四字标准数独是最初级的数独。四字数独共有4×4=16个格,组成四宫格,格是指每一个小格子,四宫是由四个格子组成,如图1-1所示。在16个格子中先给定了若干个1~4之内的数字,称为数独的谜题,如图1-2所示。图中谜题给出6个已知数,做题时还需填入10个数,使四字数独中每行、每列、每个四宫格中都有1~4的数字。也就是说,在每行、每列、每个四宫格中只能出现1~4之内的数字,每个数字只能出现一次,不能重复,也不能缺少,而且答案是唯一的,如图1-3所示,不能出现有多个符合要求且不同的答案。
图1-1
图1-2
图1-3
这是一种最简单、最直接的解题方法,就是每行或每列中已给出3个数字,只缺1个数字。根据四字数独的规则,只要把所缺的数字填上,使每行、每列中的数字1~4不重复即可。由图1-4(a)可明显地看出,该谜题的第一列、第二列、第二行都是“四缺一”。解题步骤如下。
图1-4
第一步: 用画直线表示,圆圈表示所缺的数字,这很容易找到第一列的圆圈内应填4,第二列的圆圈内应填3,第二行的圆圈内应填4。
第二步: 如图1-4(b)所示,在第三行、第四行和第四列又是“四缺一”,用圆圈表示尚需要填入的数字,应分别填入2、4和2,这样就剩下第三列和第一行相交的一个空白小格子。
第三步: 如图1-4(c)中用圆圈表示的小格子,这也是“四缺一”,因此,该小格中应填入3,这样,至此就得到了最后的答案,如图1-5所示。
图1-5
解该题方法与上述解题方法之一相似,也是已知3个数字,只缺1个数字,不过不是指某行或某列缺1个数字,而是指在某一个2×2的四宫格中的小方格中缺1个数字。如图1-6(a)所示,在四字数独中,共填有8个数字,即还有8个空格缺8个数字,解题步骤如下。
图1-6
第一步: 根据四字数独规则,在第二列的圆圈内应填入数字2,在第三列的圆圈内应填入数字3。
第二步: 根据第二列、第三列“四缺一”的解题方法,在第二列、第三列的两个圆圈内应分别填入数字3和2,如图1-6(b)所示。
第三步: 如图1-6(c)所示,根据第一、第二、第三、第四行都是“四缺一”,第一、第二、第三、第四行的圆圈内应分别填入数字3、4、2、1,这样就得到最终答案,如图1-7所示。
图1-7
由此可见,在整个解题过程中,没有单独使用某1个2×2四宫格中小方格“四缺一”的解题方法,同时穿插了某行或某列“四缺一”的解题方法。因为4个2×2四宫格是相对独立的,它们的结果不会影响到另外3个2×2四宫格的现状。
在图1-8(a)的四字数独中,已填有6个数字,待填入的有10个数字。在第一、第三、第四行或第二、第三、第四列和左下、右上、右下的3个四宫格的小方格内都只有2个数字,还缺2个数字,显然,在此谜题中不能运用“四缺一”的解题方法来解题。此时,可应用“二筛一”的筛选方法进行解题,即从2个空缺的数字中筛去1个。解题步骤如下。
第一步: 先看第三行(当然,也可以先看第一行或第四行),如图1-8(b)所示,第三行填有2、3,缺4、1,那么如何选择呢?根据其规则,每列1~4不重复,第三列中有2、1,缺3、4,那么第三行右边的圆圈内,只能填入4。
第二步: 应用“四缺一”解题方法,将第三列的第二格填入3。
第三步: 再利用四宫格2×2的小方格中数字1~4不重复的规则,得到图1-8(c)中圆圈内应填入数字4。
第四步: 下面剩下的是左上四宫格内的4个数字,如图1-8(d)所示,又是“四缺二”,可以继续使用“二筛一”的筛选法进行筛选,先看第一行,已有2、1,缺3、4,因为在第二列中已有3,所以第一行的第二格不能选3,只能选4,第一格内应填入数字3。
图1-8
第五步: 接下来再看第二行,已有3、4,缺2、1,因为第一列中已有1,所以第二行第一格中只能填入2,也可以采用“四缺一”的解题方法,在第一、第二列中都是已有3个数字,很容易将空格中填入2、1。图1-9所示为谜题的最终答案。
图1-9
如图1-10所示,在此四字数独中,只填有4个数字,即有4个实数,尚缺12个数字,初看似乎很难求解。难解的原因是每一行、每一列及每一个2×2四宫格的小方格中,都只有1个数字,缺3个数字。解这一类型谜题的具体步骤如下。
图1-10
第一步: 先看第三列(当然,先看其他列也是一样的),已有数字4,尚缺数字1、2、3,但在右下方2×2四宫格中已有1,所以第三列下面的两个小方格中的数字不能填入1,剩下的只能是第三列第二个小方格中的数字为1,如图1-11(a)所示。
第二步: 此时在第三列中已有数字4、1,缺2、3,则可以用“二筛一”的解题方法,找到第三列第三、第四个小方格中的数字。因为第四行中已有数字3,所以第三列第四个小方格中的数字不能为3,只能为2,第三列第三个小方格中的数字只能填入3。此时,右下方四宫格2×2小方格中是“四缺一”,如图1-11(b)所示。由此可知,第四列最下面的小方格中应为4。接着第四行是“四缺一”,可得1,如图1-11(c)所示。
第三步: 接着来看第一、第四列,在此两列中可以采用“二筛一”法,从空缺的2个数字中筛去1个数字,如图1-11(d)所示,第一列中缺3、4,但在第一行中已有数字4,所以第一行第一个小方格中不能为4,只能为3,则第一列第三个小方格中应填入数字4;在第四列中缺2、3,但在第二行中已有数字2,所以第四列第二个小方格中只能填入3,第四列第一个小方格中只能填入2。最后,第一、第二、第三行都是“四缺一”,很容易得到第二列应填入数字1、4、2。由此得到最终答案,如图1-12所示。
图1-11
图1-12
如图1-13(a)所示,在此数独中,只填有4个数字2、4、3、1,即有4个实格,尚缺12个数字,即有12个空格,初看起来,似乎也很难求解。解题步骤如下。
第一步: 先看第一、第二行,第一行的第三个小方格中只能填入4,因为第二行的第三、第四小方格中不能填入4。同样的道理,第二行的第一个小方格中只能填入2,第三行的第四个小方格中只能填入1,第四行的第二个小方格中只能填入3,结果得到图1-13(b)。
第二步: 继续使用“排除法”,得到第二行第三、第四个小方格中应分别填入1、3,第一列第一、第三个小方格中应分别填入3、4,如图1-13(c)所示。
第三步: 采用“四缺一”法得到第一列的第二个小方格中应填入2,第三列第四个小方格中应填入2,第四列第四个小方格中应填入4,第一行第二个小方格中应填入1,第三行第二个小方格中应填入2,最后得到的结果如图1-13(d)所示。
图1-13