孔明锁6根解法,我想要详细的说明,是6根孔明锁。
孔明锁内部的凹凸部分啮合,十分巧妙,形状和内部的构造各不相同,下面就是孔明锁6根解法:孔明锁,号称木制玩具中最难者(商贩语)。
10年前某一高智商师兄曾于小摊上购得6根小木棍,说可以组成十字架云云。
于尝试半小时之久未得要领,颇伤自尊。
教研室中颇具
人才,一机械专业老师拿去赏玩,两日得解。
知,此劳什子非想象之劳什子也。
因假好学,在校时并未再尝试之。
后成家,携妻逛阜成门之万通,又见此物,因其价廉,购之。
回家饭毕,卧床上试解之。
因有前车之鉴,仿庖丁解牛状,未曾轻易动作。
于观察良久,发现其机巧处,终得解。
看表,3小时已过。
一晃数年已过,前几日复又赏玩,半小时毕。
看来,记忆推理之功能尚在。
因解法颇有些繁琐,故DC解法,以备忘。
现在市面上有一种另外的简版孔明锁,其中一个部件是纯正的长方体,由于这个解法相对简单,不在此列。
该解法关键点,是如何组成一个方的空洞,让这个长方体可以插进去。
仔细观察,即可得解。
孔明锁,相传是三国时期诸葛孔明根据鲁班的发明,结合八卦玄学的原理发明的一种玩
具,曾广泛流传于民间。
是中国古代传统的土木建筑固定结合器,民间还有别闷棍”“子
联方”莫奈何”难人木”等叫法。
不用钉子和绳子,完全靠自身结构的连接支撑,就像一张纸对折一下就能够立得起来,展现了一种看似简单,却凝结着不平凡的智慧。
孔明锁,也叫八卦锁、鲁班锁。
是因为还有一种说法是该工具是古代木匠鲁班发明,所以有鲁班锁一称。
按照编号放好孔明锁的六个小块,黑色部分,表示凹下。
这种状态朝上的面,就是拼好
后与其它小块合在一起的面。
为了便于表达,把它记作星面,标有星的一端,记作星端。
按照表格的顺序,将小块逐个搭起即可。
在所示拼装过程中,孔明锁位置方向不变。
星面朝向
某方向,这个小块位置就在中心偏向反方向。
这有两种拼装方法,注意编号顺序。
安装过程说明:
第1根与第2根的安装如下图二所示,注意“ 1中间凸出来的部分放置在右边,将“2” 锯割得少一些(也即完整部分长一些)的一头放左边。
第3根的安装的方向很重要,要将锯割得多一些(也即完整部分短一些)的一头放上边,如图三所示,如若将锯割得少一些(也即完整部分长一些)的一头放如图所示的上(左)边, 则安装出来的成品中“3
柱与“4柱的上、下长度不相等。
如图四所示。
只要前面三根安装正确,第4根安装很简单,因为它的结构是对称的,只要按如图五所示安装,就可以了。
第5根安装要注意,所示,将第5根木方的缺口”朝上,安装就正确。
如果是将木方的缺口”朝下,则安装出来的成品就会使“ 2和“ 5方对不齐,所示。
只要多安装几次,一般会在20秒钟左右就可以安装成功。
鲁班锁(孔明锁)的计算机分析介绍
锁的拆解
一、拆解动作限定:
一般地,鲁班锁通过手工的装配”难于拆解”相反,在计算机分析中,则拆解”比装配”更复杂些。
这是因为在计算机程序中,装配”是逻辑的,但拆解”的逻辑过程却最终需
要落实物理实现。
对一个逻辑装配”而成的锁,须由计算机程序对其尝试拆解,如果能够成功找到一个完
全拆解方案,则该方案就是一个解”如果仅能完成部分拆解,也就是剩下的块组”无法再
继续拆解,那就称这个拆解方案为部分解”。
并非所有能逻辑装配”的锁都能顺利拆解。
计算机程序对拆解动作有一定限制:拆解一个块时,块只允许沿三个互相垂直的方向之一移动,每次移动的距离必须是小立方边长的整数倍。
也就是说,不允许朝任意方向移动块,也不允许移动任意距离。
但是,移动时,可以是一块移动,也可以几个块组成一个整体移动。
二、拆解程序的总体思路:
程序对锁的拆解过程,就是不断地对块沿各个方向尝试移动的过程,对每一步移动,程
序需判断:能否移动?移动几格?是否有块或块组分离?是否形成部分解?程序还得记录跟踪每一步操作后锁的状态,并需穷举全部拆解步骤,才能获取该装配的解的全部情况。
为了使程序能够进行相关操作,需把一个装配锁置于一个三维空间中,并对空间中的块
进行定位。
但这样做并不够,因为块的形状千变万化,跟踪一整个块还无法判断块之间在移动时的交互情况,因而需对块进行逻辑分解。
一个长度为6单元的块,按小立方”为单位,
分解成24个区域,包括可切割加工的12个区域和二端固定的12个区域。
程序需追踪这24 个立方区域中全体物理存在的小立方块”当然空立方”区域就不必计算了,全体物理小立
方块在某个方向上可以移动的值的最小值,就是块在此方向上的可移动距离。
下图画出一个
块在三维空间中的情形:
三维空间中一个块的示意图
上图绘制了一个以20单位边长的立方空间,以图中块的左下角处的小立方”为例,其
空间坐标为(X , Y , Z) = ( 6, 6,10)。
当一个装配锁定位到该栅格空间中后,所有小立方将被一一定位,获得唯一的空间坐标。
对应于计算机程序,则设计一个三维数组GRID (x, y, z),数组元素的值表示该栅格由
哪个块占据,显见,其取值范围为1 - 6;对于纯空间(包括整个锁未占据的空间和有孔锁”内部的孔洞),其数组元素的值为0。
按上述栅格空间的构造,一个块如果在栅格中移动,就相当于数组中对应元素值的改变。
比如1#块的某个小立方” GRID( 5, 6, 4)= 1,即X方向上的第5个栅格、Y方向上的第6栅格、Z方向上的第4栅格,如果此块向X正方向移动一单元,那么就有GRID (6,6, 4)= 1 ;
拆解锁时,每移动一步,锁上各块的相互位置就发生变化。
需用一个状态”来表述这种
不同的布局。
在计算机程序里,状态用每个块在每个方向上跟起始状态对比已经移动的数量来表示。
如果把1#块确定为固定位置,那么每个状态就是通过另外剩下的5个块相对于1
#块的偏移量来描述,通常就是15个整数。
程序需维持一个状态”列表,以追踪运行情况。
建立了以上相关数据结构后,整个拆解程序就可以化简为:分析在单个方向上的移动,以及判断这个移动是否使锁从一个状态到达另一个状态。
程序还得区分一个或多个块通过某个移动后从一个静止块组”中被分离出来,这种分离定义为部分解”。
关于分析在单个
方向上的移动”,稍后将列出其基本算法。
综合起来说,程序完全地拆解整个锁的过程,就是在不同的方向上、在新的状态下重复执行拆解逻辑
的过程;每次一块块组”被成功拆解,就记录其为一个子装配”,用于后续分析。