графы

Школьники приехали на экскурсию в новый город и решили осмотреть его достопримечательности. Представим город в виде прямоугольной сетки \(n \times m\), в некоторых клетках которой могут находиться достопримечательности.

Друзья начинают свой путь в клетке \((1, 1)\), они хотят дойти до клетки \((n,m)\), а затем вернуться обратно. В городе есть \(k\) достопримечательностей, они расположены в клетках \((x_1, y_1), \ldots, (x_k, y_k)\), друзья обязательно хотят посетить их все.

За одну минуту можно перейти из клетки \((a, b)\) в клетку \((c, d)\), если они являются соседними по стороне, то есть выполняется равенство \(|a - c| + |b - d| = 1\). Легко видеть, что на маршрут необходимо потратить хотя бы \(2n+2m-4\) минут, будем рассматривать только такие маршруты.

Будем называть маршрут интересным, если выполняются следующие условия:

• для того, чтобы пройти маршрут, друзья потратят ровно \(2n+2m-4\) минут;

• маршрут проходит через каждую клетку не более одного раза.

• маршрут проходит через все клетки, которые содержат достопримечательности.

Помогите школьникам понять, сколько существует различных интересных маршрутов. Так как это число может оказаться достаточно большим, то выведите его остаток при делении на \(10^9+7\).

В первой строке указаны числа \(n\), \(m\) и \(k\) (\(3 \le n,m \le 10^6\), \(0 \le k \le 2\,000\)).

В последующих \(k\) строках указано по паре чисел \(x_i\), \(y_i\) (\(1 \le x_i \le n\), \(1 \le y_i \le m\)), гарантируется, что все пары \((x_i, y_i)\) различны. То есть для любой пары индексов \((i, j)\) (\(1 \le i < j \le n\)) верно одно из двух: \(x_i \neq x_j\) или \(y_i \neq y_j\).

Выведите единственное число — остаток от деления числа интересных маршрутов на \(10^9+7\).

Ниже изображены все интересные маршруты для первого теста.

Далекая страна содержит \(n\) городов, соединенных \(n - 1\) дорогами, при этом из любого города можно добраться до любого другого по дорогам страны.

Известно, что каждый город относится ровно к одной провинции. Город \(v\) относится к провинции \(t_v\). Обратите внимание, что конкретная провинция может являться любым подмножеством городов, и возможно из одного города провинции нельзя добраться до другого этой же провинции, проходя только через города этой провинции. Столицей является город номер \(1\).

Банда разбойников собирается грабить караваны, которые будут идти через города страны. У каждого города есть коэффициент того, насколько удобно в нем грабить. В городе \(v\) он равен \(c_v\).

Вам приходят запросы двух типов:

1. Изменить провинцию, к которой относится город \(v\), на \(t_{new}\)

2. В \(k\) городах с номерами \(a_1, a_2, \ldots, a_k\) появляется по одному каравану, которые идут в столицу (город с номером 1) по кратчайшему пути. Разбойники выбирают один город, который находится в провинции \(t\), после чего грабят все караваны, которые пройдут через этот город. Если разбойники ограбят караваны в городе с номером \(v\), то они получат \(c_v \cdot num_v\), где \(c_v\) — коэффициент города \(v\), а \(num_v\) это количество караванов, проходящих через этот город.

Определите максимальный ущерб, равный количеству награбленного разбойниками, для каждого запроса второго типа. Если в провинции, указанной в запросе, нет ни одного города, то ответ на этот запрос равен \(0\).

Формат входных данных
В первой строке даны два целых числа \(n\) и \(q\) (\(2 \le n \le 200\,000, 1 \le q \le 200\,000\)) — количество городов и количество запросов.

Во второй строке дано \(n - 1\) целое число \(p_2, p_3, \ldots, p_n\) (\(1 \le p_i < i\)), где число \(p_i\) означает, что существует дорога между городами \(i\) и \(p_i\).

В третьей строке дано \(n\) целых чисел \(t_1, t_2, \ldots, t_n\) (\(1 \le t_i \le n\)) — номера провинций у городов.

В четвертой строке дано \(n\) целых чисел \(c_1, c_2, \ldots, c_n\) (\(1 \le c_i \le 10^9\)) — коэффициенты успешности грабежа.

Далее идет \(q\) строк описаний запросов. В начале каждой строки дано одно целое число \(x_i\) (\(1 \le x_i \le 2\)) — тип запроса.

1. Если \(x_i = 1\), то далее идет два целых числа \(v\) и \(t_{new}\) (\(1 \le v, t_{new} \le n\)) — номер города, у которого меняется провинция, и номер его новой провинции.

2. Если \(x_i = 2\), то далее идут целые числа \(t\) и \(k\), и \(k\) целых чисел \(a_1, a_2, \ldots, a_k\) (\(1 \le t, k, a_i \le n\)) — номер провинции, в городе которой можно грабить; количество городов, из которых выходят караваны; и номера городов, из которых входят караваны. Гарантируется, что в одном запросе все \(a_i\) различны. Также гарантируется, что сумма \(k\) по всем запросам второго типа не превышает \(200\,000\).

Формат выходных данных
На каждый запрос второго типа выведите одно число — максимальное число, которое разбойники смогут получить. Если в провинции, указанной в запросе, нет ни одного города, то ответ на этот запрос равен \(0\).

Примечание
В первом запросе караваны идут из городов с номерами \(3\) и \(4\) и нужно ограбить их в городе из третьей провинции. Это те же самые города с номерами \(3\) и \(4\), через каждый из которых пройдет по одному каравану. Поэтому разбойники ограбят караваны в третьем городе и получат \(c_3 \cdot 1 = 10 \cdot 1 = 10\).

Во втором запросе караваны также идут из городов с номерами \(3\) и \(4\), но теперь нужно ограбить их в городе из первой провинции. В первой провинции находятся города \(1\) и \(2\), через каждый из которых пройдет два каравана. Среди них разбойники выбирают город \(2\), потому что \(c_2 > c_1\) и ответ на этот запрос равен \(c_2 \cdot 2 = 3 \cdot 2 = 6\).

В третьем провинция для города \(3\) изменяется на \(1\).

В четвертом запросе караваны снова идут из городов с номерами \(3\) и \(4\), и нужно ограбить караваны в городе из первой провинции. То есть разбойники могут ограбить караваны в одном из городов с номерами \(1, 2\) или \(3\). Через города с номерами \(1\) и \(2\) пройдет два каравана, а через город \(3\) только один. Разбойникам выгодно ограбить караваны в городе \(3\) и получить \(c_3 \cdot 1 = 10 \cdot 1 = 10\).

Дано неориентированное дерево "— связный граф из \(n\) вершин без циклов, и число \(k\). Зафиксируем некоторую вершину \(s\) дерева и назовем ее столицей.

Ориентируем ребра дерева в направлении от столицы. Иными словами, ориентируем ребро \((u, v)\) в направлении \(u \to v\), если при подвешивании дерева за вершину \(s\) вершина \(u\) является родителем вершины \(v\). Заметим, что при таком ориентировании ребер каждая вершина достижима из столицы.

Определим расстояние до вершины \(v\) графа как минимальное количество ребер на пути из \(s\) в \(v\). Назовем доступностью вершины \(s\) максимальное из расстояний до всех вершин.

Разрешается добавить в дерево не более \(k\) дополнительных ориентированных ребер.

Для каждой вершины \(s\) дерева определите, какой минимальной доступности можно достичь, если выбрать вершину \(s\) в качестве столицы.

Обратите внимание, что в некоторых подзадачах требуется вывести ответ только для первой вершины.

Формат входных данных
Первая строка содержит три целых числа \(n\), \(k\) и \(t\) (\(2 \le n \le 2 \cdot 10^5\), \(1 \le k \le n - 1\), \(n \cdot k \le 2 \cdot 10^5\), \(0 \le t \le 1\)) — количество вершин дерева, ограничение на максимальное количество добавленных ребер и число \(t\), равное \(0\), если нужно вывести ответ только для вершины с номером \(1\), и равное \(1\) иначе.

Каждая из следующих \(n - 1\) строк содержит два целых числа \(u_i, v_i\) (\(1 \le u_i, v_i \le n\)) — ребра дерева.

Гарантируется, что заданные ребра образуют дерево.

Формат выходных данных

В случае, если \(t = 0\), выведите единственное целое число: минимальную доступность, которую можно достичь, выбрав вершину с номером \(1\) в качестве столицы, и добавив не более \(k\) дополнительных ориентированных ребер.

В случае, если \(t = 1\), выведите \(n\) чисел: \(i\)-е число равняется минимальной доступности, которую можно достичь, выбрав вершину \(i\) в качестве столицы, и добавив не более \(k\) дополнительных ориентированных ребер.

На рисунке приведены иллюстрации к первому примеру. Пунктирными линиями обозначены добавленные ребра. Для вершин \(1\) и \(2\) минимальная доступность равняется \(1\), а для вершин \(3\), \(4\) и \(5\) минимальная доступность равняется 2.

Миссия космолёта “Юрий Гагарин” определена - посещение трех звёздных систем в глубоком космосе. Эти звёзды находятся на Земном небосводе в созвездии Орион:

•  звезда Беллатрикс (250 световых лет от Земли)
•  звезда Бетельгейзе (643 световых года от Земли)
•  парная звёздная система Ригель (773 световых года от Земли)

Маршрут путешествия должен предусматривать посещение их в порядке удаления от Земли. Однако гиперсветовой прыжок не может пока быть выполнен с приемлемой точностью на расстояние 20 и более световых лет. Спланированная трасса полёта должна состоять из серии
прыжков, каждый прыжок менее безопасного расстояния. Вторым ограничением является то, что промежуточные точки трассы должны находиться в окрестности массивного тела, т.е. звезды. Такие звёзды в навигации называются контрольными пунктами.
Необходимо учитывать, что управление выходом из гиперпространства невозможно без существенного искривления его в точке назначения гравитационным воздействием звезды контрольного пункта. Эта особенность налагает дополнительное ограничение на каждый
выполняемый гиперпрыжок: траектория прыжка не должна проходить меньше одного светового года от звёздной системы, не являющейся контрольным пунктом.
Задача : построить трассу в трёхмерном пространстве с минимально возможным количеством гиперпрыжков, при соблюдении указанных выше ограничений. Если таких трасс несколько, то следует выбрать ту, в которой суммарная длина трассы меньше.

Входные данные
Первая строка : натуральное число N - количество звезд, внесённых в лоцию (от 3 до 100).
Далее N строк, каждая содержит три целых числа, записанных через пробел: координаты X Y Z, заданные в световых годах. Все значения координат не превышают 10000. Точка старта (0 0 0) - звезда Солнце - не указана в лоции.
Три посещаемые звёздные системы находятся в лоции в порядке ожидаемого посещения, в строках с номерами 1, 2 и 3.

Выходные данные
Первая строка: через пробел должны быть указаны количество прыжков и длина трассы с точностью до третьего знака после запятой.
Вторая строка: номера звёзд-”контрольных пунктов” и звёзд-”целей миссии” в порядке следования звездолёта, записанные через пробел.
Примечание: для отработки алгоритма построения маршрута космолёта в лоцию (комплект навигационной информации для судовождения) могут включаться различные произвольные координаты, не соответствующие известным звёздам.
В рамках задачи считать, что движение космолёта между контрольными точками происходит прямолинейно.

 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	3 10 10 10 20 20 20 30 30 30	3 51.962 1 2 3
2	5 20 0 0 10 0 0 40 0 0 30 0 0 50 0 0	4 40.000 2 1 4 3

В клубе N человек. Многие из них - друзья. Так же известно, что друзья друзей так же являются друзьями. Требуется выяснить, сколько всего друзей у конкретного человека в клубе.
 

Примеры
Ввод

What’s this