你理解下面的分析示例。

X-Wing原理示意圖
X-Wing原理:四個候選數6形成矩形頂點,X形交叉線展示消除邏輯

實例分析:行基X-Wing

我們來看一個經典的X-Wing例子,涉及第3行第9行中的候選數 6

數獨X-Wing示例
圖:第3行和第9行的候選數6形成X-Wing模式
在計算器中打開此例

當前盤面資料

根據CSV81格式的候選數資料,我們關注第3行第9行中候選數6的分佈:

第3行各格子:

  • R3C1:已填數字 5
  • R3C2:候選數 {1, 2, 6}
  • R3C3:已填數字 4(給定)
  • R3C4:已填數字 3(給定)
  • R3C5:候選數 {1, 2}
  • R3C6:候選數 {1, 2, 9}
  • R3C7:已填數字 7(給定)
  • R3C8:候選數 {1, 6, 9}
  • R3C9:已填數字 8(給定)

第9行各格子:

  • R9C1:已填數字 4(給定)
  • R9C2:候選數 {6, 9}
  • R9C3:已填數字 3(給定)
  • R9C4:候選數 {1, 2}
  • R9C5:已填數字 8
  • R9C6:候選數 {1, 2}
  • R9C7:已填數字 5
  • R9C8:候選數 {6, 9}
  • R9C9:已填數字 7

第2列中需要檢查的格子(排除目標):

  • R1C2:候選數 {1, 2, 3, 6}
  • R4C2:候選數 {2, 3, 4, 6}
  • R8C2:候選數 {1, 2, 6, 8, 9}

第8列中需要檢查的格子(排除目標):

  • R8C8:候選數 {1, 2, 6, 9}

分析過程

1 觀察第3行:第3行中,候選數 6 只出現在兩個位置:R3C2(候選數1,2,6)和 R3C8(候選數1,6,9)。
2 觀察第9行:第9行中,候選數 6 也只出現在兩個位置:R9C2(候選數6,9)和 R9C8(候選數6,9)。
3 發現X-Wing模式:候選數6在第3行和第9行都只出現在第2列和第8列,形成了一個矩形的四個頂點:R3C2R3C8R9C2R9C8。這就是X-Wing模式
X-Wing 矩形模式
X-Wing Pattern

四個6形成矩形頂點,X形交叉線展示消除邏輯,紅色箭頭表示可消除的方向

4 理解推理邏輯:因為第3行的6只能填在R3C2或R3C8,第9行的6只能填在R9C2或R9C8,所以存在兩種情況:
  • 情況1:R3C2是6,那麼第9行只能在R9C8填6
  • 情況2:R3C8是6,那麼第9行只能在R9C2填6

無論哪種情況,第2列和第8列的6都被第3行和第9行佔據

5 執行排除:因此,第2列中除了第3行和第9行以外的格子都不能填6,第8列中除了第3行和第9行以外的格子也都不能填6。具體來說:
  • R1C2:刪除候選數 6(保留1,2,3)
  • R4C2:刪除候選數 6(保留2,3,4)
  • R8C2:刪除候選數 6(保留1,2,8,9)
  • R8C8:刪除候選數 6(保留1,2,9)
結論:
X-Wing:在第3行和第9行中,候選數 6 只在 R3C2R3C8R9C2R9C8(都在第2列和第8列)。
操作:從 R1C2R4C2R8C2R8C8 刪除候選數 6

X-Wing的兩種形式

X-Wing可以有兩種對稱的形式:

1. 行基X-Wing(Row-based X-Wing)

就是上面示例的情況:

  • 觀察對象:兩行
  • 模式特徵:某個候選數在這兩行中各只出現在相同的兩列
  • 排除目標:從這兩列的其他行中刪除該候選數

2. 列基X-Wing(Column-based X-Wing)

形式相反但原理相同:

  • 觀察對象:兩列
  • 模式特徵:某個候選數在這兩列中各只出現在相同的兩行
  • 排除目標:從這兩行的其他列中刪除該候選數
記憶技巧:
行基X-Wing刪列,列基X-Wing刪行。
如果X-Wing是在兩行中發現的,就從列中刪除;如果是在兩列中發現的,就從行中刪除。這是因為候選數在行(或列)中的位置固定後,對應的列(或行)就被佔據了。

如何發現X-Wing?

尋找X-Wing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),逐個分析。
2 尋找只有兩個候選位置的行(或列):找出該候選數只出現在兩個格子中的行(或列)。
3 尋找配對:看看是否有另一行(或列)也是該候選數只出現在兩個格子,且位置在相同的兩列(或行)上
4 確認X-Wing模式:如果找到這樣的兩行(或兩列),就形成了X-Wing模式,形成一個矩形的四個頂點。
5 執行排除:從相應的列(或行)的其他格子中刪除該候選數。
注意事項:
  • X-Wing需要恰好兩行(或兩列),每行(或列)中候選數恰好出現在兩個位置
  • 這兩行(或列)中候選數的列(或行)位置必須完全相同
  • 如果一行中候選數出現在3個或更多位置,不能形成X-Wing
  • X-Wing是跨行列的技巧,不涉及宮的概念
  • 尋找X-Wing比較耗時,建議在中級技巧都用過之後再嘗試

X-Wing與其他技巧的關係

X-Wing vs 區塊排除法

兩者都涉及行列關係,但層次不同:

  • 區塊排除法:在一個單元(行/列/宮)內部觀察,利用行列與宮的交集
  • X-Wing:跨越兩個單元觀察,利用兩行(或兩列)之間的對稱關係

X-Wing的擴展

X-Wing可以擴展到更複雜的形式:

  • Swordfish(劍魚):三行三列的擴展版本
  • Jellyfish(水母):四行四列的擴展版本

這些技巧的原理與X-Wing相同,只是涉及的行列數量更多,識別難度也更大。

技巧總結

X-Wing技巧的應用要點:

  • 觀察維度:跨行列觀察,尋找矩形對稱模式
  • 識別條件:某個候選數在兩行(或兩列)中各只出現在相同的兩列(或兩行)
  • 形成模式:四個候選位置形成矩形的四個頂點
  • 排除規則:行基X-Wing刪列,列基X-Wing刪行
  • 應用場景:中級技巧無法突破時的高級解題手段
  • 識別難度:需要系統地分析每個候選數的分佈,比較費時
實戰建議:
X-Wing在實戰中並不常見,但在困難題目中往往是突破的關鍵。建議:
  • 先用完所有中級技巧(數對、三數組、隱性數對等)
  • 選擇候選數較少的數字進行分析(如只剩5-6個候選位置的數字)
  • 使用候選數標記功能,更容易看出分佈模式
  • 可以借助筆記或草稿紙記錄每個數字在各行列的分佈

練習建議

要熟練運用X-Wing技巧,建議:

  • 解題時系統地檢查每個候選數在各行列的分佈
  • 使用不同顏色標記候選數,幫助視覺識別對稱模式
  • 遇到高難度題目時,先用中級技巧,再主動尋找X-Wing機會
  • 理解原理比記住術語更重要,明白「為什麼能排除」
立即練習:
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