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第59講:網(1)——融合式待定數組的拓展

今天開始,我們來學習最後一種數獨技巧,這種數獨技巧因為長相特別龐大,就像一張網一樣,所以取名為(Multi-sector Locked Sets),簡稱MSLS。它的學名為多區域(跨區)數組。在英文里,Locked Set就是數組,所以之前的ALS其實就是Almost數組,即待定數組了;而SDC的學名——雙區域分散式跨區數組,其實是涉及兩個區域的跨區數組結構。因為在MSLS的全稱之中,並未提到Disjointed一詞表示跨區,所以這裡「跨區」一詞打上了括弧。一般來說它肯定是跨區的,所以跨區就是默認項了,也就不那麼重要了。

在我們學習這個技巧之前,先來看一下SDC的拓展。這些SDC拓展都是網,不過今天的內容不會先提網的定義和運用方式。

Part 1 隱性SDC(Hidden SdC)

如圖所示,這個結構涉及了1、3、4、5、7、8、9七種數字,按照SDC來看,確實屬於SDC的規範版本:1、3、9同宮,4、5、7、8同列,所以七個單元格內的七種數字完全不存在重複的情況,意味著七種數字必然填入到這七個單元格之中,且填數種類不多也不少。於是可以得到,c6其餘位置的4、5、7、8以及b5其餘位置的1、3、9都可以刪除,如圖紅色的刪數。

不過,這個結構稍大了一些,我們可以嘗試「翻轉」邏輯,用數組的隱性思維來思考這一點:

如圖所示,這樣就把原本的七個單元格變為了只涉及四個單元格了。觀察c6,3和9的位置只存在於r468c6三格之中;而觀察b5,4和8的位置只存在於r4c56和r6c6三格之中,另外,b5和c6的交集上,結構涉及的兩格里,候選數3、9和4、8都有。

如果r46c6都是紫色候選數,則r46c6可以直接看作39隱性數對,b5內4和8的位置不夠填;如果r46c6都是藍綠色候選數,則r46c6可以看作48隱性數對,c5內3和9的位置不夠填。所以r46c6有一格只有藍綠色候選數,而另外一格則只有紫色候選數。

這樣一來,只有藍綠色的單元格就會和b5之中的r4c5構成48隱性數對;而另外一格則會和c6之中的r8c6構成39隱性數對。所以這樣一樣可以產生兩個獨立的數對。我們能確定的是,隱性數對的刪數只能有涉及的四格之中,而因為r46c6最終哪個只有藍綠色候選數,哪個只有紫色候選數是不確定的,所以刪數只能在構成48數對和39數對的另外一格。於是r4c5<>13、r8c6<>4578。

這樣就解決了SDC結構過大導致不好觀察的問題。這樣的觀察角度也稱為全隱性的SDC。另外,因為SDC涉及兩個區域,所以最終可能產生四種情況:

  • 顯性、顯性
  • 顯性、隱性
  • 隱性、顯性
  • 隱性、隱性

第一種就是最基礎的SDC,可以相對於上面的觀察角度,稱為全顯性SDC(Naked SDC);而第四種,也就是才解釋的技巧,稱為全隱性SDC(Hidden SDC);而其餘兩種,則一邊用顯性觀察角度,另一邊用隱性觀察角度,稱為顯隱性混合SDC(Mixed SDC)。

接下來我們來看看,SDC從兩個不同的維度進行拓展的類型。

Part 2 多度SDC(Multi-sector DDS)

我們剛才看到,SDC是一種由兩個區域構成的整體跨區的數組結構。那麼SDC能否拓展到涉及更多個區域呢?

如圖所示,我們觀察這個結構,它涉及了三個區域:r5、c8和b6,一共涉及r5c289、r2c24和r4c9這六個單元格和六種不同的候選數4、5、6、7、8、9。

首先我們對這樣六個單元格按照所屬區域塗上顏色:我們發現六格之中,4和5隻出現於同一列上,所以我們暫用綠色標註;6和8隻出現於同一行上,所以我們暫用橙色標註;7和9則只出現於宮內,所以圖上紫色。

此時我們會發現,六格有六種不同的候選數,並且每一種候選數都不會跨區域出現。所以,我們可以這樣思考這個問題:結構在b5內,有多個塗色的單元格一共有三個:r4c8和r5c89。因為上方的r2c8隻有候選數4和5,所以還需要一格,候選數也只有4和5,才可以不出現矛盾(如果三格只有4和5則無法填滿三格;如果只有一格有4和5,則4和5在c8上總有其中一格數不會出現,於是矛盾)。於是r45c8其中一格只能有候選數4和5;同理,r5c2因為只有候選數6和8,所以需要且僅需要一格只有候選數6和8,才不會出現矛盾。所以r5c89其中一格只能有候選數6和8。再觀察b6,結構涉及於b6內還有一格只有候選數7和9,那麼還需要且僅需要一格只有7和9才不會出現矛盾。

這樣一來,r4c8和r5c89這三格有一格只有7和9、有一格只有6和8、有一格只有4和5。這樣剛好用完這三格,所以這樣看來,c8總會出現45數對、r5總會出現68數對、b6總會出現79數對,於是刪除c8、r5、b6其餘位置各自出現的數對而得到的刪數,圖中紅色的均為刪數。

這樣的結構就是SDC的拓展,把原本涉及的兩個區域變為涉及了三個區域,所以稱為三區域分散式跨區數組(Three-sector DDS),另也可以直接叫作二度SDC(SDC Degree 2)。注意,結構涉及n個區域,則稱為(n-1)度SDC。最基本的SDC也可以被稱為一度SDC(SDC Degree 1),千萬不要搞錯了名字。

Part 3 多段SDC(Domino Chain)

除了這樣從涉及區域來拓展結構的,還可以直接將推導情況接起來形成鏈條形式。

如圖所示,我們從r5c468起推。r5c46其中一格只能有6和8,和r5c8(68)構成68數對(r5c46都沒有6和8和都只有6和8都是矛盾的,這一點和上面的思路是一致的,這裡就不闡述了)。因為r5c46其中一格只有6和8,所以另一格就不會有6和8、只有4和5。此時r46c5其中一格也只能有4和5,構成45數對;而r46c5其中一格只有4和5,所以另外一格則只有6和7,此時和r7c5形成67數對。所以推導過程可以得到r5形成68數對、b5形成45數對、c5形成67數對,於是其餘單元格對應數對的刪數就都可以刪除了。

這個結構和剛才的結構不太一樣的地方是,多度SDC(多區域分散式跨區數組)是「發散形」的,而這個結構則是「鏈條形」的。所以這個結構也可以看作多段不同的待定數組共同構成的結構,並稱為多段SDC多米諾鏈(Domino Chain),是不是很像多米諾骨牌那樣一個一個順次倒下的感覺呢?覺得沒有的話,我們再看長一些的吧!

另外,上圖由三段構成,所以是三段SDC

如圖所示,c7之中有兩格只有候選數4、8、9,則還需要一個單元格只有候選數4、8、9才不會出現矛盾;發現r45c7其一是4、8、9就可以,於是r45c7另外一格只有候選數2和5,於是還需要恰好一格只有候選數2和5才不會出現矛盾,此時發現r6c89其中一格只有2和5就可以,於是另外一格則只有候選數6和8,此時需要r6c23其中一格只有候選數6和8才不會矛盾;r6c23其中一格只有候選數6和8,所以另外一格則只有候選數2、4、5,於是和b4內只有候選數2、4、5、7的r4c1、r5c13三格共同構成2457四數組。

所以總的來說,c7總會出現489三數組、b6總會出現25數對、r6總會出現68數對、b4總會出現2457四數組。所以各自對應的區域下的數組的刪數就都可以刪除掉了。

這個結構在推導時被分為四個部分,所以稱為四段SDC

那麼,這裡再來一個練習,請自行觀察啦!這個結構有些複雜:六段SDC

大致的推導過程是從r3、b2、c5、b8、r7、b7的順序推導的哦!就提示到這裡了!當然了,從推導過程之中,你也可以發現,多段SDC的推導是不論方向的,所以倒著推導也是可以的

它非常像是鏈,但和鏈不同的是,鏈如果不首尾拼接形成環的話,是無法刪除那麼多數字的,而多段SDC雖然很像是鏈的形式順次推導,但是它在不封閉的情況下也是可以刪除很多數字的哦。那麼,多段SDC封閉起來構成環路會怎麼樣呢?

Part 4 多米諾環/柯爾扎斯環(Domino Loop/SK Loop)

如圖所示,我們只看綠色的單元格。這個顏色塗得有點彆扭,因為圖是很早的了hhhh

我們這麼去想,任找一點,比如r2c13,不妨假設其中一格只有候選數68,則r2c79其中一格只有候選數6和8,構成68數對,而另一格則只有1和5,與r13c8構成15數對,另外一格則是68,和r79c8其中一格形成68數對,另外一格則只有29,和r8c79其中一格構成29數對,而r8c79另外一格則只有候選數4和6,則會和r8c13其中一格構成46數對,則另外一格是15,會和r79c2其中一格構成15數對,另外一格則只有候選數6和8,會和r13c2其中一格構成68數對,而另外一格則只有候選數2和9,會和r2c13其中一格構成29數對。而最開始r2c13假設的其中一格是候選數6和8,那另外一格必然肯定只有候選數2和9了。

這樣一來就會構成涉及r28c28b1379八個區域的環形八段SDC,且各自區域上恰會構成一個簡單的數對。這樣的結構是多米諾鏈的環形版本,所以直接可以成為多米諾環(Domino Loop),簡稱為DL,或稱為柯爾扎斯環(SK Loop)或SK環

結構是由一位叫Stephen Kurzhals的人發現的技巧,所以為了紀念他,採用了他的名字直接稱呼這樣的環,即S.K. Loop。

另外,我們可以對這樣的多段SDC的推導過程利用數學符號的方式簡寫,而不是用上面複雜的文本描述。

B1379(68) -> {AC8, B79}(15) -> ACGI8(68) -> {GI8, H79}(29) -> H1379(46) -> {GI2, H13}(15) -> ACGI2(68) -> {AC2, B13}(29)

另外,多米諾環還有一個示例:

它的表述如下。

D5689(7) -> {D89, EF7}(459) -> EFHI7(6) -> {G89, HI7}(125) -> G5689(8) -> {G56, HI4}(249) -> EFHI4(3) -> {D56, EF4}(125)

Part 5 SDC內的強關係

SDC也可以嵌入到鏈之中,不過有些時候理解起來會比較麻煩。

如圖所示,鏈表述如下:

(r1c7=r8c8)(1) => r78c7<>1

這條鏈只有一個強關係構成,沒有弱關係。強關係即「兩端不同假」。那麼它為什麼不同假呢?思考一下,如果r1c7(1)和r8c8(1)同假時,結構涉及五個單元格,但只有2、3、6、7四種不同的候選數,而且6和7在結構之中只出現於c8上,2和3在結構之中只出現於b3內,所以內部也不可能有重複的數字出現。那意味著,2、3、6、7需要在不重複的情況下填滿五個單元格,這是顯然不可能的,總有一格是沒有填數的,所以是錯誤的,所以兩端是不同假的。於是這樣就直接可以得到刪數了。

另外,這樣的結構稱為超鏈置SDC,或SDC超鏈(Hyper AIC With SDC)。

那麼,帶有SDC的超鏈結構不總是剛才那樣幸運、只有一個強關係就可以直接刪數。如圖所示,鏈如下所述:

(r2c6=r1c6-r1c2379=r3c3)(5) => r2c123<>5

推導過程是這樣的:r2c6(5)為假,則r1c6(5)真、r1c2379(5)假。當這四格的候選數5全為假後,觀察r1c2379和r3c3這五個單元格,就只剩下2、3、4、8四種數字了,而這四種數字和上面的示例一樣,不能有重複的填數情況,所以是填不夠五格的,所以r1c2379(5)和r3c3(5)為強關係,即當r1c2379(5)假時,r3c3(5)為真。所以,總體來說,r2c6(5)和r3c3(5)至少一個為真,刪掉它們的交集。

最後來看一則最難的示例,它用到了強制鏈的思路,不過強制思想是嵌入到同一條鏈之中的。

鏈如下表示:

r5c8(7)=r5c5(7-5)=r2c5(5-3)=r23c4(3)-r4c4(3): =r5c9(2)-r4c8(2)=r14c8(68) -r5c9(2)={r4c489, r5c9}(2468)=> r5c8<>6

當設r5c8(7)為假時,則順次可以得到r4c4(3)為假。但是下面就無法繼續進行推導了,於是我們借用矛盾的情況,分為真假兩種情況進行推導:

如果r5c9(2)為真時,r4c8(2)為假,此時r14c8就會構成68數對,這樣可以刪除r5c8(6);如果r5c9(2)為假時,r4c489、r5c9四格就會構成關於2、4、6、8的SDC結構。由於4、6隻同宮出現,而2、8隻同行出現,所以最終r4會出現28數對,而b6內會出現46數對。所以此時r5c8(6)也應為假(被刪除掉)。

所以當r4c4(3)為假時,不論r5c9(2)的真假,均可以刪除r5c8(6),而根據鏈的刪數原理(刪除交集),所以r5c8<>6成立。

這個就是稍微複雜一些的鏈了。那麼,SDC的拓展我們就講到這裡,下一節我們來看一下,網的使用方式。


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