Данная задача является классической задачей поиска оптимальной стратегии для игры "Речной бой". Нам нужно определить минимальное количество выстрелов, которые нам понадобятся, чтобы гарантированно потопить корабль.
Для начала разберемся, какое количество клеток может занимать корабль. У нас есть полоска длиной n клеток, и корабль занимает k клеток, где k ≤ n. Предположим, что корабль занимает последовательные k клеток на поле.
Мы можем стрелять в любые клетки поля и получать результат: "мимо", "ранен" или "убит".
Давайте рассмотрим несколько ситуаций:
1. Если корабль занимает только одну клетку (k = 1), то нам нужно только один выстрел, чтобы его потопить. Это самый простой случай.
2. Если корабль занимает две клетки (k = 2), то нам нужно минимум два выстрела. Мы можем начать стрелять в произвольные клетки, и если первый выстрел будет "ранен", то мы можем сразу же следующим выстрелом попасть во вторую клетку корабля и потопить его. Однако, если первый выстрел будет "мимо", нам понадобится еще один выстрел, чтобы попасть в корабль и его потопить. Таким образом, минимальное количество выстрелов равно двум.
3. Теперь рассмотрим ситуацию, когда корабль занимает три клетки (k = 3). В этом случае нам потребуется как минимум три выстрела. Мы можем начать стрелять в произвольные клетки, и если первый выстрел будет "ранен", то мы знаем, что корабль занимает соседнюю клетку. Далее, мы можем сосредоточиться на том, чтобы потопить третью клетку. Если первый выстрел будет "мимо", то мы должны продолжить стрелять, пока не попадем в корабль и не определим его положение. Таким образом, минимальное количество выстрелов равно трем.
4. Обобщая предыдущие рассуждения, можно сказать, что минимальное количество выстрелов будет равно k, если корабль занимает k клеток.
Теперь рассмотрим более общий случай, где корабль может занимать произвольное количество клеток (1 ≤ k ≤ n).
Мы можем стрелять в произвольные клетки, и для каждого выстрела получить результат: "мимо", "ранен" или "убит". Нашей целью является потопить корабль за минимальное количество выстрелов.
Если мы стреляем в случайную клетку и получаем результат "мимо", то мы можем исключить эту клетку и продолжить стрелять в оставшиеся (n-1) клеток. Это позволяет нам сократить количество возможных клеток, где может находиться корабль, и следовательно, сократить количество выстрелов.
Однако, мы не можем сразу же гарантировать, что наши выстрелы будут эффективны. Нам нужно стрелять таким образом, чтобы уменьшить пространство поиска и уметь адаптироваться к новой информации, которую мы получаем в результате каждого выстрела.
Для этого мы можем использовать стратегию деления пространства поиска на две части. Мы можем выбрать середину поля и стрелять в эту клетку.
Если результат будет "ранен", то мы знаем, что корабль находится either на левой половине поля или на правой половине поля. Мы можем выбрать середину в соответствующей половине и стрелять снова.
Если результат будет "мимо", то мы узнаем, что корабль не находится в этой половине поля. Мы можем исключить эту половину из дальнейшего рассмотрения и продолжить деление поля на две части.
Мы можем повторять эту стратегию деления до тех пор, пока не найдем корабль. На каждом шаге мы уменьшаем количество возможных клеток, в которых может находиться корабль, в два раза. Таким образом, количество выстрелов будет составлять примерно log2(n) шагов деления.
Таким образом, минимальное количество выстрелов, необходимое для гарантированного потопления корабля, будет примерно log2(n).
Например, если поле состоит из 100 клеток (n = 100), то минимальное количество выстрелов будет примерно log2(100) = 6.
Замечание: Существуют и другие стратегии для решения этой задачи, которые могут иметь разное количество выстрелов в зависимости от специфики ситуации. Описанная выше стратегия является общей и дает оптимальное решение в среднем случае.