三階魔方入門教程.doc

魔方入門玩法教程魔方玩法技巧的網(wǎng)頁有好多了，但是我自己非常想做一個(gè)，總覺得自己做的會(huì)和別人的不一樣，也許會(huì)做出一點(diǎn)自己的特色，總之，我覺得只要認(rèn)真的做一件事，總是會(huì)有很好的心得。我從小家里就有一個(gè)魔方，可是我從來就沒玩出過一面，幾個(gè)月前，我偶爾看到了一個(gè)外國(guó)網(wǎng)頁，突然一下我才知道玩出六面魔方原來這么簡(jiǎn)單，我平時(shí)也沒有時(shí)間，主要就是在公車上、地鐵上那些時(shí)間玩，我發(fā)現(xiàn)這是件很不錯(cuò)的事情， 往往你還原完一個(gè)魔方一抬頭，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)車箱人的目光都在你的身上：）慢慢我也學(xué)會(huì)了其他的魔方技巧和魔方解法，更重要的，我認(rèn)識(shí)了很多玩魔方的朋友，我發(fā)現(xiàn)許多玩魔方的朋友都是對(duì)生活富有激情并且很有意思的人，他們給了我很多的啟發(fā)，這是我做這個(gè)網(wǎng)站最大的收獲。 另外，我對(duì)魔方的道理很感興趣，計(jì)劃寫出一個(gè)程序，給出任意魔方的解法，當(dāng)然那不是基于這些人類的魔方技巧，據(jù)說計(jì)算機(jī)的解平均20步就可以了(人類的最快的也需要50多步)。希望同樣有興趣的朋友多和我交流希望大家都能在魔方中找到樂趣，并且更重要的，用一種充滿好奇、興味盎然的方式來生活，去找到生活的樂趣。魔方別看只有26個(gè)小方塊，變化可真是不少，魔方總的變化數(shù)為或者約等于4.31019。如果你一秒可以轉(zhuǎn)3下魔方，不計(jì)重復(fù)，你也需要轉(zhuǎn)4542億年，才可以轉(zhuǎn)出魔方所有的變化，這個(gè)數(shù)字是目前估算宇宙年齡的大約30倍。三階魔方總變化數(shù)的道理是這樣：六個(gè)中心塊定好朝向后，就構(gòu)成了一個(gè)坐標(biāo)系，在這個(gè)坐標(biāo)系里，8個(gè)角色塊全排列8!，而每個(gè)角色塊又有3種朝向，所以是8!*38，12個(gè)棱色塊全排列每個(gè)有2種朝向是12!*212，這樣相乘就是分子，而分母上3*2*2的意義是，保持其他色塊不動(dòng)，不可以單獨(dú)改變一個(gè)角色塊朝向(對(duì)應(yīng)3)，單獨(dú)改變一個(gè)棱色塊朝向(對(duì)應(yīng)2)，和單獨(dú)交換一對(duì)棱色塊或一對(duì)角色塊的位置(對(duì)應(yīng)另一個(gè)2)。至于為什么，我建議大家自己先想想，我初步寫了一些，你可以到這里看看。由此可見，這么多變化用很短時(shí)間變回六面同色不是很簡(jiǎn)單的。不過世界上最快的人7.08秒就可以還原一個(gè)魔方（記錄創(chuàng)造于2008年7月12日的 捷克公開賽），記錄保持者是來自荷蘭的Erik Akkersdijk。那些人為什么會(huì)這么快呢？因?yàn)樗苡涀『枚嗟哪Х剿惴?，或者也有叫魔方公式的，世界上頂尖的選手，據(jù)說可以記住600多個(gè)算法。我們這里介紹的入門魔方解法，涉及的算法很少而且都很簡(jiǎn)單， 只要學(xué)會(huì)，每個(gè)人都可以輕松得學(xué)會(huì)玩魔方的。 在開始之前，讓我們來看看魔方的基本構(gòu)造，魔方六面的中心塊的相對(duì)位置是固定的，這個(gè)你拆過魔方就會(huì)知道，我敢保證在你照后面的方法開始擰來擰去的時(shí)候，很容易就忘記前后左右開始是什么顏色，這樣就擰亂了。所以你開始一定要定好一個(gè)你喜歡的朝向。在這里我選藍(lán)色做為頂面，綠色為底面，紅色前面，橙色后面，白色左面，黃色右面。 當(dāng)然你可能貼紙貼的就跟我不一樣，魔方六面貼紙應(yīng)該有5*3!=30種貼法吧，為啥呢？因?yàn)榧偃缒阒付ㄋ{(lán)面為頂面，那么底面就應(yīng)該有5種選擇，還剩下4面構(gòu)成一個(gè)環(huán)，這個(gè)環(huán)去除了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱共有3!種貼法，對(duì)吧？?。┑谝徊?對(duì)好第一面十字第二步 對(duì)好第一面加上四個(gè)側(cè)面的T字形第三步 放第二層棱色塊第四步 在魔方新的頂面畫十字第五步 翻轉(zhuǎn)魔方頂面四角，對(duì)好頂面顏色第六步 調(diào)整頂面四角的順序第七步 最后將棱色塊順序排列好第一步 對(duì)好第一面十字1.如右圖，對(duì)好藍(lán)色十字，同時(shí)更要注意四個(gè)側(cè)面的棱和中心是同色的。2.方法很簡(jiǎn)單，就是把中間層含有藍(lán)色的棱色塊變到底面，旋轉(zhuǎn)底面對(duì)好側(cè)面顏色，再翻上來。3.如果我們觀察好了四個(gè)含有藍(lán)色的棱色塊的順序，那我們就可以在中間層直接把棱色塊轉(zhuǎn)到頂層。頂層含有藍(lán)色棱色塊側(cè)面按逆時(shí)針順序讀就是紅黃橙白，只要順序?qū)?，頂層?duì)好一個(gè)側(cè)面，四個(gè)側(cè)面就都對(duì)好了。第二步 對(duì)好第一面加上四個(gè)側(cè)面的T字形1.如右圖，對(duì)好藍(lán)色第一面，同時(shí)要對(duì)好四個(gè)側(cè)面的T字形。2.下面兩個(gè)算法互為對(duì)角線鏡像。對(duì)角線鏡像就是對(duì)著左圖的所示照鏡子。你參照的看上面兩個(gè)算法也可以看得很明白。這個(gè)對(duì)角線鏡像后面我們會(huì)無數(shù)次的遇到，請(qǐng)大家一定注意。3.上角塊的時(shí)候一定顏色也要對(duì)應(yīng)好，比如藍(lán)紅黃小角塊必須上到紅黃角，不能上錯(cuò)，否則T字就出不來啦。4.如果藍(lán)色小片在其他位置，我們就試著旋轉(zhuǎn)側(cè)面和底面幾次，總可以使其變成上面兩種情況。第三步 放第二層棱色塊 15263748152637481.首先找到同色的一排，然后把這個(gè)要處理的棱色塊的目標(biāo)位放在最靠近你的右前角，如上圖紅色箭頭所示的地方，同色的一排在前面就是第一種情況，在右面就是第二種情況。2.上面兩個(gè)算法互為對(duì)角線鏡像。而他們各自的前4步與后4步也是對(duì)角線鏡像，上面算法的圖，兩列對(duì)比著看就很清楚。3.后面4步不用記，是一個(gè)“接孩子放學(xué)”的過程，把組合好的兩個(gè)小色塊歸位，很好理解。第四步 在魔方新的頂面畫十字第1步第2步第3步1234概率1/8概率1/4概率1/2概率1/81.此步的算法會(huì)在上面四種情況中切換。是按照從左到右的順序切換。如果你碰見第一種情況就用3次這個(gè)算法，如果碰見第二種情況就用2次這個(gè)算法，每用一次算法之前都要按照上圖綠色的樣子來擺好魔方的方位。2.這步我們把角色塊都當(dāng)成灰色的，只看棱色塊，比如你要見到左圖這樣，就算是上面第3種情況,見到右圖這樣，就算上面第2種情況。3.我們只需要對(duì)出綠色十字就好啦，并不需要十字的側(cè)面顏色和下兩層吻合。第4步第5步第6步第五步 翻轉(zhuǎn)魔方頂面四角，對(duì)好頂面顏色算法1 15263741.上面兩種情況是最基本的情況，他們互為對(duì)角線鏡像，算法1頂層一直在做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，算法2頂層一直在做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。2.如果你碰到3-7種情況，你可以用上面算法1和2的組合解決。你就記住一句話2后4左。先選一個(gè)頂面不是綠色的角塊放在最上面（左后角），如果有2個(gè)綠色不在頂面（3-5情況），你就讓最上面的那個(gè)小角塊的綠色沖后，如果4個(gè)綠色都不在頂面(6和7情況)，你就讓最上面的那個(gè)小角塊的綠色沖左，然后都應(yīng)用算法1，3-7情況就會(huì)變成1或2情況了。3.一個(gè)小細(xì)節(jié)，四個(gè)角的綠色朝向的角度之和是360度的整數(shù)倍，這決定了你只會(huì)碰見這7種情況+對(duì)好8種情況，如果你碰見了其他的情況，一定是有人拆過你的魔方并把它裝錯(cuò)了，請(qǐng)拆下一個(gè)角塊翻轉(zhuǎn)它，讓他變成這8種情況之一。算法2 1526374第六步 調(diào)整頂面四角的順序第1步第2步第3步第4步我們這步要對(duì)成左圖這樣的形態(tài)，1.首先找這樣一條邊，這條邊的兩個(gè)角有相同的顏色，像以下這些例子，你也有1/6的概率找不到這樣一條邊我們一會(huì)兒再說。這條邊兩角中間的棱顏色和下面兩層的顏色我們不用關(guān)心。如果你4條邊都是兩角顏色相同，那就是已經(jīng)對(duì)好，你轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)頂層就知道啦。2.現(xiàn)在把這條邊放在背面，以上表最后一個(gè)為例，變成下圖這樣，然后應(yīng)用上面的算法就行啦。正面背面3.你也有1/6的概率找不到這樣一條有兩角同色的邊，你就閉著眼睛應(yīng)用一遍上面的算法，就一定可以找到啦。第5步第6步第7步第8步第9步 第五步算法1 15 26 37 4第七步 最后將棱色塊順序排列好121.如果碰見第一種情況，頂層三個(gè)棱要逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，就用第五步算法1+整個(gè)魔方轉(zhuǎn)180+第五步算法2，已經(jīng)對(duì)好的那個(gè)面放在前面。2.如果碰見第二種情況，頂層三個(gè)棱要順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，就用第五步算法2+整個(gè)魔方轉(zhuǎn)180+第五步算法1，已經(jīng)對(duì)好的那個(gè)面放在右面。3.上面兩條不用死記，你只要注意第一種情況頂面三個(gè)棱是要逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而算法1頂面也一直在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以先用算法1，二情況頂面三個(gè)棱要順時(shí)針旋