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数独摩天楼技巧详解:利用强链的高级排除法

2025-01-27 · 10 分钟阅读
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摩天楼(Skyscraper)是数独高级技巧中一种基于强链的排除方法,可以看作是X-Wing的变体。它的名字来源于这个技巧形成的图形——两条垂直的"柱子"通过一条"横梁"连接,看起来像两座高度不同的摩天大楼。其核心思想是:当某个候选数在两行中各形成一条强链,且这两条强链通过同一列相连时,两个"悬空"端点同时能看到的格子可以排除该候选数。

什么是强链?
当某个候选数在一行(或一列)中只出现在两个格子时,这两个格子之间就形成了强链(Strong Link)。强链意味着:这两个格子中必定有且只有一个会填入该数字。如果其中一个不是,另一个就一定是。

摩天楼规则

如果某个候选数在两行中各只出现在两个位置(形成两条强链),且这两条强链有一个端点在同一列上,
那么两个不在同一列上的端点(悬空端点)同时能"看到"的格子,都可以排除该候选数。

在阅读本文前,建议先掌握X-Wing技巧,因为摩天楼可以看作是X-Wing的"不完美"形式——当X-Wing的四个角有三个对齐时就形成摩天楼。

摩天楼原理示意图
摩天楼原理:两条强链通过同一列连接,形成不对称的"楼"形,红色X表示可消除的位置

实例分析:行基摩天楼

我们来看一个摩天楼的例子,涉及第1行第5行中的候选数 6

数独摩天楼技巧示例
图:第1行和第5行的候选数6形成摩天楼模式
在计算器中打开此例

当前盘面数据

根据CSV81格式的候选数数据,我们关注候选数6在第1行第5行的分布:

第1行各格子:

  • R1C1:候选数 {4, 6}
  • R1C2:已填数字 7(给定)
  • R1C3:候选数 {1, 4}
  • R1C4:已填数字 5
  • R1C5:已填数字 8
  • R1C6:候选数 {1, 6}
  • R1C7:已填数字 9(给定)
  • R1C8:已填数字 3(给定)
  • R1C9:已填数字 2

第5行各格子:

  • R5C1:已填数字 1(给定)
  • R5C2:候选数 {3, 6}
  • R5C3:已填数字 7
  • R5C4:已填数字 8
  • R5C5:已填数字 4
  • R5C6:候选数 {2, 6}
  • R5C7:候选数 {2, 5}
  • R5C8:已填数字 9(给定)
  • R5C9:候选数 {3, 5}

分析过程

1 观察第1行:第1行中,候选数 6 只出现在两个位置:R1C1(候选数4,6)和 R1C6(候选数1,6)。这两个格子形成一条强链
2 观察第5行:第5行中,候选数 6 也只出现在两个位置:R5C2(候选数3,6)和 R5C6(候选数2,6)。这两个格子也形成一条强链
3 发现连接点:注意到 R1C6R5C6 都在第6列上。这意味着两条强链通过第6列连接在一起,这两个格子形成摩天楼的"屋顶"。
4 识别摩天楼结构:现在我们有:
  • 屋顶(连接点):R1C6 和 R5C6(在第6列,通过虚线连接)
  • 悬空端点(楼顶):R1C1 和 R5C2(两座"楼"的顶端)

这就形成了一个不对称的"摩天楼"形状:左边的楼从R1C1延伸到R1C6,右边的楼从R5C2延伸到R5C6。

5 理解推理逻辑:由于强链的性质,我们可以推理:
  • 第1行的6要么在R1C1,要么在R1C6
  • 第5行的6要么在R5C2,要么在R5C6
  • 情况1:如果R1C6是6,那么R5C6就不能是6(同一列),所以R5C2必须是6
  • 情况2:如果R1C6不是6,那么R1C1必须是6

结论:无论哪种情况,R1C1或R5C2中至少有一个是6。

6 确定排除目标:既然R1C1或R5C2中至少有一个是6,那么同时能被R1C1和R5C2"看到"的格子都不能是6。

哪些格子同时能被R1C1和R5C2看到呢?

  • R2C2:候选数 {3, 5, 6}
    → 与R5C2在同一列(第2列)
    → 与R1C1在同一宫(第1宫)
  • R4C1:候选数 {4, 6, 9}
    → 与R1C1在同一列(第1列)
    → 与R5C2在同一宫(第4宫)
7 执行排除:因此:
  • R2C2:删除候选数 6(保留3,5)
  • R4C1:删除候选数 6(保留4,9)
结论:
摩天楼:数字 6 在第1行(R1C1-R1C6)和第5行(R5C2-R5C6)形成两条强链,通过第6列连接。
操作:从 R2C2R4C1 删除候选数 6

摩天楼的形态

摩天楼可以有多种形态,取决于强链的方向和连接方式:

1. 行基摩天楼(Row-based Skyscraper)

就是上面示例的情况:

  • 基础结构:两行各有一条强链
  • 连接方式:两条强链在同一上有一个共同端点
  • 悬空端点:不在共同列上的两个端点

2. 列基摩天楼(Column-based Skyscraper)

形式相反但原理相同:

  • 基础结构:两列各有一条强链
  • 连接方式:两条强链在同一上有一个共同端点
  • 悬空端点:不在共同行上的两个端点
记忆技巧:
想象两座摩天大楼:
屋顶在同一条"街道"(共同的行或列)上连接
楼顶是悬空的端点
• 两个楼顶能同时看到的地方,就是可以排除的位置

如何发现摩天楼?

寻找摩天楼需要系统化的观察:

1 选择一个候选数:专注于某个候选数(1-9中的一个),选择出现次数适中(5-8次)的候选数更容易找到。
2 寻找强链:找出该候选数在哪些行或列中只出现两次。每找到一个这样的行或列,就找到了一条强链。
3 寻找连接点:检查是否有两条强链,它们各有一个端点在同一列(或同一行)上。
4 确认悬空端点:找出两条强链中不在共同列(或行)上的两个端点——这就是"悬空端点"。
5 找排除目标:找出同时能被两个悬空端点"看到"的格子(同行、同列或同宫),这些格子可以排除该候选数。
注意事项:
  • 强链要求候选数在该行(或列)中恰好出现两次
  • 两条强链必须通过同一列(或同一行)连接
  • "同时看到"包括:同行、同列、同宫三种情况
  • 如果两个悬空端点没有共同能看到的格子,则无法进行排除
  • 摩天楼是X-Wing的"不完美"变体——当X-Wing的四个角有三个对齐时,可能形成摩天楼

摩天楼与其他技巧的关系

摩天楼 vs X-Wing

两者都涉及两行(或两列)中的强链,但有重要区别:

对比项 X-Wing 摩天楼
结构 四个角完整对齐,形成矩形 只有三个点对齐,一个端点"悬空"
排除范围 整列(或整行)的候选数 只能排除特定格子的候选数
出现频率 较少 较多(条件更宽松)

摩天楼 vs 双强链

摩天楼实际上是双强链(2-String Kite)的一种特殊形式:

  • 两条强链通过一个共同点连接
  • 利用"两端必有一真"的逻辑进行排除

技巧总结

摩天楼技巧的应用要点:

  • 识别条件:某个候选数在两行(或两列)中各只出现两次,且有一列(或一行)同时包含两条强链的一个端点
  • 形成结构:两条强链 + 一个共同列(或行)+ 两个悬空端点
  • 排除规则:两个悬空端点同时能"看到"的格子可以排除该候选数
  • 应用场景:X-Wing条件不满足时的替代方案
  • 识别难度:中高级,需要理解强链的概念
实战建议:
摩天楼在实战中比X-Wing更常见,因为它的条件更宽松。建议:
  • 先熟练掌握强链的识别
  • 寻找X-Wing时如果发现四个角不完整,检查是否可以形成摩天楼
  • 关注候选数较少的数字,更容易找到强链
  • 使用候选数高亮功能,一次只关注一个数字

立即练习

练习建议:
开始一局困难或专家级数独游戏,尝试使用摩天楼技巧!建议:
  • 选择困难难度,简单题目通常不需要高级技巧
  • 先标记所有候选数,然后逐个数字寻找强链
  • 找到两条强链后,检查它们是否有共同的行或列
  • 确认悬空端点后,寻找它们共同能看到的格子