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Rubik's Cube (3×3×3) |
Rubik's Revenge Cube (4×4×4) |
Rubik's Professor Cube (5×5×5) |
| 魔方基本概念 | 普通魔方是三阶魔方 | 快速法 Fridrich method | ||
| 描述 | 国际通用缩写符号 | 其它表达法使用的符号 | 本文默认该面使用的颜色 | 本文示例中混杂使用不同的符号 |
| 顶面 | U | T | 红 | |
| 前面 | F | 黄 | ||
| 右面 | R | 蓝 | ||
| 后面 | B | P | 白 | |
| 左面 | L | 绿 | ||
| 下面 | D | B | 橙 | |
| 顺时针转90度（后缀） | 用省略表示 | +，1 | ||
| 转180度（后缀） | 2 | *，/ |
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| 逆时针转90度（后缀） | ' | -，3 | ||
| 第二层即中间层（前缀） | M | V | ||
| 两层同时（前缀） | T | u,f,r,b,l,d | ||
| 整个魔方（前缀） | C | x,y,z | ||
| 本文说的摆魔方，就是指整体转动魔方。 | 魔方简史：魔方（RUBIK'S CUBE）是由匈牙利的厄尔诺·鲁毕克在1979年设计的。他是一个建筑学家，在布达佩斯执教。同时日本的石毛也独立完成了这个设计。两人都取得专利。设计魔方的目的在于帮助人们更好的理解三维空间里的各种运动。 | 本文命令中用大括号括起的部分指在有些情况可以省略，不省略也可以只是多转了几次。 用小括号括起的部分指对称面的同方向转动。 |
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| 本文采用了国际规定的标准配色魔方。当魔方摆定后就能确定什么颜色是顶面，什么颜色是前面。魔方复原过程中经常需要重新摆放魔方。 | 揭去表面颜色的魔方 | 魔方有21个部件组成，六面中心小块由三维的十字连接轴组成一个整体，只能整体摆放。其余二十小块嵌入四周。不过中心小块在十字连接轴上可以旋转，如果中心小块上有不对称的图案，那每块中心小块都有4种可能性。标准魔方是不考虑有图案的。 | 你可以点击单步执行，连续执行等按钮，观察已经预定的一串命令的执行过程。 | |
| 请注意本文图例中读者看到的蓝色面其实是右面。图例用Lars Petrus提供的共享工具画的。是JAVA小程序。 | 预定的一串命令 | U1F1R1B1L1D1 U2F2R2B2L2D2 D2L2B2R2F2U2 D3L3B3R3F3U3 | 其中黑色的是角块，角块三面向外，共有8块。魔方摆定后顶面上的四个角是上角块。底面上的四个角是下角块。 | 其中灰色的是边块，边块二面向外，共有12块。魔方摆定后顶面上的四个是上边块。底面上的四个是下边块，中间四个是中边块，。 |
| 魔方有六个面，可以绕着各自的中心小块转动。当每一个面上的各小块颜色一致时就叫魔方被复原了。就是要求每一小块向外的几面颜色都与中心小块颜色一致。 | 已复原的魔方 | 当魔方摆定后，就可以用各面的字母来描述一个小块所在的位置。也可以用一个小块各面的颜色对应面的字母来描述一个小块的名称。两者的意义截然不同，请注意体会。本文中是用字母描述位置的。角块位置可以用三个字母描述，边块可以用两个字母描述。字母的次序不同能描述同一位置，本文中把小块上需要特别关注的那个颜色所在的面的字母放在位置描述的第一个字母。 | 玩家自由控制： 请按住Ctrl同时用鼠标点击魔方的一个面，就能使魔方的那一面逆时针转动90度。 请按住Shift同时用鼠标点击魔方的一个面，就能使魔方的那一面顺时针转动90度。 用鼠标拖动魔方，可以看到立体魔方的各个部分。 |
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| 一个小块如果在复原魔方时应该在的位置，称为位置正确。 | 如果此时颜色不一致，称为色向错误；如果颜色一致，称为色向正确。 | 角块有三种色向可能性，边块有两种色向可能性。位置和色向都正确时，该小块就复原了。已经复原的小块在复原过程中有时需要被暂时破坏。事实上在位置错误时，有时也需要研究色向是否正确。 | 转动一面时中心小块不会变化。只改变该面联系的四个角块和四个边块。 | |
| 本文图例中的魔方并不总是涂满颜色。用彩色表示已经复原的部分，或即将复原的部分；用黑色表示当前需要关注的小块；用灰色表示其它杂乱的小块，在当前阶段不需要关注。请注意图例中的颜色主要为了说明各面，而不是说明玩家手中的魔方。 | 复原魔方的例子，用两阶段配对法（The Two-Phase-Algorithm）。计算机采用的算法。 | 复原魔方有各种方法，如拆开后，按次序组装。或者用特定的方法，旋转一些面后，使魔方复原。 | 由于通过正常的旋转，如果各小块位置不变，不可能只改变一个小块的色向等等。所以随机组装的魔方只有1/12的概率能复原。 |
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| 复原魔方的思路 | 计算机可以综合性的考虑。人只能分阶段考虑，把魔方各小块分成几组，每次考虑一个组的情况，甚至只考虑组中某一块的情况。即把处理复杂的大问题分解为处理多个较简单的小问题。 | 摆定中心十字连接轴后，魔方各块共有 8!*12!/2*(3^7)*(2^11) = 43252003274489856000 种合法（能复原）的排列方式(20位)。8个角块位置有8！种装法；12个边块位置有12！种装法；但是角块或边块一起考虑后，最后两块不能独立摆放，所以除以2。每块角块有3种色向，最后一块必须符合前7块的方向，所以是3^7；每块边块有2种色向，最后一块必须符合前11块的方向，所以是2^11。 |
每一阶段都要比上一阶段，更接近复原结果。在每阶段内可以暂时破坏上一阶段的成果，但是在本阶段完成后，必须恢复。如果发生意外失误，那就要从新开始复原过程。魔方分组的方法各式各样，每一阶段分别找到恰当的方法，就能复原魔方。 | 复原方法的好坏，主要看转动次数，需要记忆的命令多少。最终反映在复原魔方需要的时间上。适合初学者的方法，应该转错了损坏较小，灵活判断较少，所以转数多，本文不介绍。初级方法自顶向下，让玩家看见的是已复原的部分，就不容易转错了，但是找到需要的小块要翻转魔方才能看见，比较慢。高级方法自下向上，看见的都是凌乱的小块，已复原的小块心中有数，就找得快。 |
| 以下介绍魔方的三种复原方法。 | ||||
| Adam's Rubiks Cube Solution | 八角法 | 适合中级，初级玩家 | 八角法第二部分 | |
| Solving Rubik's Cube for speed | 高速法 | 适合高级玩家 | ||
| Fridrich method | 快速法 | 适合高级玩家 | ||
| 魔方复原的补充：中心小块 | 顶面中心旋转180度 | 顶、底面中心各旋转180度 | F面中心转90度;R面中心逆时针转90度 | 左边的方法是通用方法，请理解后举一反三。 |
| 有些发展后的魔方各面有图案，或有数字或字母，也就是要求复原后中心小块与四周小块对起来（根据魔方的特点四周各块一定符合原来的图案）。所以要复原这样的魔方，先用我介绍的方法完成后，再执行以下的步骤，完成中心小块的复原。 | 首先找到两个面的中央小块色向互补(即要旋转的度数之和为360度)，然后把要处理的两个面一个摆在F面，另一个摆在侧面(R,P,L)。根据F面中心小块需要旋转度数，执行 (L3R1)F?(L1R3) (“?”可以是123 ) 然后把U面D面同时转到另一个侧面，然后把另一面摆成F面，执行 (L3R1) F(4-?) (L1R3) ,即修复刚才破坏的小块。最后恢复U面D面。 | |||
| 本阶段，如果在复原过程中考虑也可以，但是通常所指的复原魔方应该不包括这个阶段。 | U1R1L1U2R3L3 U1R1L1U2R3L3 | F2(R2L2)B2D2 F2(R2L2)B2U2 | (L3R1)F1(L1R3)U3D1 (F3B1)R3(F1B3)U1D3 | 这个方法还可以扩展到连续处理3面或4面。当然在最后一个面必须要恢复被破坏的小块。如果最后一面中心小块色向不对，接下去可以把这面和顶面，底面一起考虑。 |
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