数独到底有多少种

一个9×9标准数独,本质不同的解有多少?答案是约6.67×10²¹种。2005年靠暴力枚举+对称性剪枝才算清。

分类
组合游戏
难度
烧脑
标签
数独、计数、组合、对称性
数独到底有多少种 · 漫画配图
漫画 · 数独到底有多少种

题目

标准 9×9 数独(每行、每列、每宫都含 1–9 各一次),总共有多少种不同的完整解

答案与解析

经过大量计算(菲利格豪尔与贾尔拉希 2005 年),答案是:

66709037520210729369606.67×10216\,670\,903\,752\,021\,072\,936\,960 \approx 6.67\times10^{21}

这是个天文数字,但算起来极难:直接枚举 9819^{81} 不可能,必须利用约束传播与对称性剪枝(行列/数字重标、旋转翻转等价类),把搜索空间压到可计算范围。

注意这是“完整解”数。若问“不同的谜面(挖空后)”有多少、以及“最少给几个提示仍可唯一解”(已知最少 17 个提示),又是更深的难题。

背后的数学

数独计数是精确覆盖(exact cover)组合枚举的范例,可用舞蹈链(Dancing Links, Knuth)高效求解。它和拉丁方(Latin squares)、组合设计理论同源。一个看似报纸小游戏,背后是计数组合学里最烧脑的精确算术之一。