解题技巧

数独Swordfish技巧详解:X-Wing的三行三列扩展

2025-01-24 · 10 分钟阅读
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Swordfish(剑鱼)是X-Wing的扩展版本,是数独高级技巧中更加复杂和强大的方法。它的名字来源于剑鱼的形态,因为这个技巧涉及三行三列,形成的模式比X-Wing更大。其核心思想是:当某个候选数在三行中各只出现在不超过三列的位置,且这三列完全相同时,可以从这三列的其他格子中排除该候选数。

核心原理:
如果某个数字在行A、行B、行C中都只出现在列X、列Y、列Z的某些位置(每行最多在这三列的两个或三个位置),那么这个数字在这三行中必定分别占据列X、列Y、列Z的某些位置。因此,列X、列Y、列Z的其他格子(不在这三行上的)都不可能填入这个数字。

Swordfish 规则

如果某个候选数在三行中合起来只出现在相同的三列位置,
那么该候选数在这三列的其他行(不在Swordfish的三行上)都可以删除。

在阅读本文前,建议先掌握X-Wing技巧,因为Swordfish是X-Wing的直接扩展。

Swordfish原理示意图
Swordfish原理:候选数分布在3行3列,形成剑鱼模式,红色箭头表示可消除的方向

实例分析:行基Swordfish

我们来看一个Swordfish的例子,涉及第2行、第4行、第8行中的候选数 4

数独Swordfish技巧示例
图:第2、4、8行的候选数4形成Swordfish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,我们关注第2行、第4行、第8行中候选数4的分布:

第2行各格子:

  • R2C1:已填数字 2(给定)
  • R2C2:候选数 {1, 4}
  • R2C3:候选数 {1, 4}
  • R2C4:候选数 {5, 7}
  • R2C5:候选数 {6, 8}
  • R2C6:候选数 {6, 8}
  • R2C7:已填数字 3(给定)
  • R2C8:候选数 {5, 7}
  • R2C9:已填数字 9(给定)

第4行各格子:

  • R4C1:已填数字 1(给定)
  • R4C2:已填数字 8(给定)
  • R4C3:候选数 {2, 4}
  • R4C4:已填数字 3
  • R4C5:候选数 {4, 5}
  • R4C6:已填数字 9(给定)
  • R4C7:候选数 {2, 5}
  • R4C8:已填数字 6
  • R4C9:已填数字 7(给定)

第8行各格子:

  • R8C1:已填数字 9(给定)
  • R8C2:候选数 {1, 2, 4, 5, 7}
  • R8C3:候选数 {1, 2, 4}
  • R8C4:候选数 {1, 5, 7}
  • R8C5:候选数 {4, 5, 7}
  • R8C6:已填数字 3(给定)
  • R8C7:已填数字 6(给定)
  • R8C8:候选数 {2, 5, 7}
  • R8C9:已填数字 8

分析过程

1 观察第2行:第2行中,候选数 4 只出现在两个位置:R2C2(候选数1,4)和 R2C3(候选数1,4)。即第2列第3列
2 观察第4行:第4行中,候选数 4 也只出现在两个位置:R4C3(候选数2,4)和 R4C5(候选数4,5)。即第3列第5列
3 观察第8行:第8行中,候选数 4 出现在三个位置:R8C2(候选数1,2,4,5,7)、R8C3(候选数1,2,4)和 R8C5(候选数4,5,7)。即第2列、第3列、第5列
4 发现Swordfish模式:候选数4在第2、4、8行中,都只出现在第2列、第3列、第5列这三列中:
  • 第2行:第2列 ✓、第3列 ✓(两列)
  • 第4行:第3列 ✓、第5列 ✓(两列)
  • 第8行:第2列 ✓、第3列 ✓、第5列 ✓(三列)

三行合起来只涉及第2、3、5这三列,这就形成了Swordfish模式

5 理解推理逻辑:因为第2、4、8行的候选数4只能分布在第2、3、5这三列中,所以这三个数字4必定分别占据这三列在这三行中的某些位置。无论具体如何分配,第2列、第3列、第5列的候选数4都被第2、4、8行占据
6 确定排除目标:第2列中,除了第2行和第8行,还有其他包含候选数4的格子:
  • R6C2:候选数 {2, 4, 5}
  • R7C2:候选数 {1, 2, 4, 5, 6, 7}
  • R9C2:候选数 {2, 4, 5, 6, 7}

第5列中,除了第4行和第8行,还有其他包含候选数4的格子:

  • R6C5:候选数 {1, 4, 8}
  • R7C5:候选数 {2, 4, 5, 6, 7}
7 执行排除:因此,第2列和第5列中除了第2、4、8行以外的格子都不能填4。具体来说:
  • R6C2:删除候选数 4(保留2,5)
  • R7C2:删除候选数 4(保留1,2,5,6,7)
  • R9C2:删除候选数 4(保留2,5,6,7)
  • R6C5:删除候选数 4(保留1,8)
  • R7C5:删除候选数 4(保留2,5,6,7)
结论:
Swordfish:在第2行、第4行、第8行中,候选数 4 只分布在第2列、第3列、第5列。
操作:从 R6C2R7C2R9C2R6C5R7C5 删除候选数 4

Swordfish的关键特征

1. 不要求每行都出现在所有三列

这是Swordfish与X-Wing的重要区别:

  • X-Wing:两行中,每行的候选数都恰好出现在相同的两列
  • Swordfish:三行中,每行的候选数可以出现在这三列中的2个或3个列,只要合起来不超过三列即可
重要理解:
在上面的例子中,第2行只在第2和第3列有候选数4,第4行只在第3和第5列有,第8行在第2、3、5列都有。虽然没有一行恰好只在两列有候选数,但三行合起来覆盖了第2、3、5三列,这就足够形成Swordfish。

2. 列数必须恰好等于行数

Swordfish需要三行对应三列(或三列对应三行):

  • 如果候选数在三行中只涉及两列,那是不完整的模式,不能用Swordfish
  • 如果候选数在三行中涉及四列,也不能形成Swordfish
  • 必须恰好是三行三列的对应关系

Swordfish的两种形式

与X-Wing类似,Swordfish也有两种对称的形式:

1. 行基Swordfish(Row-based Swordfish)

就是上面示例的情况:

  • 观察对象:三行
  • 模式特征:某个候选数在这三行中各只出现在相同的三列(或其中两列)
  • 排除目标:从这三列的其他行中删除该候选数

2. 列基Swordfish(Column-based Swordfish)

形式相反但原理相同:

  • 观察对象:三列
  • 模式特征:某个候选数在这三列中各只出现在相同的三行(或其中两行)
  • 排除目标:从这三行的其他列中删除该候选数
记忆技巧:
行基Swordfish删列,列基Swordfish删行。
这与X-Wing的规则完全一致,只是从2×2扩展到3×3。

如何发现Swordfish?

寻找Swordfish比X-Wing更加困难,需要更系统的分析:

1 选择一个候选数:专注于某个候选数(1-9中的一个),建议选择候选位置较少的数字。
2 寻找候选位置少的行(或列):找出该候选数只出现在2-3个格子中的行(或列)。
3 寻找三行组合:看看是否有三行,它们的候选数合起来只涉及三列(每行可以是这三列中的2个或3个)。
4 确认Swordfish模式:如果找到这样的三行三列组合,就形成了Swordfish模式。
5 执行排除:从相应的列(或行)的其他格子中删除该候选数。
注意事项:
  • Swordfish需要恰好三行(或三列),涉及恰好三列(或三行)
  • 每行中候选数可以出现在2个或3个列,但三行合起来不能超过三列
  • 如果一行中候选数出现在4个或更多位置,通常不适合形成Swordfish
  • Swordfish非常罕见,在大多数数独题目中都不会出现
  • 寻找Swordfish非常耗时,建议在所有其他技巧都用过之后再尝试

Swordfish与其他技巧的关系

X-Wing vs Swordfish

对比项 X-Wing Swordfish
涉及行数 2行(或2列) 3行(或3列)
涉及列数 2列(或2行) 3列(或3行)
模式特征 每行候选数必须恰好在两列 每行候选数可以在2-3列
识别难度 困难 非常困难
出现频率 偶尔 罕见

更高级的扩展

Swordfish还可以继续扩展:

  • Jellyfish(水母):四行四列的扩展版本
  • Squirmbag:五行五列的扩展版本(极其罕见,几乎不会遇到)

这些技巧的原理与Swordfish相同,只是涉及的行列数量更多,识别难度呈指数级增长。

技巧总结

Swordfish技巧的应用要点:

  • 本质:X-Wing从2×2扩展到3×3的模式
  • 识别条件:某个候选数在三行(或三列)中合起来只涉及三列(或三行)
  • 灵活性:每行不需要在所有三列都有候选数,只要三行合起来覆盖这三列即可
  • 排除规则:行基Swordfish删列,列基Swordfish删行
  • 应用场景:X-Wing等所有中级和基础高级技巧无法突破时的最后手段
  • 识别难度:需要系统分析多行多列的候选数分布,非常耗时
  • 出现频率:非常罕见,大多数困难题目都不需要用到
实战建议:
Swordfish在实战中极其罕见,只在最困难的专家级题目中偶尔出现。建议:
  • 先用完所有中级技巧和X-Wing
  • 选择候选数最少的数字进行分析(如只剩6-9个候选位置的数字)
  • 使用纸笔记录每个数字在各行列的分布,便于发现三行三列的组合
  • 有些数独软件提供Swordfish提示功能,可以借助工具学习
  • 如果尝试30分钟仍找不到,可能题目本身不需要Swordfish,检查是否遗漏了更简单的技巧

立即练习

练习建议:
开始一局专家级数独游戏,尝试使用Swordfish技巧!建议:
  • 选择最高难度,只有专家级题目才可能需要Swordfish
  • 先确保已经掌握X-Wing技巧
  • 系统地分析每个候选数,寻找三行三列的模式
  • 要有耐心,Swordfish非常罕见且难以发现