文档介绍：魔方,Rubik's Cube 又叫魔术方块,也称鲁比克方块。是匈牙利布达佩斯建筑学院厄尔诺·鲁比克教授在1974年发明的。魔方系由富于弹性的硬塑料制成的6面正方体。魔方与中国人发明的“华容道”,法国人发明的“独立钻石”一块被称为智力游戏界的三大不可思议。而魔方受欢迎的程度更是智力游戏界的奇迹。
一般情况下,我们说魔方是指三阶魔方。
要还原三阶魔方,我们需要知道还原魔方的基本思想方法。很多人认为还原魔方是以面为单位还原,还原一个面后,再去还原第二个面,当第二个面还原后,第一个面已经面目全非了,所以,这种方法是不可行的。其实还原魔方我们需要以层为单位还原,以层为单位还原魔方的这种入门级方法,我们就称之为层先法。在这之前,我们先来研究一下魔方结构和一些基本的魔方代码。
三阶魔方
有8个角块(每个角块有三个颜色)
12个棱块(每个棱块有两个颜色)
4个中心块(每个中心快只有一个颜色)
6个面
需要注意的是:角块只在角块位置上移动,角块不会移动到棱块位置上,同样的棱块不可能移动到角块位置上。不管我们怎么拧魔方,中心块是不会移动的,这里的不会移动的意思是中心块相对其他所有的中心块相对位置是不动的。
 
6个面的编码如下:
前:F(front)
后:B(behind)
左:L(left)
右:R(right)
上:U(up)
下:D(down)
这8个面的代码,就构成了我们的魔方公式。
为了记录下复原、转乱的过程或公式的步骤,会用Singmaster符号来书写(由David Singmaster发明)。书写方式如下:
F、B、L、R、U、D分别代表前、后、左、右、上、下层。若是顺时钟旋转,则直接写上符号;若是逆时钟旋转,则在符号后加上“' ”或是“ i ”;若是旋转半圈,则在符号后加上“ 2 ”或是“²”。若要更加详细纪录整个过程,还会使用以下符号:
x、y、z分别代表将整个魔方做R、U、F,因为在速解魔方的时候,并不会总是将一个面朝向自己。 f、b、l、r、u、d分别代表前、后、左、右、上、下两层,代表连中间层一起转。 M、E、S代表旋转中间层,相当于l'L、d'D、f' F。
比如U :代表上层顺时针旋转90度
U’:代表上层逆时针旋转90度
R :代表右边顺时针旋转90度
R’:代表右边逆时针旋转90度
U 2 :代表上层顺时针旋转180度
以此类推。
       
在魔方还原之前,我们需要对魔方的各个面的颜色进行必要的记忆,也就是一个小小的定位。
第一步:还原底面。
以白色的面为例。
    
1.     还原棱块。
这里我们需要记住颜色的分布,以白色为顶,前边是红色,右边边是蓝色,后边是橙色,左边是绿色,先把四个棱块还原到相应的位置。如图(1-1)
图(1-1)
2.    还原角块。
角块还原的基本情况有两种:
图(1-2)【 R’D’R 】
    
图(1-3)【 F D F’】
第一种情况如图(1-2)所示,对应的公式:R’D’R
第二种情况如图(1-3)所示,对应的公式:F  D  F’
除了这两种情况,还有比较特殊的情况
图(1-4)【 R’D R 】
图(1-5)【 F D’F’】
图(1-6)【 R’D R D2 】
对如这三种情况,我们要做的是把它们变换到图(1-2)和(1-3)这两个基本的情况,然后再进行角块复原。
图(1-4)对应的公式:R’D R
图(1-5)对应的公式:F D’F’
图(1-6)对应的公式:R’D R D2
依次还原所有的角块就出现了传说中的“ T ”字
第二步:还原第二层。
                
                 首先把完成的白色放到底面。则现在如图,蓝色面为前即(F)。
还原第二层的时候,会出现两种基本情况:
图(2-1)【 F U F U F U’F’U’F’】
图(2-2)【 U’F’U F U R U’R’】
图(2-1)对应的公式为1:F U F U F U’F’U’F’
图(2-2)对应的公式为2:U’F’U F U R U’R’
若箭头所指的位置为红绿棱块,或者绿橙棱块,或蓝橙棱块,或蓝红棱块(颜色不对),则使用公式1或2均可使这些棱块移动到顶层。