Алгоритмы

В Сильвертауне есть N районов, пронумерованных от 1 до N, и M дорог, пронумерованных от 1 до M. Дорога i ведет из района Ai в район Bi, но вы не можете воспользоваться ею, чтобы попасть из района Bi в район Ai.
Максимус планирует прогулки по районам города. Он начинает в некотором районе, проходит по нулю или более дорог и заканчивает в некотором районе.
Сколько пар районов могут быть отправной и конечной точкой прогулки Максимуса?
Мы различаем пары с одинаковым набором районов, расположенных в разном порядке.


Формат входных данных
Первая строка содержит два целых числа N и M. Далее идет M строк, в каждой из которых записано по 2 числа: Ai и Bi.

Ограничения 

• 2 ≤ N ≤ 2000
• 0 ≤ M ≤ min(2000, N*(N-1)
• 1 ≤ Ai, Bi ≤ N
• Ai не равно Bi.
• Пары (Ai,Bi) уникальны.
• Все значения во входных данных целые числа.

Формат выходных данных
Выведите ответ на задачу.


Примечание
В первом тестовом примере  есть семь пар районов, которые могут быть отправной точкой и пунктом назначения  (1,1),(1,2),(1,3),(2,2),(2,3),(3,2),(3,3)

В Сильвертауне  есть N районов с номерами от 1 до N и M дорог с номерами от 1 до M. Используя дорогу i, вы можете добраться из района Ai в район Bi или наоборот за один час.
Сколько существует путей, по которым можно добраться из района 1 в район N как можно быстрее?
Поскольку число может быть огромным, выведите его по модулю 109+7

Формат входных данных
Первая строка содержит два целых числа N и M. Далее идет M строк, в каждой из которых записано по 2 числа: Ai и Bi.

Ограничения 

• 2 ≤ N ≤ 2×105
• 0 ≤ M ≤ 2×105
• 1 ≤ Ai < Bi ≤ N
• Пары (Ai,Bi) уникальны.
• Все значения во входных данных целые числа.

Формат выходных данных
Выведите ответ на задачу.

Вы - руководитель команды по разработке программных продуктов. В настоящее время вместе с командой занимаетесь выпуском нового релиза. К сожалению, последний релиз не прошел проверку качества. Поскольку каждый следующий релиз разрабатывается на основе предыдущих, все версии следующие за неудачной, также неуданы.

Вы уже выпустили n версий [1, 2, ..., n] и забыли проверить на качество все, кроме последней. Теперь, вы хотите найти первую плохую версию, которая приводит к тому, что все последующие становятся плохими. 

Руководитель отдела качества очень хорошо к вам относится и написал для вас функцию isBadVersion(version), которая определяет является ли версия резила плохой (возвращает True, если версия плохая, и False если хорошая).

Теперь вам необходимо реализовать функцию для поиска первой плохой версии. Вы должны как можно быстрее определить с какой версии пошел плохой релиз, поэтому количество использования функции isBadVersion(version) должно быть минимальным.
Ваша функция должна вернуть номер первого плохого релиза.

В городе Лост-Хевен произошла серия загадочных преступлений. Жители напуганы и не знают, кому можно доверять. Местный Шериф позвал на помощь знаменитого детектива Нормана, чтобы тот помог ему найти главаря мафии. 
Норман принялся за дело и опросил всех жителей города. В итоге он теперь знает, кто кого боится. 
Норман знает, что главным подозреваемым будет тот житель города, который удовлетворяет следующим условиям:
1) Подозреваемый никого не боится.
2) Все остальные жители боятся подозреваемого. 
3) Существует ровно один такой человек, который удовлетворяет первым двум условиям.
Вы - программист, который помогает Норману. Норман дал вам информацию в виде списка, кто кого боится.  Помогите Норману определить главного подозреваемого. 

Формат входных данных
В первой строке записано натуральное число N - количество жителей города Лост-Хевен (1 <= N <= 1000). Во второй строке содержится неотрицательное число K (0 <= K <= 104) - количество записей сделанных Норманом после опроса всех жителей города. В следующих K строках записано по два числа (ai, bi) - обозначающие то, что i-й житель a боится жителя b (1 <= ai, bi <= n, ai не равно bi, каждая пара (ai, bi) уникальна).

Формат выходных данных
Выведите номер подозреваемого. Если выявить подозреваемого не представляется возможным, то в ответе укажите число -1.

Дана строка s и символ с, который встречается в s. Для каждого символа из строки s, определите расстояние до ближайшего символа с.
Расстояние между двумя индексами i и j равно abs(i - j), где abs - функция вычисления модуля числа.


Формат входных данных
В первой строке записана непустая строка s, состоящая из маленьких английских букв (длина строки не превышает 104). Во второй строке записан символ c. Гарантируется, что в строке s содержится как минимум один символ c.

Формат выходных данных
Выведите в одной строке через пробел n чисел ai. Число ai - расстояние от символа с индексом i до ближайшего символа c (n равно длине строки s, 0 <= i < n). Числа выводить в порядке следоваения букв в исходной строке.  

Напишите программу, которая переставляет столбцы матрицы так, чтобы при их просмотре слева направо минимальные значения в каждом столбце образовали неубывающую последовательность В случае равенства минимальных значений в двух столбцах, столбцы должны следовать в том же порядке, что и в исходной матрице.
 
Формат входных данных
В первой строке записаны два числа N и M - количество строк и столбцов матрицы соответственно (1 <= N, M <= 50 ). В следующих N строках записаны строки матрицы, в каждой – по M натуральных чисел, разделённых пробелами. 
 
Формат выходных данных
Программа должна вывести получившуюся матрицу.
 

Напишите программу, которая переставляет столбцы матрицы так, чтобы при их просмотре слева направо сумма последних цифр всех элементов в каждом столбце образовали невозрастающую последовательность. В случае равенства сумм последних цифр всех элементов в двух столбцах, столбцы должны следовать в порядке невозрастания суммы минимального и максимального элементов столбца.

Формат входных данных
В первой строке записаны два числа N и M - количество строк и столбцов матрицы соответственно (1 <= N, M <= 50 ). В следующих N строках записаны строки матрицы, в каждой – по M чисел, разделённых пробелами (каждое значение не превышает по модулю 1000). 
 
Формат выходных данных
Программа должна вывести получившуюся матрицу.
 

Напишите программу, которая переставляет столбцы матрицы так, чтобы при их просмотре слева направо минимальные значения в каждом столбце образовали невозрастающую последовательность В случае равенства минимальных значений в двух столбцах, столбцы должны следовать в том же порядке, что и в исходной матрице.
 
Формат входных данных
В первой строке записаны два числа N и M - количество строк и столбцов матрицы соответственно (1 <= N, M <= 50 ). В следующих N строках записаны строки матрицы, в каждой – по M натуральных чисел, разделённых пробелами. 
 
Формат выходных данных
Программа должна вывести получившуюся матрицу.
 

Напишите программу, которая переставляет строки матрицы так, чтобы при их просмотре сверху вниз минимальные значения в каждой строке образовали неубывающую последовательность. В случае равенства минимальныъ значений в двух строках, строки должны следовать в том же порядке, что и в исходной матрице.
 
Формат входных данных
В первой строке записаны два числа N и M - количество строк и столбцов матрицы соответственно (1 <= N, M <= 50 ). В следующих N строках записаны строки матрицы, в каждой – по M натуральных чисел, разделённых пробелами. 
 
Формат выходных данных
Программа должна вывести получившуюся матрицу.
 

Дана последовательность из N чисел. Известно, что сумма всех чисел последовательности не превышает 10⁹. Рассматриваются все её непрерывные подпоследовательности, в которых количество положительных чисел кратно K = 11. Найдите наибольшую сумму такой подпоследовательности. 

Формат входных данных
В первой строке записано натуральное число N - количество чисел (1 <= N <= 1 000 000). Каждая из следующих N строк содержит одно число, не превышающее по модулю 1 000.

Формат выходных данных
Выведите одно число - ответ на задачу.

Бинарное дерево — это набор вершин, у каждой из которых может быть левый и правый ребёнок. Одна из вершин является корнем дерева, она не является ребёнком какой-то другой. Начав в корне и каждый раз переходя в одного из детей, можно дойти до любой вершины. Множество вершин, до которых можно дойти из заданной, называется её поддеревом.

У бинарного дерева есть три основных обхода: прямой (pre-order), центрированный (in-order) и обратный (post-order).

Прямой обход дерева — это порядок его вершин, полученный следующим рекурсивным алгоритмом:

1. Добавить корень дерева в обход.

2. Если у корня есть левый ребёнок, выписать прямой обход его поддерева.

3. Если у корня есть правый ребёнок, выписать прямой обход его поддерева.

В центрированном обходе корень дерева выписывается между обходами поддеревьев его детей, в обратном — после обходов поддеревьев его детей.

Обобщим эти три варианта обхода: пусть в каждой вершине записано целое число \(x\) от \(-1\) до \(1\), обозначающее, в какой момент мы выписываем эту вершину, а именно:

• \(x = -1\): до обходов поддеревьев её детей;

• \(x = 0\): между обходами поддеревьев её детей;

• \(x = 1\): после обходов поддеревьев её детей.

Таким образом, если во всех вершинах записано \(-1\), обход является прямым, если \(0\) — центрированным, если \(1\) — обратным.

Рассмотрим дерево с \(n\) вершинами, пронумерованных от \(1\) до \(n\). Корень дерева — вершина \(1\). Изначально во всех вершинах записано число \(-1\).

В рамках исследования необходимо обработать \(q\) запросов одного из следующих типов:

1. Поменять числа в вершинах \(l, l+1, \dots, r\) на \(x\) (\(x\) равен \(-1\), \(0\) или \(1\)).

2. Сообщить, на какой позиции в текущем обходе будет стоять вершина \(i\).

Необходимо вывести ответы на все запросы второго типа.

В первой строке входных данных даны два целых числа \(n\) и \(q\) (\(1 \le n, q \le 100\,000\)).

В следующих \(n\) строках даны по два целых числа \(L_i\) и \(R_i\) (\(0 \le L_i, R_i \le n\)) — номер левого и правого ребёнка вершины \(i\) соответственно, либо \(0\), если соответствующий ребёнок отсутствует.

Гарантируется, что \(L_i\) и \(R_i\) задают корректное бинарное дерево.

Формат входных данных
В следующих \(q\) строках даны запросы. Первое число в строке \(t\) (\(t \in \{1, 2\}\)) — тип запроса.

В случае запроса первого типа далее даны целые числа \(l\), \(r\) и \(x\) (\(1 \le l \le r \le n\), \(x\) равен \(-1\), \(0\) или \(1\)) — границы отрезка вершин, в которых меняются числа, и новое значение.

В случае запроса второго типа далее дано число \(i\) (\(1 \le i \le n\)) — номер вершины, позицию которой в обходе необходимо вывести.

Формат выходных данных
На каждый запрос второго типа выведите единственное число от \(1\) до \(n\) — позицию соответствующей вершины в обходе.

Пусть \(q_1\) — количество запросов первого типа.

• \([1, 3, 5, 2, 4]\)

• \([5, 2, 3, 4, 1]\)

• \([5, 3, 2, 4, 1]\)

На день рождения Маше как обычно подарили массив \(a\) из \(n\) натуральных чисел, в котором каждое число находится в пределах от \(1\) до \(m\) включительно. Маша очень любит число три, поэтому длина массива делится на три.

Маша решила объединять числа в тройки: каждая тройка чисел должна состоять или из трех одинаковых чисел, или из трех последовательных чисел. Другими словами, каждая тройка имеет или вид \((x, x, x)\), или \((x, x+1, x+2)\), где \(x\) — какое-то натуральное число.

Маша хочет поиграть с подаренным массивом, и ее интересует количество способов разбить числа этого массива на такие тройки. Два способа разбиения считаются различными, если нельзя установить взаимно-однозначное соответствие между тройками первого разбиения и тройками второго разбиения, что числа внутри соответствующих троек равны. Так как количество разбиений может быть большим, Маше достаточно знать его остаток по модулю \(10^9+7\).

Помогите Маше посчитать количество способов разбить числа подаренного ей массива на тройки по модулю \(10^9+7\).

Формат входных данных
Первая строка входных данных содержит два целых числа \(n\) и \(m\) (\(1 \le n \le 5000\), \(1 \le m \le 5000\), \(n=3\cdot k\) для какого-то натурального \(k\)).

Вторая строка содержит \(n\) целых чисел \(a_i\) — числа массива (\(1 \le a_i \le m\)).

Формат выходных данных
В единственной строке одно число — количество способов разбить числа массива на тройки по модулю \(10^9+7\).

В первом примере числа можно разбить на тройки двумя способами: {\((2, 2, 2)\), \((3, 3, 3)\), \((4, 4, 4)\)} и {\((2, 3, 4)\), \((2, 3, 4)\), \((2, 3, 4)\)}.

В биологической лаборатории проводят эксперимент. В начале у ученых есть \(n\) замороженных бактерий, пронумерованных от \(1\) до \(n\).

Согласно плану эксперимента замороженная бактерия с номером \(i\) попадёт в чашку Петри через \(a_i\) секунд после начала эксперимента. Если таких бактерий несколько, они все попадают туда одновременно.

Как только замороженная бактерия оказывается в чашке Петри, она размораживается и начинает созревать. Созревание бактерии с номером \(i\) занимает \(t_i\) секунд. Как только бактерия созрела, она начинает размножаться: немедлено превращается в две созревшие бактерии, и затем каждая созревшая бактерия в конце каждой секунды снова делится на две созревшие бактерии.

Размером колонии называется общее количество бактерий в чашке Петри. Цель эксперимента — определить, через сколько секунд размер колонии будет в точности равен \(m\).

Помогите ученым определить искомое число секунд или выясните, что размер колонии никогда не будет в точности равен \(m\).

Формат входных данных
В первой строке даны целые числа \(n\), \(m\) (\(1 \le n \le 2 \cdot 10^5\), \(1 \le m \le 10^{9}\)) — количество замороженных бактерий и желаемый размер колонии.

Во второй строке даны \(n\) целых чисел \(a_1, a_2, \ldots, a_n\) (\(1 \le a_i \le 10^{9}\)) — времена перемещения замороженных бактерий в чашку Петри.

В третьей строке даны \(n\) целых чисел \(t_1, t_2, \ldots, t_n\) (\(1 \le t_i \le 10^{9}\)) — продолжительность созревания замороженных бактерий.

Формат выходных данных
Если размер колонии никогда не будет равен \(m\), выведите \(-1\).

В противном случае выведите число секунд после начала эксперимента, через которое размер колонии будет в точности равен \(m\).

Рассмотрим, как развивается эксперимент в первом примере.

Время	Бактерия 1	Бактерия 2	Бактерия 3	Бактерия 4	Всего
0	заморожена	заморожена	заморожена	заморожена	0
1	заморожена	заморожена	в чашке Петри, созревает	заморожена	1
2	заморожена	заморожена	в чашке Петри, созревает	заморожена	1
3	в чашке Петри, созревает	заморожена	в чашке Петри, созрела, 2 бактерии	заморожена	3
4	в чашке Петри, созревает	заморожена	в чашке Петри, созрела, 4 бактерии	заморожена	5
5	в чашке Петри, созрела, 2 бактерии	в чашке Петри, созревает	в чашке Петри, созрела, 8 бактерий	заморожена	11

Дан массив \(A = [a_1, a_2, \ldots, a_n]\), содержащий \(n\) натуральных чисел.

Требуется раскрасить элементы массива в два цвета таким образом, чтобы не существовало двух элементов \(x\) и \(y\) одного цвета, таких что \(x\) нацело делился на \(y\) и выполнялось равенство \(\frac{x}{y} = p\), где \(p\) — простое число. Гарантируется, что такая раскраска существует.

Напомним, что целое число \(p > 1\) называется простым, если оно имеет ровно два делителя: \(1\) и \(p\).

Формат входных данных
Первая строка содержит одно целое число \(n\) (\(1 \le n \le 100\,000\)) — количество элементов в массиве.

Вторая строка содержит \(n\) целых чисел \(a_1, a_2, \ldots, a_n\) (\(1 \le a_i \le 10^6\)) — элементы массива.

Формат выходных данных
Выведите описание разбиения массива на два множества в следующем формате.

Выведите \(n\) целых чисел, \(i\)-е из которых равняется \(1\), если элемент \(a_i\) надо раскрасить в первый цвет и \(2\), если элемент \(a_i\) надо раскрасить во второй цвет.

Если существует несколько подходящих раскрасок, вы можете вывести любую из них.

В первом примере есть два элемента первого цвета: \(2\) и \(3\), и два элемента второго цвета: \(1\) и \(4\). Элементы первого цвета не делятся нацело друг на друга. \(4\) нацело делится на \(1\), но их отношение не является простым числом.

Дана таблица \(A\) из \(h\) строк и \(w\) столбцов, в каждой ячейке которой записано целое число. Строки пронумерованы от \(1\) до \(h\) сверху вниз, столбцы пронумерованы от \(1\) до \(w\) слева направо.

Разрешается применять к этой таблице следующие операции:

• выбрать столбец таблицы и удалить его (столбцы слева и справа от него становятся соседними);

• выбрать строку таблицы и удалить ее (строки сверху и снизу от нее становятся соседними).

Эти операции разрешается применить произвольное число раз в любом порядке.

Определите, возможно ли при помощи этих операций получить из исходной таблицу с суммой чисел, равной заданному числу \(s\), и если да, то какие операции и в каком порядке необходимо применить.

Формат входных данных

Первая строка ввода содержит числа \(h\) и \(w\) — размеры таблицы (\(1 \leq h, w \leq 15\)).

Каждая из следующих \(h\) строк содержит по \(w\) целых чисел — таблицу \(A\) (\(0 \leq A_{i,j} \leq 10^{9}\)).

В последней строке ввода находится число \(s\) — необходимая сумма (\(1 \leq s \leq 10^{18}\)).

Формат выходных данных
Если получить таблицу с суммой чисел \(s\) из исходной невозможно, выведите строку <<NO>>.

Иначе:

• В первой строке выведите строку <<YES>>.

• Во второй строке выведите единственное число \(k\) — количество операций с таблицей, которые необходимо применить, чтобы получить из неё таблицу с суммой чисел \(s\).

• В каждой из следующих \(k\) строк выведите по два целых числа \(t_{j}, i_{j}\), где \(t_{j} = 1\), если очередная операция производится со строкой, и \(t_{j}=2\), если она производится со столбцом таблицы. Число \(i_{j}\) должно быть равно номеру строки или столбца, соответственно, в исходной нумерации, с которой эта операция производится.

В первом примере изначально дана следующая таблица:

Удалив третьи строку и столбец получим таблицу с суммой чисел \(8\):

Во втором примере можно показать, что разрешенными операциями невозможно получить таблицу с суммой чисел \(5\) из исходной.

В третьем примере изначально дана таблица:

Удалив последние две строки и первый столбец, получим таблицу с суммой чисел \(34\):

Последовательность \([b_1, b_2, \ldots, b_k]\) называется битонической, если выполнены неравенства \(b_1 < b_2 < \ldots < b_i > \ldots > b_k\) для некоторого \(1 \le i \le k\).

Например, последовательности \([1]\), \([1, 2, 3, 2]\), \([1, 4, 10]\), \([3, 2]\) являются битоническими, а последовательности \([1, 1]\), \([2, 1, 3]\) — нет.

Задана последовательность \([a_1, a_2, \ldots, a_n]\). Требуется количество пар \((l, r)\) таких, что \(1 \le l \le r \le n\) и последовательность \([a_l, a_{l+1}, \ldots, a_r]\) является битонической.

Формат входных данных
Первая строка ввода содержит число \(n\) (\(1 \leq n \leq 300\,000\)).

Вторая строка ввода содержит \(n\) целых чисел: \(a_1, a_2, \ldots, a_n\) (\(1 \leq a_i \leq n\)).

Формат выходных данных
Выведите одно число — количество пар \((l, r)\), таких, что \(1 \le l \le r \le n\) и последовательность \([a_l, a_{l+1}, \ldots, a_r]\) является битонической.

В первом примере подходят следующие пары:

• \((1, 1)\), последовательность \([1]\)

• \((2, 2)\), последовательность \([1]\)

• \((2, 3)\), последовательность \([1, 2]\)

• \((2, 4)\), последовательность \([1, 2, 3]\)

• \((2, 5)\), последовательность \([1, 2, 3, 1]\)

• \((3, 3)\), последовательность \([2]\)

• \((3, 4)\), последовательность \([2, 3]\)

• \((3, 5)\), последовательность \([2, 3, 1]\)

• \((4, 4)\), последовательность \([3]\)

• \((4, 5)\), последовательность \([3, 1]\)

• \((5, 5)\), последовательность \([1]\)

Задан массив натуральных чисел \(A = [a_1, a_2, \ldots, a_n]\). Отрезком массива \(A\) с \(l\) по \(r\) будем называть массив \([a_l, a_{l+1}, \ldots, a_r]\).

Для заданного массива \(A\) и числа \(k\) требуется найти количество пар \((l, r)\), таких что \(l \le r\) и сумма чисел на отрезке массива \(A\) с \(l\) по \(r\) делится на \(k\) без остатка.

На первой строке ввода заданы целые числа \(n\) "— число элементов массива \(A\) и \(k\) (\(1 \le n \le 200\,000\), \(2 \le k \le 10^9\)).

На второй строке заданы целые числа \(a_1, a_2, \ldots, a_n\) — элементы массива \(A\) (\(1 \le a_i \le 10^9\)).

Выведите одно число: количество пар \((l, r)\), таких что \(l \le r\), и сумма чисел на отрезке массива \(A\) с \(l\) по \(r\) делится на \(k\) без остатка.

В примере подходят следующие отрезки:

• \(l = 1\), \(r = 3\), отрезок \([1, 2, 3]\)

• \(l = 1\), \(r = 4\), отрезок \([1, 2, 3, 4]\)

• \(l = 2\), \(r = 2\), отрезок \([2]\)

• \(l = 2\), \(r = 5\), отрезок \([2, 3, 4, 5]\)

• \(l = 3\), \(r = 5\), отрезок \([3, 4, 5]\)

• \(l = 4\), \(r = 4\), отрезок \([4]\)

Камила и Динара играют в <<Wordle>>. Камила загадала слово длины \(n\), состоящее из различных латинских букв. Динара сделала одну попытку угадать и назвала слово длины \(n\), также состоящее из различных латинских букв. Камила раскрасила буквы в догадке Динары в соответствии со следующими правилами:

• Буква, совпадающая с буквой в загаданном слове, красится в зеленый цвет и обозначается G.

• Буква, которая присутствует в загаданном слове, но стоит не своей позиции, красится в жёлтый цвет и обозначается Y.

• Буква, отсутствующая в загаданном слове, красится в белый цвет и обозначается W.

Например, если было загадано слово ALERT, а догадка была ALONE, то буквы будут раскрашены в цвета GGWWY. Первые две буквы в словах совпадают, поэтому они зеленые. Буква E есть в загаданном слове, но находится на другой позиции, поэтому она жёлтая. Остальные буквы белые, так как их нет в загаданном слове.

Проснувшись следующим утром, Динара увидела, что буквы в ее слове не разобрать, так как они закрашены гуашью. Динара поняла, что забыла свою догадку. Помогите ей и определите, существует ли слово из различных букв, которое было бы раскрашено таким образом, и если существует, выведите любое такое слово.

В первой строке вводится одно целое число \(n\) \((1 \le n \le 10)\) — длина загаданного слова.

Во второй строке вводится строка длины \(n\), состоящая из заглавных латинских букв — загаданное слово. Гарантируется, что все буквы в нем различны.

В третьей строке вводится строка длины \(n\), состоящая из букв G, Y, W — цвета, в которые были раскрашены буквы в слове Динары.

Если подходящих слов не существует, выведите No.

Если хотя бы одно подходящее слово существует, в первой строке выведите Yes, во второй  — любое подходящее слово.

Разберем первый пример из условия.

Буквы H и G не встречаются в загаданном слове, поэтому они белые.

Буквы E и B встречаются, но на других позициях, поэтому они жёлтые

Буквы C и D совпадают с буквами на соответствующих позициях в загаданном слове, поэтому они зелёные.

Есть и другие ответы, любой правильный ответ будет зачтен.

Обратите внимание, что строка HECDBH не является ответом, так как в ней есть совпадающие буквы.

 

Участникам, использующим язык Python3, рекомендуется отправлять решения на проверку с использованием интерпретатора PyPy3.

Маленький пират Серёжа скачал игру с разными видами головоломок. Среди них ему понравилась лишь одна, самая сложная.

Головоломка представляет из себя таблицу из \(n\) строк и \(m\) столбцов, в ячейках которой записаны числа от \(1\) до \(n \cdot m\) по одному разу.

Чтобы собрать головоломку, нужно выбрать последовательность клеток таблицы, в которой любые две подряд идущие клетки соседние по стороне в таблице. Последовательность может иметь произвольную длину, и каждая клетка может встречаться в последовательности произвольное число раз. Для клетки со значением \(i\) рассмотрим позицию \(t_i\) — позицию первого вхождения клетки с таким значением в последовательность. Последовательность решит головоломку, если каждая клетка таблицы встречается в ней, и \(t_1 < t_2 < \dots < t_{nm}\). Другими словами, последовательность должна в первый раз посетить клетку со значением \(x\) до клетки со значением \(x + 1\) для всех \(x\).

Назовем головоломку решаемой, если для нее существует хотя бы одна подходящая последовательность.

Серёжа понял, что не любая головоломка решаемая, так как подходящей последовательности может не существовать. Ему стало интересно, можно ли немного изменить головоломку, чтобы ее можно было решить. На это Серёже не хватило таланта, поэтому ему нужна ваша помощь.

За одно действие Сережа может выбрать две произвольных клетки (не обязательно соседние по стороне) и поменять числа, записанные в них. Он хотел бы знать минимальное число действий, которое потребуется, чтобы головоломка стала решаемой, но очень нетерпелив. Поэтому найдите, равняется ли минимальное число действий \(0\), \(1\), или же не менее \(2\). В случае, когда потребуется ровно \(1\) действие, найдите также количество подходящих пар клеток для обмена чисел.

Формат входных данных
В первой строке вводятся два целых положительных числа \(n, m\) (\(1 \leq n \cdot m \leq 400\,000\)) — длины сторон таблицы.

В каждой из следующих \(n\) строках вводятся \(m\) целых чисел \(a_{i1}, a_{i2}, \dots, a_{im}\) (\(1 \le a_{ij} \le n \cdot m\)).

Гарантируется, что каждое число от \(1\) до \(n \cdot m\) встречается ровно один раз.

Формат выходных данных
Пусть \(a\) — минимальное число действий, после которых головоломка станет решаемой.

Если \(a = 0\), выведите \(0\).

Если \(a = 1\), выведите \(1\), а также количество подходящих пар клеток.

Если \(a \ge 2\), выведите \(2\).

В первом примере из условия последовательность клеток \((1, 2), (1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 3), (3, 3)\), \((2, 3), (1, 3), (1, 2), (1, 1), (2, 1), (2, 2), (3, 2), (3, 1)\) решает головоломку, поэтому ответ \(0\).

Головоломка во втором примере из условия не решается, но будет решаться после любого из трех обменов клеток со значениями \((1, 5), (1, 6), (2, 6)\).

В третьем примере из условия потребуется не менее двух обменов, поэтому ответ равен \(2\).