4×4数独终盘有多少种?

作者&投稿:狂闻 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
数独的终盘数量~

数独中的数字排列千变万化,那么究竟有多少种终盘的数字组合呢?6,670,903,752,021,072,936,960(约为6.67×10的21次方)种组合,2005年由Bertram Felgenhauer和Frazer Jarvis计算出该数字,并将计算方法发布在他们网站上,如果将等价终盘(如旋转、翻转、行行对换,数字对换等变形)不计算,则有5,472,730,538个组合。数独终盘的组合数量都如此惊人,那么数独题目数量就更加不计其数了,因为每个数独终盘又可以制作出无数道合格的数独题目。

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4*4的数独一共有4!×12=288种终盘(包括数交换、旋转、对称等),除去重复的话只有两种。

计算方法如下:

先假设数独第一行是1234,当然实际的终盘肯定不一定是1234,而是所有可能的排列,也就是4的全排列,为4!(4的阶乘,等于4×3×2×1)。

假设第一行为1234

在此基础上假设第二行前两个数,只有34和43两种情况。

第2行前两个数的两种情况

无论哪一种情况,都不影响第二行后两个数一定是12或21。

第2行后两个数的两种情况

于是,前两行共有4!×2×2=96种情况。

然后假设第一列的后两个数。由于这一列现在只填写了1、A两个数,横向和宫都没有填其他数,因此甲和乙的位置只要填另外两个数就可以了,顺序任意。

假设第一列的后两个数

不难发现,除了1和A之外,另外两个数其实就是2和B,也就是存在两种情况:甲=2且乙=B,或者甲=B且乙=2。

第一列后两个数的两种情况

同理,第二列后两个数其实就是1和A,因此也有两种情况。下面将左下宫的所有情况一并展示:

只剩下右下宫没填的所有情况

图中,

字母说明

那么填到这里,其实已经有96×2×2=384种情况了。

但是,这384种情况并不是都能构成数独,有些右下宫已经无法填写。这16种情况对应的右下宫填写方法对应下图,右下宫为空表示不成立:

成立的12种情况和不成立的4种情况

因此不排除等效状态,一共有288种终盘。

那么下面计算去除重复情况的结果。对上面枚举的情况逐一分析:

以左上角为①,第一行第二列为②,依次编号上述枚举至⑫。③~⑫这十种情况都能经过以下变化最终变成①或②:

③:交换第3、4行,变成②。

④:交换第3、4行,变成①。

⑤:沿左上-右下轴对称,整理数字,变成②。

⑥:交换第3、4行,变成⑤。

⑦:交换第1、2列,整理数字,变成⑤。

⑧:交换第3、4行,变成⑦。

⑨:交换第1、2列,整理数字,变成①。

⑩:交换第1、2列,整理数字,变成③。

⑪:交换第1、2列,整理数字,变成②。

⑫:交换第3、4行,变成⑨。

因此,4*4的数独终盘只有两种不重复的情况!



数独中的数字排列千变万化,那么究竟有多少种终盘的数字组合呢? 6,670,903,752,021,072,936,960(约有6.67×10的21次方)种组合,2005年由Bertram Felgenhauer和Frazer Jarvis计算出该数字,如果将重复(如数字交换、对称等)不计算,那么有5,472,730,538个组合。数独终盘的组合数量都如此惊人,那么数独题目数量就更加不计其数了,因为每个数独终盘都可以用挖数的方法出很多个不同的数独题目。

组合成完全独立不重复的有288种,我用程序生成出来的


数独的填法有多少种
6,670,903,752,021,072,936,960(约有6.67×10的21次方)种组合,2005年由Bertram Felgenhauer和Frazer Jarvis计算出该数字,如果将重复(如数字交换、对称等)不计算,那么有5,472,730,538个组合。数独终盘的组合数量都如此惊人,那么数独题目数量就更加不计其数了,因为每个数独终盘都可以用挖数...

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三、另外在2006年Gary McGuire撰写了程式,试图通过暴力法来证明16提示数的数独是否存在,方法很简单,既然Bertram Felgenhauer和Frazer Jarvis已经计算出不等价的终盘总数为5,472,730,538个,那么将每个终盘是16提示的情况都跑一遍,如果没有找到16提示的数独,那么就可以证明最少提示数为17个。

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诺习旨立: 合格的数独解(Sudoku grids )有 6,670,903,752,021,072,936,960 这是这是贝米耳(Stanley E. Bammel)与罗思坦(Jerome Rothstein)二位数学家计算除来的,有专门研究的报告 http://www.afjarvis.staff.shef.ac.uk/sudoku/ 附有程序(源码)

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