Игра «Морской бой» против компьютера — это программа, которая позволяет пользователю играть в «Морской бой» с компьютером.
Общие сведения об игре «Морской бой»
Игра «Морской бой» является широко известной и популярной игрой. Фактически любой пользователь в какой-либо из периодов своей жизни играл в эту игру. С приходом компьютеров в повседневную жизнь практически каждого человека и появлением новых обучающих и развивающих программных продуктов снова появился интерес к этой игре. Если сделать запрос при помощи любой поисковой системы о поиске этой игры в сети Интернет, то поисковая машина может выдать несколько тысяч ссылок.
Но далеко не все знают о том, что данная игра обладает серьезным научным и практическим приложением, и для ее анализа могут использоваться современные математические и компьютерные методы. Примером такого приложения может служить проблема эффективного поиска записей в больших базах данных, которые обладают сложной многоуровневой структурой.
Напомним некоторые основные правила классического варианта игры. Первый игрок, игрок «А», должен расставить свои корабли на квадратном игровом поле из n клеток (как правило, это поле десять на десять клеток). Корабли подразделяются на следующие классы:
- Класс одноклеточных кораблей.
- Класс двух клеточных кораблей.
- Класс трех клеточных кораблей.
- Класс четырех клеточных кораблей.
А игрок «В» на своем поле должен расставить свои корабли. Следует отметить, что корабли не должны касаться друг друга. Игра заключается в том, что игроки по очереди должны называть координаты клеток, в которых, по их мнению, могут располагаться корабли противника. То есть, условно говоря, они выполняют выстрел по выбранной клетке. О попадании или промахе игрок должен узнать после выстрела. Игра должна продолжаться до тех пор, пока у одного из игроков не будут «потоплены» все корабли.
На первый взгляд, эта игра обладает сугубо вероятностным характером, поскольку игроки «стреляют», не зная истинного местоположения кораблей противника. Но после приобретения некоторого опыта игры, можно увидеть, что есть стратегии расположения кораблей, которые способны уменьшить вероятность попадания в последний одноклеточный корабль. К примеру, существует вариант такого расположения всего флота, при котором он занимает минимальное место на игровом поле, а один или два корабля можно расположить на оставшемся пространстве, как показано на рисунке ниже.
Рисунок 1. Игра «Морской бой». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Поиск кораблей также может проводиться по определенной системе, которая может позволить наиболее быстро обнаруживать в начале игры многоклеточные корабли, а далее на оставшемся поле искать одноклеточные корабли.
Игра «Морской бой» против компьютера
Задача состоит в формировании алгоритма, по которому компьютер будет способен играть в «Морской бой» с наивысшим уровнем качества, и при этом он не должен знать расположение кораблей игрока. Дополнительным и очевидным условием должно быть следующее обстоятельство. При начале каждой новой игры вне зависимости от размещения кораблей игрока компьютер обязан вести игру по-разному, то есть, его ходы не должны быть предсказуемыми.
Участники морского боя должны делать ходы поочередно, при этом, когда один из игроков попадает по кораблю соперника, то он имеет право на следующий ход. Если выполнить поиск цели компьютером в форме отдельной процедуры, то необходимо обучить его запоминать результаты сделанных выстрелов, для того чтобы правильно производить следующий выстрел. Исходя из этих обстоятельств можно сделать вывод, что самым простым и рациональным решением данной проблемы является создание конечного автомата, который будет наиболее точно описывать очередность операций. Следует выделить следующие основные состояния:
- Реализация прострела игровой поляны по случайным координатам до момента попадания по кораблю, а затем выполняется переход во второе состояние.
- Выполнение обстрела вокруг подбитой ячейки поля, для того чтобы определить расположение подбитого корабля (вертикальное или горизонтальное), а далее после очередного попадания выполняется переход в третье состояние.
- Реализация расстрела корабля в найденном направлении до полной его ликвидации, а затем выполняется переход в первое состояние.
Таким образом, вся игра представляет собой цикл из трех основных операций, а именно, это прострел, обстрел и расстрел. Все эти операции должны продолжаться до тех пор, пока у одной из сторон не будут потоплен весь флот.
На этапе прострела компьютер стремится обнаружить один из кораблей противника. Для этого он должен вести стрельбу по произвольным свободным полям игрока. Считается, что значительно более эффективно вначале потопить большие корабли противника, поэтому при выборе координат для стрельбы следует выполнять проверку, что в данной позиции может размещаться наибольший из еще действующих кораблей. Этот процесс необходимо прекратить сразу после попадания в цель.
Введем следующие обозначения:
- Символ «*» обозначает подбитую часть корабля.
- Символ «~» обозначает промах на соответствующей ячейке игрового поля.
В случае, когда у игрока остаются лишь однопалубные корабли, то данным попаданием корабль ликвидирован целиком и его обстрел не имеет смысла. В противном случае следует выполнить переход ко второму состоянию.
На этапе обстрела задача состоит в определении направления расположения обнаруженного корабля. Для этого следует вести обстрел четырех ячеек, если конечно они свободны, которые способны быть продолжением. А когда в какой-то момент будет попадание в еще одну палубу корабля противника, то следует перейти к расстрелу этого корабля, так как определено направление его расположения.
На этапе расстрела задача состоит в полном уничтожении корабля. Для этого необходимо производить выстрелы справа или слева (сверху или снизу) подбитых палуб, пока корабль не будет потоплен, после чего следует вернуться в состояние прострела.
