Rating changes for last rounds are temporarily rolled back. They will be returned soon. ×

Let's Solve Some More Hard Problems!
Difference between en12 and en13, changed 8,320 character(s)
Inspired by ivan100sic's [problem list blog](https://codeforces.com/blog/entry/98630), I'll pick 10 nontrivial-seeming recent POI (Polish Olympiad in Informatics) problems that I haven't solved and track my progress here. ↵

It seems to me that POI is better suited for this format as their editorials are quite difficult to find (if possible [at all](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/v2Y2_UW56ENMcbwP22tkTb7a/site/?key=statement)). ↵

While Ivan's original challenge was supposed to last an entire year, I'm not nearly as patient, so I won't look for editorials only until February 1st (in just over 2 weeks). Hopefully I'll have completed at least 80% by that time. Until then, GLHF!!!↵

The List:↵

1. [Multidrink 2013](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/GyDCbdIgFY5FsMa9iIsBl3hf/site/?key=statement)  [Solved Jan 15]↵

<spoiler summary="Fun-ness:">↵
5/10↵

<spoiler summary="Comments">↵
My thought process on this problem went like "ew this is disgusting implementation" => "oh actually it's not so bad" => "oh no it's actually disgusting implementation"↵

But I actually enjoyed this one more than most heavy casework/implementation problems because, while you have to be very careful about the dp transitions and especially their order, it's not too hard to prove once you have it written out. ↵

<spoiler summary="my ugly code (if ppl not doing the challenge want to take a peek?)">↵

```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
#define int ll↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define y1 zck_is_king↵
#define pii pair<ll, ll>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define RREP(i,n) for (int i = n-1; i>=0; --i)↵
#define REP1(i,n) for (int i = 1; i<=n; ++i)↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"BRAK\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b,mo) % mo;↵
}↵

const int maxn = 1e6+5;↵

vector<int> pth; // path from s to t!↵

int dp1[maxn], dp2[maxn]; // maximum number of free steps after {1: stomping here, 2: being here but not stomping}↵
vector<pii> run1[maxn], run2[maxn]; // for restoring answer↵
bool onpth[maxn];↵

vector<pii> g[maxn]; // {to, edge id}↵

bool findpth(int v, int T, int p) {↵
    if (v == T) {↵
        pth.pb(T); return 1;↵
    }↵
    for (pii u : g[v]) {↵
        if (u.f != p && findpth(u.f,T,v)) {↵
            pth.pb(v); onpth[u.s] = 1; return 1;↵
        }↵
    }↵
    return 0;↵
}↵

#define piii pair<pii,int>↵

void dfs(int v, int par) {↵
    dp2[v] = 3; // i'm so free i haven't even stomped yet↵
    dp1[v] = 2; // yarrr i'm freshly stomped mmm↵
    run1[v].pb({v, -1});↵
    vector<piii > us;↵
    for (pii p : g[v]) {↵
        int u = p.f;↵
        if (!onpth[p.s] && p.f != par) {↵
            // tree edge!↵
            dfs(u,v);↵
            us.pb({{dp1[u],dp2[u]}, u});↵
        }↵
    }↵

    sort(ALL(us), [&](piii a, piii b) {↵
        if (a.f.f == 2 || b.f.f == 2) return a.f.f > b.f.f; // i want to work with walking the leaf nodes first↵
        if (a.f.f != b.f.f) return a.f.f > b.f.f;↵
        if (a.f.f == 1) {↵
            return a.f.s < b.f.s; // waste a bad dp↵
        }↵
        return a.f.s < b.f.s; // doesn't matter at this point ig↵
         } );↵
    for (auto rr : us) {↵
        int u = rr.s;↵

        if (dp2[v] == 3){ // work with node free, this time we haven't stomped yet↵
            if (dp1[u] == 2) {↵
                // it's  a leaf or something, anyways we can ignore it after stomping and come back↵
                run2[v].pb({u,1});↵
                goto dp2done;↵
            }else{↵
                if (dp1[u]==1) { //  i stomp it and come back?↵
                    run2[v].pb({u,1});↵
                    run2[v].pb({v,-1});↵
                    dp2[v] = 2;↵
                    goto dp2done;↵
                }else { // all hopeless, i have to stomp myself first↵
                    run2[v].pb({v,-1});↵
                    dp2[v] = 2;↵
                }↵
            }↵
        }↵
        if (dp2[v] == 2) {↵
            // im forced to have stomped here now↵
            // this will be equivalent to a later one↵
            if (dp2[u] == 2) {↵
                run2[v].pb({u,2});↵
                dp2[v] = 1;↵
                goto dp2done;↵
            }else{↵
                dp2[v] = 0;↵
                goto dp2done;↵
            }↵
        }↵
        if (dp2[v] == 1) {↵
            if (dp1[u] == 2) {↵
                run2[v].pb({u,1});↵
                dp2[v] = 1;↵
                goto dp2done;↵
            }else{↵
                dp2[v] = 0;↵
                goto dp2done;↵
            }↵
        }↵
        dp2done:;↵
    }↵
    sort(ALL(us), [&](piii a, piii b) {↵
        return a.f.f < b.f.f; // you want to waste a bad dp1 early on↵
         } );↵
    for (auto rr : us) {↵
        int u = rr.s;↵

            if (dp1[v] == 2) {↵
                if (dp2[u] == 2) {↵
                    run1[v].pb({u,2});↵
                    dp1[v] = 1;↵
                    goto dp1done;↵
                }else{↵
                    dp1[v] = 0;↵
                    goto dp1done;↵
                }↵
            }↵

            if (dp1[v] == 1) {↵
                if (dp1[u] == 2) {↵
                    run1[v].pb({u,1});↵
                    dp1[v] = 1;↵
                    goto dp1done;↵
                }else{↵
                    dp1[v] = 0;↵
                    goto dp1done;↵
                }↵
            }↵

            dp1done:;↵

    }↵
    if (dp2[v] == 3) {↵
        run2[v].pb({v, -1});↵
        dp2[v] = 2;↵
    } // no point in being super free now, 2 is good enough↵
    assert(dp2[v] >= dp1[v]);↵
}↵

vector<int> re;↵

void prt(int v, int tp) {↵
    if (tp == -1) {↵
        re.pb(v); return;↵
    }↵
    for (pii p : tp==1?run1[v]:run2[v]) {↵
        prt(p.f, p.s);↵
    }↵
}↵

signed main(){↵
    IOS();↵
    int n; cin>>n;↵
    REP(i,n-1) {↵
        int a,b; cin>>a>>b;↵
        g[a].pb({b,i});↵
        g[b].pb({a,i});↵
    }↵

    findpth(1, n, -1);↵
    reverse(ALL(pth));↵

    for (int x : pth) bug(x);↵

    int can = 1;↵

    vector<int> tp(SZ(pth));↵


    REP(i, SZ(pth)) {↵
        tp[i] = can;↵
        int v = pth[i];↵
        dfs(v, -1);↵
        bug(v, can);↵
        if (can == 0) GG();↵
        if (i == SZ(pth)-1 && can == 1 && dp1[v] != 2) GG(); // can't stomp the last one first↵
        bug(v, dp1[v], dp2[v]);↵
        if (can == 2) {↵
            can = dp2[v];↵
        }else{↵
            can = dp1[v];↵
        }↵
    }↵
    bug(can);↵
    if (can == 0 || can == 1) GG();↵

    REP(i, SZ(pth)) {↵
        prt(pth[i], tp[i]);↵
    }↵

    for (int x : re) cout<<x<<endl;↵

}↵

```↵

</spoiler>↵

</spoiler>↵

</spoiler>↵

2. [Snake 2014](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/3zwfwt3ZGc2f6NndNgzS3Dfu/site/?key=statement)↵
3. [Arkanoid 2016](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/O730xgZEVynTWBmscBinhMbD/site/?key=statement) [Solved Jan 16]↵

<spoiler summary="Fun-ness:">↵
4/10↵

<spoiler summary="Comments">↵

Another heavy implementation problem. Actually, the implementation isn't terrible (if you split the grid into 2N x 2M nodes), but I spent a long time debugging because I didn't realize that most exGCD implementations can't handle negative numbers well...↵

<spoiler summary="more ugly code">↵

```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
//#undef BALBIT↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define int ll↵
#define pii pair<int, int>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"0\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b) % mo;↵
}↵

const int maxn = 1e5+5;↵

int n,m,npts;↵

pii flip(pii pt, pii dir) {↵
    if (dir.f == -1 && pt.f) {↵
        pt.f = 4*m-pt.f;↵
    }↵
    if (dir.s == -1 && pt.s) {↵
        pt.s = 4*n-pt.s;↵
    }↵
    return pt;↵
}↵

struct point{↵

};↵

vector<pair<pii, pii> > from[maxn]; // x=1 or 3, a-value↵


ll euclid(ll a, ll b, ll &x, ll &y) {↵
if (b) { ll d = euclid(b, a % b, y, x);↵
return y -= a/b * x, d; }↵
return x = 1, y = 0, a;↵
}↵


pii get(pii p) {↵
    int piff = p.f - p.s; bug(piff);↵
    int x = 0;↵

    if ((piff-1) % 4 == 0) x = 1;↵
    else x = 3;↵

    pii k;↵
    euclid(-m,n,k.f,k.s);↵
    if (k.f * -m + k.s * n < 0) {↵
        k.f *= -1; k.s *= -1;↵
    }↵

    int RHS = (piff - x) / 4; assert((piff-x)%4==0);↵

    k.f *= RHS; k.s *= RHS;↵

    ll a = p.s + k.s * 4 * n; a %= (4*n*m);↵
    if (a < 0) a += 4*n*m;↵

    bug(p.f, p.s, x, a);↵
    return {x, a};↵
}↵

ll smat(vector<pii> var){↵
    array<set<pair<pii, pii> >, 4> s; // for the two values of x shift↵

    REP(i,npts) {↵
        int x,y; tie(x,y) = var[i]; x*=2; y*=2; --x; --y;↵

        vector<pii> v;↵
        vector<pii> vf;↵
        if (x-1!=0){↵
            // left edge↵
            v.pb(flip({x-1,y}, {1,-1}));↵
            v.pb(flip({x-1,y}, {1,+1}));↵

            vf.pb(flip({x-1,y}, {-1,-1}));↵
            vf.pb(flip({x-1,y}, {-1,+1}));↵
        }↵
        if (x+1!=m*2){↵
            // right edge↵
            v.pb(flip({x+1,y}, {-1,-1}));↵
            v.pb(flip({x+1,y}, {-1,+1}));↵

            vf.pb(flip({x+1,y}, {1,-1}));↵
            vf.pb(flip({x+1,y}, {1,+1}));↵
        }↵
        if (y+1!=n*2){↵
            // top edge↵
            v.pb(flip({x,y+1}, {1,-1}));↵
            v.pb(flip({x,y+1}, {-1,-1}));↵

            vf.pb(flip({x,y+1}, {1,1}));↵
            vf.pb(flip({x,y+1}, {-1,1}));↵
        }↵
        if (y-1!=0){↵
            // bottom edge↵
            v.pb(flip({x,y-1}, { 1,+1}));↵
            v.pb(flip({x,y-1}, {-1,+1}));↵

            vf.pb(flip({x,y-1}, { 1,-1}));↵
            vf.pb(flip({x,y-1}, {-1,-1}));↵
        }↵

        REP(j, SZ(v)) {↵
            pii p = v[j];↵
            pii pa = get(p);↵
            int x = pa.f, a = pa.s;↵

            pii fop = get(vf[j]);↵

            from[i].pb({{a, x}, fop});↵
            s[x].insert({{a, i}, fop});↵
        }↵

    }↵

    pii nowdir = {-1,1};↵
    pii nowpt = flip({m,0}, nowdir);↵
    pii A = get(nowpt);↵

    bug(A.f, A.s);↵

    pii tmp = get(flip({m-1,1}, nowdir));↵
    bug(tmp.f, tmp.s);↵

    ll ret = 0;↵

    while (SZ(s[1])) {↵
        auto nxt = s[A.f].lower_bound({{A.s, -1},{-1,-1}});↵
        if (nxt == s[A.f].end()) nxt = s[A.f].begin();↵
        ll df = (*nxt).f.f - A.s;↵
        assert(df != 0);↵

        if (df < 0) df += 4*n*m; // not sure, maybe 2nm??↵
        ret += df;↵

        bug(df, ret);↵

        A = (*nxt).s;↵
//        A = get(nowpt);↵

        int bye = (*nxt).f.s;↵
        bug(bye);↵
        for (auto p : from[bye]) {↵
            int X = p.f.s;↵
            p.f.s = bye;↵
            s[X].erase(p);↵
        }↵
    }↵

    return ret;↵
}↵

int yo[500][500];↵

ll dumb(vector<pii> var) {↵
    int i =0;↵
    for (pii p : var) {↵
        int x = p.f, y = p.s; x = x*2-1; y = y*2-1;↵
        yo[x+1][y]++;↵
        yo[x][y+1]++;↵
        yo[x-1][y]++;↵
        yo[x][y-1]++;↵
        yo[x][y]=1;↵
        ++i;↵
    }↵
    int x = m, y = 0;↵
    int dx = -1, dy = 1;↵
    int bar = 0;↵
    int re = 0;↵
    while (bar < npts) {↵
        x += dx; y += dy; ++re;↵

        pii tmp = get(flip({x,y}, {dx, dy}));↵

        bug(x,y,re,tmp.f, tmp.s);↵
        if (yo[x][y]) {↵
            // bump!↵
            REP(ss, 4){↵
                int tx = (ss-1)%2; //    -1 0 1 0↵
                int ty = (2-ss)%2; //     0 1 0 -1↵
                if (yo[tx+x][ty+y]) {↵
                    int X = tx+x, Y = ty+y;↵

                    if (tx) dx *= -1;↵
                    else dy *= -1;↵

                    for (int sx:{-1,1}) for (int sy:{-1,1}) {↵
                        --yo[X+sx][Y+sy];↵
                    }↵
                    yo[X][Y] = 0;↵
                    goto yar;↵
                }↵
            }↵

            yar:;↵

            ++bar;↵
        }else{↵
            if (x == 0 || x == 2*m) dx *= -1;↵
            if (y == 0 || y == 2*n) dy *= -1;↵
        }↵
    }↵
    return re;↵
}↵

signed main(){↵
    IOS();↵
    cin>>m>>n>>npts; // m is for X, n is for Y↵

    vector<pii> var;↵
    REP(i,npts) {↵
        int x,y; cin>>x>>y; var.pb({x,y});↵
    }↵

    cout<< smat(var)<<endl;↵

//    ll poo = dumb(var);↵

//    bug(ss, poo);↵

}↵
```↵

</spoiler>↵

</spoiler>↵

</spoiler>↵




4. [Strikes 2017](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/lR_LabSUC2n7EMmDHpw-wk_b/site/?key=statement) [Solved Jan 16]↵

<spoiler summary="Oops">↵
Oops, I accidentally slipped a trivial one in this list X_X↵

I thought it was ~80 solves in the first round but it turned out to be ~80 solves in the second round haha↵

I'll add direction signs to the list to compensate for this one↵

<spoiler summary="code :/">↵
```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
#define int ll↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define y1 zck_is_king↵
#define pii pair<ll, ll>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define RREP(i,n) for (int i = n-1; i>=0; --i)↵
#define REP1(i,n) for (int i = 1; i<=n; ++i)↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"0\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b,mo) % mo;↵
}↵

const int maxn = 5e5+5;↵

vector<int> g[maxn];↵
int par[maxn];↵
int ch[maxn]; // number of white children↵
bool black[maxn];↵

void dfs(int v, int p) {↵
    par[v] = p;↵
    for (int u : g[v]) {↵
        if (u != p) {↵
            dfs(u,v);↵
            ++ch[v];↵
        }↵
    }↵
}↵

signed main(){↵
    IOS();↵

    int n; cin>>n;↵
    REP(i,n-1) {↵
        int a,b; cin>>a>>b;↵
        g[a].pb(b); g[b].pb(a);↵
    }↵
    dfs(1,-1);↵

    int V = n; int E = n-1;↵
    int q; cin>>q;↵
    REP(i,q) {↵
        int v; cin>>v;↵
        bool toblack = v>0;↵
        v = abs(v);↵
        int p = par[v];↵
        if (toblack) {↵
            --V;↵
            int fr = ch[v] + (p != -1 && !black[p]);↵
            E -= fr;↵
            if (p != -1) {↵
                --ch[p];↵
            }↵
        }else{↵
            ++V;↵
            int fr = ch[v] + (p != -1 && !black[p]);↵
            E += fr;↵
            if (p != -1) {↵
                ++ch[p];↵
            }↵
        }↵
        black[v] ^= 1;↵
        cout<<V-E<<endl;↵
    }↵

}↵

```↵
</spoiler>↵

</spoiler>↵

5. [Rally 2014](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/BnzEADCfeJFjjev1Y9iHQANg/site/?key=statement) [By the way, I've been stuck on this one for super long. Currently getting wrong answer on one test case (89 pts) for unknown reason.] [UPD: I ACed this problem, but my solution is wrong. It's just very hard to block with a random generator. I'll try to think of & write a proper solution when I have some more time.]↵

<spoiler summary="Current Spaghetti Code (with brute force checker and generator...)">↵

```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
//#define int ll↵
//#undef BALBIT↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define y1 zck_is_king↵
#define pii pair<int, int>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
//#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
//#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define RREP(i,n) for (int i = n-1; i>=0; --i)↵
#define REP1(i,n) for (int i = 1; i<=n; ++i)↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"0\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b,mo) % mo;↵
}↵

const int maxn = 5e5+5;↵

// 1. Find longest chain↵
// 2. For each node, find minimum (chain position - max dist), and update all indeg↵
// 3. Do the same for the outdeg↵
// 3.1. Also update the case where there there's just a hanging thread↵
// 4. Use seg tree or smth to update ans↵
// 5. Check for longest chain not connected to original↵
// by the way this is wrong↵
vector<int> g[maxn], gt[maxn];↵

int mxd[maxn], frm[maxn]; // for building original chain↵
bool onP[maxn]; // P is the biggest chain↵
int Pid[maxn];↵
vector<int> ord;↵
vector<int> P;↵
int indeg[maxn];↵
int n,m;↵

int getlen(int ban){↵
    REP(i,n) {↵
        indeg[i] = SZ(gt[i]); mxd[i] = 0;↵
    }↵
    for( int u : g[ban]) {↵
        --indeg[u];↵
    }↵
    queue<int> q;↵
    REP(i,n) {↵
        if (indeg[i] == 0 && i!=ban) q.push(i);↵
    }↵
    int bg = 0, bgv = -1;↵
    while (!q.empty()) {↵
        int v=q.front(); q.pop();↵
        assert(v != ban);↵
        if (mxd[v] == 0) {↵
            mxd[v] = 1;↵
        }↵
        if (mxd[v] > bg) {↵
            bg = mxd[v]; bgv = v;↵
        }↵
        for (int u : g[v]) {↵
            if (u == ban) continue;↵
            if (mxd[u] < mxd[v] + 1) {↵
                mxd[u] = mxd[v] + 1;↵
            }↵
            if (--indeg[u] == 0) {↵
                q.push(u);↵
            }↵
        }↵
    }↵
//    bug(ban, bg);↵
    return bg;↵
}↵



void buildP(){↵
    // also build topo order↵

    REP(i,n) {↵
        indeg[i] = SZ(gt[i]);↵
    }↵

    queue<int> q;↵
    REP(i,n) {↵
        if (indeg[i] == 0) q.push(i);↵
    }↵
    int bg = 0, bgv = -1;↵
    while (!q.empty()) {↵
        int v=q.front(); q.pop(); ord.pb(v);↵
        if (mxd[v] == 0) {↵
            mxd[v] = 1; frm[v] = -1;↵
        }↵
        if (mxd[v] > bg) {↵
            bg = mxd[v]; bgv = v;↵
        }↵
        for (int u : g[v]) {↵
            if (mxd[u] < mxd[v] + 1) {↵
                mxd[u] = mxd[v] + 1;↵
                frm[u] = v;↵
            }↵
            if (--indeg[u] == 0) {↵
                q.push(u);↵
            }↵
        }↵
    }↵
    assert(SZ(ord) == n);↵
    for (; bgv != -1; bgv = frm[bgv]) {↵
        P.pb(bgv); onP[bgv] = 1;↵
    }↵
    reverse(ALL(P));↵
    REP(i, SZ(P)){↵
        Pid[P[i]] = i;↵
        bug(P[i], i);↵
    }↵
}↵

pair<int, int> dp[maxn];↵

inline void MN(pii &a, pii b) {if (b.f < a.f || (b.f == a.f && b.s > a.s)) a = b;}↵
inline void MX(pii &a, pii b) {if (b.f > a.f || (b.f == a.f && b.s < a.s)) a = b;}↵

vector<pair<int, bool> > yo[maxn];↵

void upd(int l, int r, int v) {↵
    if (l > r || l == -1) return;↵
    bug(l,r,v);↵
    yo[l].pb({v, 1});↵
    yo[r+1].pb({v, 0});↵
}↵

pair<bool, int> bad(int M){↵
    int ctr = 0;↵
    REP(i,SZ(P)) {↵
        for (pii p : yo[i]) {↵
            if (p.f <= M) {↵
                ctr += p.s?1:-1;↵
            }↵
        }↵
        if (ctr == 0) {↵
            return {1, P[i]};↵
        }↵
    }↵
    return {0, -1};↵
}↵

void buildR(){↵
    for (int it = SZ(ord)-1; it>=0; --it) {↵
        int v = ord[it];↵
        int prv = SZ(P)-1;↵
        if (onP[v]) {↵
            dp[v] = {Pid[v],Pid[v]};↵
        }else{↵
            dp[v] = {SZ(P)-1,SZ(P)};↵
            for (int u : g[v]) {↵
                MN(dp[v] , {dp[u].f-1, dp[u].s});↵
            }↵
            for (int u : g[v]) {↵
                if (dp[u].s > dp[v].s) {↵
                    prv = min(prv, dp[u].f - 1);↵
                }↵
            }↵
        }↵
        int bg = -1;↵
//        bug(v, dp[v].f, dp[v].s);↵
        for(int u : gt[v]) {↵
            if (onP[u]) {↵
                upd(Pid[u]+1, dp[v].s-1, dp[v].f - Pid[u] - 1);↵
                bg = max(bg, Pid[u]);↵
            }↵
        }↵
        if (!onP[v]) {↵
            if (v == 2) {↵
                bug(dp[v].s, prv, bg);↵
            }↵
            upd(dp[v].s, dp[v].s, prv-bg-1);↵
        }↵
        upd(-1+1, dp[v].s-1, dp[v].f); // loose end↵
    }↵

    REP(it, SZ(ord)) {↵
        int v = ord[it];↵
        int prv = 0;↵
        pair<int, int> old = dp[v];↵
        if (onP[v]) {↵
            dp[v] = {Pid[v],Pid[v]};↵
        }else{↵
            dp[v] = {0, -1};↵
            for (int u : gt[v]) {↵
                MX(dp[v] , {dp[u].f+1, dp[u].s});↵
            }↵
            for (int u : gt[v]) {↵
                if (dp[u].s < dp[v].s) {↵
                    prv = max(prv, dp[u].f+1);↵
                }↵
            }↵
        }↵
        int smo = SZ(P);↵
        for(int u : g[v]) {↵
            if (onP[u]) {↵
                smo = min(smo, Pid[u]);↵
                upd(dp[v].s+1, Pid[u]-1, Pid[u] - dp[v].f - 1);↵
            }↵
        }↵
        if (!onP[v]) {↵
            upd(dp[v].s+1, old.s-1, old.f-dp[v].f);↵
            if (v == 1) {↵
                bug(old.s, dp[v].s, old.f, dp[v].f);↵
            }↵
//            assert(dp[v].s <= old.s);↵
            upd(dp[v].s, dp[v].s, smo-prv-1);↵
        }↵
        upd(dp[v].s+1, SZ(P)-1, SZ(P) - dp[v].f - 1); // loose end↵
    }↵
}↵

pii fast() {↵


    buildP();↵
    buildR();↵

    int l = -1, r = n;↵
    while(l!=r) {↵
        int mid = ((l+r)/2) - (((l+r)<0) && ((l+r)%2)); // floored division↵
        if (bad(mid).f) {↵
            l = mid+1;↵
        }else{↵
            r = mid;↵
        }↵
    }↵
    bug(l);↵
    return {bad(l-1).s+1,SZ(P) - (l+1)};↵
//    cout<<<<endl;↵
}↵

pii slow(){↵
    int re = iinf;↵
    int ri = -1;↵
    REP(i,n) {↵
        int yar = getlen(i)-1;↵
        if (yar < re) {↵
            re = yar; ri = i;↵
        }↵
    }↵
    return {ri+1, re};↵
}↵

signed main(){↵
    IOS();↵
    cin>>n>>m;↵
    int yoi = 10000;↵
    #ifndef BALBIT↵
    yoi = 1;↵
    #endif // BALBIT↵
    REP(qqq, yoi) {↵
        #ifdef BALBIT↵
        REP(i,n+1) {↵
            g[i].clear(); gt[i].clear();↵
            yo[i].clear();↵
            mxd[i]=frm[i]=onP[i]=Pid[i]=indeg[i]=0;↵
        }↵
        ord.clear(); P.clear();↵
        #endif↵

        vector<pii> edges;↵

        vector<int> od(n); REP(i,n) od[i] = i;↵
        random_shuffle(ALL(od));↵
        set<pii> hv;↵
        REP(i,m) {↵
            int a,b;↵
            #ifndef BALBIT↵
            cin>>a>>b;↵
            --a; --b;↵
            #else↵
            a = rand() % n; b = rand()%n; if (od[a] > od[b]) swap(a,b);↵
            if (a == b || hv.count({a,b})) continue;↵
            hv.insert({a,b});↵
            edges.pb({a,b});↵
            #endif↵
            g[a].pb(b); gt[b].pb(a);↵
        }↵
        #ifdef BALBIT↵
        pii A = fast();↵
        pii B = slow();↵
        bug(A.f, A.s, B.s);↵
        if (A.s != B.s) {↵
            bug(A.s, B.s);↵
            for (pii p : edges) {↵
                bug(p.f, p.s);↵
            }↵
        }↵
        assert(A.s == B.s);↵
        #else↵
        pii A = fast();↵

        cout<<A.f<<' '<<getlen(A.f-1)-1<<endl;↵
        #endif↵
    }↵



}↵

/*↵
5 5↵
1 2↵
2 3↵
3 4↵
1 5↵
5 4↵

9 7↵
1 2↵
2 3↵
3 4↵
6 7↵
7 8↵
8 9↵
9 5↵

7 8↵
1 2↵
2 3↵
3 4↵
5 2↵
2 6↵
6 7↵
3 7↵
6 4↵

5 5↵
1 3↵
3 4↵
2 5↵
3 5↵
2 3↵
*/↵
```↵
</spoiler>↵

6. [Trips 2015](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/zKf5Ua8okcS0jngsrTgKVM9L/site/?key=statement) [Solved Jan 18]↵

<spoiler summary="Fun-ness:">↵
3/10↵

<spoiler summary="Comments">↵
I got stuck on Rally for too long and decided to try this one. ↵

Thinking of the solution and implementing it was easy; getting it to pass on szkopul was not. ↵

Not only are time limits different for each subtask, they also vary for each test case, meaning that you'll suffer a lot if you don't implement it in the same way the author did. ↵

Also, I didn't see that there were multiple edges for a while. That was my bad.↵
</spoiler>↵

<spoiler summary="Code (warning: dirty, with lots of breaks and debug stuff)">↵

```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
#pragma GCC optimize("Ofast", "unroll-loops")↵
//#define int ll↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define y1 zck_is_king↵
#define pii pair<ll, ll>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define RREP(i,n) for (int i = n-1; i>=0; --i)↵
#define REP1(i,n) for (int i = 1; i<=n; ++i)↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"0\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b,mo) % mo;↵
}↵

const int maxn = 1e5+5;↵

typedef array<ll, 121> Vec;↵
typedef array<Vec, 121> Mat;↵

Mat M;↵
ll cap = (1ll<<61)-1;↵

int LAY = 65;↵
Mat Mp[65];↵


inline ll prod(ll a, ll b) {↵
    if (!b || !a) return 0;↵
    if ((a) > (cap) / b + 1) return cap;↵
    return min(a*b, cap);↵
}↵

inline void add(ll &a, ll b) {↵
    a = min(cap,a+b);↵
}↵

int YO, END;↵

void mul(Mat &c, Mat a, Mat b) {↵
    REP(i,YO) REP(j,YO) if (i<j) swap(b[i][j], b[j][i]);↵
    REP(i, YO) REP(j, YO) {↵
        c[i][j] = 0;↵
        REP(k,YO) {↵
            add(c[i][j], prod(a[i][k], b[j][k]));↵
            if (c[i][j] == cap) break;↵
        }↵
    }↵
}↵

signed main(){↵
    IOS();↵
    int n,m; ll k; cin>>n>>m>>k;↵

    YO = n*3+1; END = YO-1;↵

    k += n;↵

    LAY = __lg(k+1)+2;↵

    REP(i,n) {↵
        M[i*3][i*3+1] = 1;↵
        M[i*3+1][i*3+2] = 1;↵
    }↵

    REP(i,m) {↵
        int a,b,c; cin>>a>>b>>c;↵
        --a; --b;↵
        M[a*3+2][b*3+3-c] += 1;↵
    }↵

    Vec now; fill(ALL(now), 0);↵
    REP(i,n) {↵
        now[i*3+2] = 1;↵
        M[i*3+2][END] = 1;↵
    }↵
    M[END][END] = 1;↵

    Mp[0] = M;↵

    ll psig = -1;↵
    bool yoit = 0;↵

    REP1(i, LAY-1) {↵
        bug(i);↵
        mul(Mp[i], Mp[i-1], Mp[i-1]);↵
        ll sg = 0;↵
        REP(p,YO) {↵
            if (p % 3 == 2)↵
                add(sg, Mp[i][p][END]);↵
        }↵
        if (sg > k ) {↵
            yoit = 1;↵
            LAY = i+1; break;↵
        }↵
        psig = sg;↵
    }↵

    ll re = 0;↵

    bool big = 0;ll sg= 0;↵

    for (int mi = LAY-1; mi>=0; --mi) {↵
        Vec tmp;↵
        fill(ALL(tmp), 0);↵
        ll sig = 0;↵
        REP(i, YO) {↵
            tmp[i] = 0;↵
            REP(j,YO) {↵
                add(tmp[i], prod(now[j], Mp[mi][j][i]));↵
            }↵
            if (i == END) {↵
                add(sig, tmp[i]);↵
            }↵
        }↵
        bug(sig, k);↵
        if (sig < k) {↵
            sg = sig;↵
            re += (1ll<<mi);↵
            now = tmp;↵
        }else big = 1;↵
    }↵

    if (!big) {↵
        assert(yoit != 1);↵
        re = -1;↵
    }↵

    cout<<re<<endl;↵


}↵

```↵
</spoiler>↵

</spoiler>↵

<spoiler summary="Help">↵
Is there a fast way to find min(A*B, C) where A, B, and C can be 64-bit numbers?↵
I had to resort to doing ↵

```c↵
inline ll prod(ll a, ll b) {↵
    if (!b || !a) return 0;↵
    if ((a) > (cap) / b + 1) return cap;↵
    return min(a*b, cap);↵
}↵
```↵

but it's obviously very slow. Also, szkopul doesn't support __int128.......↵
</spoiler>↵

7. [Panini 2017](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/w-dbshXVyRol4LIT9jeP-bNn/site/?key=statement) [Solved Jan 19]↵

<spoiler summary="Fun-ness">↵

7/10↵

<spoiler summary="Comments">↵

This is a great problem! It feels awesome finding observations and separating this difficult-seeming problem into a few easy-to-handle cases. ↵

One thing that surprised me was that I forgot an entire (fairly important) case that should've been easily caught with a random testcase but was still able to get 84 points, with only 2 subtasks showing WA. I guess this goes to show the importance of multitests, however annoying they are. ↵

</spoiler>↵

<spoiler summary="code">↵

```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
#define int ll↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define y1 zck_is_king↵
#define pii pair<ll, ll>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define RREP(i,n) for (int i = n-1; i>=0; --i)↵
#define REP1(i,n) for (int i = 1; i<=n; ++i)↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"0\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b,mo) % mo;↵
}↵

const int maxn = 3e3+5;↵

vector<pii> dp[maxn]; // {reaches to, cost}↵
ll smollest[maxn];↵

signed main(){↵
    IOS();↵

    int n,z,d; cin>>n>>z>>d;↵

    vector<ll> a(n+1);↵
    vector<ll> sig(n+1);↵

    ll re = 0;↵
    REP1(i,n) {↵
        cin>>a[i];↵
        if (a[i] < d) {↵
            re += d-a[i]; a[i] = d;↵
        }↵
        if (i - z >= 0 && a[i] - a[i-z] < d) {↵
            re += a[i-z] + d - a[i];↵
            a[i] = a[i-z] + d;↵
        }↵
        bug(i, a[i]);↵
        sig[i] = sig[i-1] + a[i];↵
    }↵
    a.pb(inf);↵
    bug(re);↵

    dp[0].pb({0, 0});↵

    for (int i = 1; i<=n; ++i) {↵
        ll cst = 0;↵
        int ntook = 1;↵
        int j = i;↵
        ll base = inf;↵
        for (; j>0 && ntook <= z && a[i]-a[j] <= d; --j, ++ntook) {↵
            if (a[i] - a[j] == d) {↵
                // try transition↵
                if (dp[j][0].f <= a[j])↵
                    MN(base, dp[j][0].s + cst);↵
            }↵
            cst += a[i] - a[j];↵
        }↵

        for (pii p : dp[j]) {↵
            if (p.f <= a[i] - d) {↵
                MN(base, p.s + cst);↵
            }↵
        }↵

        for (; j>0 && ntook <= z; --j, ++ntook) {↵
            cst += a[i] - a[j];↵
            MN(base, smollest[j-1] + cst);↵
        }↵

        bug(i, base);↵

        int at = i;↵

        for (int rps = 0; ; ++rps) {↵
            dp[at].pb({a[i] + rps * d, base});↵
            ntook = 0;↵
            for (; a[at] <= a[i] + (rps+1)*d && ntook <= z; ++at, ++ntook) {↵
                if (ntook) {↵
                    base += (rps+1)*d + a[i] - a[at];↵
                }↵
            }↵
            if (ntook == 1) break;↵
            --at;↵
        }↵
        smollest[i] = inf;↵
        for (pii p : dp[i]) {↵
            MN(smollest[i], p.s);↵
        }↵
        sort(ALL(dp[i]), [&](pii x, pii y){return x.f!=y.f?x.f < y.f : x.s < y.s;});↵
    }↵

    ll ret = inf;↵

    {↵
        ret = smollest[n];↵
//        for (pii p : dp[n]) MN(ret, p.s);↵
    }↵

    cout<<ret + re<<endl;↵

}↵


/*↵
5 5 101↵
2 100 300 400 500↵
*/↵



```↵
</spoiler>↵

</spoiler>↵

8. [Crossroads of Parity 2017](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/-7cqC3RrH4e-Ar7DWy4GKzLv/site/?key=statement) [Solved Jan 19]↵

<spoiler summary="Fun-ness">↵

7/10↵

<spoiler summary="Comments (major spoilers)">↵
This was a pretty cute and nice problem! I found it pretty easy but still very nice. ↵

Let $f(S)$ denote the answer after adding the set of non-MST edges $S$.↵

Obviously, because of MST properties, for a non-MST edge $e$ not in $S$, $f(S \cup \{e\}) > f(S)$, but it took me a bit of time to realize (and prove) that $e_1 > e_2 \implies f(S \cup \{e_1\}) > f(S \cup \{e_2\})$, which made the problem very nice and easy. ↵
</spoiler>↵

<spoiler summary="code">↵

```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
#define int ll↵
#undef BALBIT↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define y1 zck_is_king↵
#define pii pair<ll, ll>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define RREP(i,n) for (int i = n-1; i>=0; --i)↵
#define REP1(i,n) for (int i = 1; i<=n; ++i)↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"0\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b,mo) % mo;↵
}↵

const int maxn = 5e5+5;↵

struct edge{↵
    int v, u, i;↵
};↵

int bot[maxn]; // bottom node of each edge↵
int par[maxn]; // parent of node↵
int L[maxn],R[maxn];↵
int IT = 0;↵
vector<edge> g[maxn];↵

void dfs(int v, int p) {↵
    par[v] = p;↵
    L[v] = R[v] = IT++;↵
    for (edge e : g[v]) {↵
        if (e.u != p) {↵
            bot[e.i] = e.u;↵
            dfs(e.u, v);↵
            R[v] = R[e.u];↵
        }↵
    }↵
}↵

vector<edge> E;↵

int dpar[maxn];↵
int find(int x) {return x == dpar[x]?x : dpar[x] = find(dpar[x]);}↵
void mrg(int a, int b) {↵
    a=find(a); b = find(b);↵
    dpar[a] = b;↵
}↵

int s[maxn];↵
int QU(int e) {↵
    int re = 0;↵
    for (++e; e>0; e-=e&-e) {↵
        re ^= s[e];↵
    }↵
    return re;↵
}↵

inline bool isanc(int a, int b) {↵
    return L[a] <= L[b] && R[a] >= R[b];↵
}↵

void MO(int e, int v) {↵
    for (++e; e<maxn; e+=e&-e) {↵
        s[e] ^= v;↵
    }↵
}↵

vector<edge> lft;↵
bool intree[maxn];↵

int get(int id, ll k) { // k = 1 => find the cheapest↵
    bug(id);↵
    if (k > (1ll<<min(SZ(lft), 62ll))) {↵
        return -1;↵
    }↵
    --k; // now change to binary rep↵
    if (intree[id]) {↵
        int bt = bot[id];↵
        int re = QU(R[bt]) ^ QU(L[bt]-1);↵
        REP(j, min(62ll, SZ(lft))) {↵
            if (k & (1ll<<j)) {↵
                re ^= isanc(bt, lft[j].u);↵
                re ^= isanc(bt, lft[j].v);↵
            }↵
        }↵
        return re;↵
    }else{↵
        REP(j, min(62ll, SZ(lft))) {↵
            if (k & (1ll<<j)) {↵
                if (lft[j].i == id) return 1;↵
            }↵
        }↵
        return 0;↵
    }↵
}↵

signed main(){↵
    IOS();↵
    int n,m; cin>>n>>m;↵
    REP(i,n) dpar[i] = i;↵
    bool totpar = 0;↵
    REP(i,m) {↵
        int a,b; cin>>a>>b; --a; --b;↵
        E.pb({a,b,i});↵
        if (find(a) != find(b)) {↵
            mrg(a,b);↵
            g[a].pb(E.back());↵
            g[b].pb({b,a,i});↵
            intree[i] = 1;↵
        }else {↵
            lft.pb(E.back());↵
        }↵
    }↵
    dfs(0, -1);↵
    REP(i,n) {↵
        int p; cin>>p;↵
        MO(L[i], p); // don't forget L[i]!!!↵
    }↵

    ll K; cin>>K;↵

    REP(i,m) {↵
        cout<<get(i, K)<<' ';↵
    }↵

    cout<<endl;↵

    int q; cin>>q;↵
    while (q--) {↵
        char c; cin>>c;↵
        if (c == 'M') {↵
            int v; cin>>v;↵
            --v; MO(L[v], 1);↵
            totpar ^= 1;↵
        }else if (c == 'K') {↵
            cin>>K;↵
        }else{↵
            int i; cin>>i; --i;↵
            if (totpar == 1) cout<<-1<<endl;↵
            else cout<<get(i,K)<<endl;↵
        }↵
    }↵


}↵


```↵
</spoiler>↵

</spoiler>↵

9. [Hydrocontest 2016](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/y9HM1ctDU8V8xLMRUYACDIRs/site/?key=statement)
 [Solved Jan 30]↵

<spoiler summary="Fun-ness">↵

7/10↵

<spoiler summary="Comments">↵
I enjoyed this one quite a lot. Analysis was clean and the implementation was, while difficult, not as hard as I initially thought (which was that the graph was a general cactus, with some edges on no cycles). ↵

BTW, I was gone for the past week due to a participating in a camp that took quite a bit more time than I expected.↵
</spoiler>↵

<spoiler summary="code">↵

```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
#define int ll↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define y1 zck_is_king↵
#define pii pair<ll, ll>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define RREP(i,n) for (int i = n-1; i>=0; --i)↵
#define REP1(i,n) for (int i = 1; i<=n; ++i)↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"0\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b,mo) % mo;↵
}↵

const int maxn = 5e5+5;↵

// 1. Find all faces and label each face as a node↵
// 2. Choose a face as the root and dfs↵
// 3. After finding the answer for each node (win or lose or nothing) wrt to each face except for transition nodes, dfs again for each face and push answer down↵
// 4. Use the answers for each face wrt to each node, answer each node↵

vector<int> g[maxn];↵
bool seen[maxn];↵
vector<vector<int> > face; // faces!↵
vector<vector<int> > type; // for each (face, point), find the node type here (-1 for lose, 1 for win, 0 for nothing)↵

vector<int> touchface[maxn]; // faces touching this node↵
vector<int> faceval[maxn]; // values of faces touching this node,↵

int par[maxn];↵
int ts[maxn]; int IT = 0;↵

void dfs1(int v, int p) {↵
    par[v] = p;↵
    seen[v] = 1;↵
    ts[v] = IT++;↵
    for (int u : g[v]) {↵
        if (u == p) continue; // no double edges guaranteed↵
        if (seen[u]) {↵
            if (ts[u] < ts[v]) {↵
                // u is ancestor of v↵
                vector<int> nf;↵
                for (int at = v; at != u; at = par[at]) {↵
                    nf.pb(at);↵
                }↵
                nf.pb(u);↵
                for (int x : nf) {↵
                    touchface[x].pb(SZ(face));↵
                }↵
                face.pb(nf);↵
                type.pb({});↵
            }↵
        }else{↵
            dfs1(u, v);↵
        }↵
    }↵
}↵

void getans(int f, int w, int wval) { // get all the answers for face f, given that the dp for node w is wval↵
    int m = SZ(face[f]);↵
    vector<int> &T = type[f];↵
    REP(i, m) {↵
        if (T[i] == -5) {↵
            T[i] = wval;↵
        }↵
    }↵
    vector<int> ans(m); // answer for this node, facing this face↵
    int nwin = 0;↵
    REP(i,m) {↵
        if (T[i] == 1) {↵
            ++nwin;↵
        }↵
    }↵
    int lastwin = -10000000;↵
    REP(i, 2*m) {↵
        if (i >= m) {↵
            if ((i-lastwin) < m && (i - lastwin) % 2 == 0) {↵
                // win!↵
                ans[i%m] = 1;↵
            }↵
        }↵
        if (T[i%m] == 1) {↵
            lastwin = i;↵
        }↵
    }↵
     lastwin = 3*m;↵
    for (int i = 2*m-1; i>=0; --i) {↵
        if (i < m) {↵
            if ((lastwin - i) < m && (lastwin-i)%2 == 0) {↵
                ans[i] = 1;↵
            }↵
        }↵
        if (T[i%m] == 1) lastwin = i;↵
    }↵
    REP(i,m) {↵
        if (ans[i] == 0) {↵
            if ((nwin == 0) || (nwin==1 && T[i] == 1)) {↵
                // no other winning nodes left↵
                ans[i] = m % 2 == 0? 2:3 ;↵
            }else{↵
                ans[i] = -1;↵
            }↵
        }↵
    }↵

    REP(i,m) {↵
        int v = face[f][i];↵
        if (v == w) continue;↵
        assert(SZ(touchface[v]) == SZ(faceval[v]));↵
        int nwin = 0; int nflip = 0;↵
        REP(j, SZ(touchface[v])) {↵
            int f2 = touchface[v][j];↵
            if (f2 == f) {↵
                faceval[v][j] = ans[i];↵
            }else{↵
                assert(faceval[v][j] != -5);↵
            }↵
            if (faceval[v][j] == 1) ++nwin;↵
            else if (faceval[v][j] == 3) ++nflip;↵
        }↵
        REP(j, SZ(touchface[v])) {↵
            int f2 = touchface[v][j];↵
            if (f2 == f) {↵
                continue;↵
            }↵
            if (faceval[v][j] == 1) {↵
                if (nwin == 1) {↵
                    getans(f2, v, nflip%2==1?1:2);↵
                }else{↵
                    getans(f2, v, 1);↵
                }↵
            }else{↵
                if (nwin) {↵
                    getans(f2, v, 1);↵
                }else{↵
                    getans(f2, v, (nflip - (faceval[v][j] == 3))% 2 == 1? 1 : 2);↵
                }↵
            }↵
        }↵
    }↵

}↵

int dfs2(int f, int w) { // i'm at face F, working on point w. -1: losing node, 1: winning, 2: no flip node, 3: force flip node↵
    int m = SZ(face[f]);↵
    vector<int> &val = type[f];↵
    val.resize(m,-5);↵
    int wherew = -1;↵
    REP(i, m) {↵

        int v = face[f][i];↵
//        bug(f,i,w,v);↵
        if (v == w) {↵
            wherew = i; continue;↵
        }↵
        val[i] = 2;↵
        vector<int> tmp;↵
        for (int f2 : touchface[v]) {↵
            if (f2 == f) {↵
                faceval[v].pb(-5);↵
            }else{↵
                int gt = dfs2(f2, v);↵
                faceval[v].pb(gt);↵
                tmp.pb(gt);↵
            }↵
        }↵
        for (int gt : tmp){↵
            if (gt == -1 || gt == 2) continue; // no one will walk into a losing node, and no-flips do nothing↵
            if (gt == 1)  {↵
                val[i] = 1; break; // everyone will walk a winning node!↵
            }↵
            if (gt == 3) {↵
                val[i] ^= 1;↵
            }↵
        }↵
        if (val[i] == 3) {↵
            val[i] = 1; // winnin'↵
        }↵
        bug(f, i, v, val[i]);↵
    }↵

    if (wherew == -1) {↵
        // is the root↵
        getans(f, -1, -1);↵
        return -100;↵
    }↵

    bool anywin = 0;↵
    REP(i,m) {↵
        if (val[i] == 1) {↵
            anywin = 1; break;↵
        }↵
    }↵

    if (anywin == 0) {↵
        return m % 2 == 0?2 : 3; // no flip or flip↵
    }↵
    REP1(i, m) {↵

        if (val[(i+wherew) % m] == 1 ) {↵
            // encountered a winning node!↵
            if (i % 2 == 0) {↵
                return 1; // winning!↵
            }↵
            break;↵
        }↵
    }↵

    REP1(i, m) {↵

        if (val[(wherew-i+m) % m] == 1 ) {↵
            // encountered a winning node!↵
            if (i % 2 == 0) {↵
                return 1; // winning!↵
            }↵
            break;↵
        }↵
    }↵
    return -1; // there is a winning node, but the opponent will walk it↵
}↵



signed main(){↵
    IOS();↵
    int n; cin>>n;↵
    int m; cin>>m;↵
    REP(i,m) {↵
        int a,b;↵
        cin>>a>>b; --a; --b;↵
        g[a].pb(b); g[b].pb(a);↵
    }↵
    dfs1(0, -1);↵
    REP(i,n) sort(ALL(touchface[i]));↵

    dfs2(0, -1);↵

    REP(i,n) {↵
        bool haswin = 0;↵
        int nflip = 0;↵
        for (int s : faceval[i]) {↵
            if (s == 1) haswin = 1;↵
            else if (s == 3) {↵
                ++nflip;↵
            }↵
        }↵
        if( haswin || nflip % 2 == 1) {↵
            cout<<1<<endl;↵
        }else{↵
            cout<<2<<endl;↵
        }↵
    }↵


}↵

/*↵
7 9↵
1 2↵
2 3↵
3 1↵
3 4↵
4 5↵
5 3↵
5 7↵
5 6↵
6 7↵
*/↵

}↵


```↵
</spoiler>↵

</spoiler>↵

10. [Sorcerers 2015](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/fuTBSUcQ2U9sVPYJUDI4JwIe/site/?key=statement)↵
11. [Direction Signs 2015](https://szkopul.edu.pl/problemset/problem/4roJ2TqCXhLN6ftK2jiWKlO9/site/?key=statement) [Solved Jan 20]↵

<spoiler summary="Fun-ness">↵

7/10↵

<spoiler summary="Comments (major spoilers)">↵
I thought this was a nice problem, although not a very hard one (?) Maybe I've seen too many of these "The answer contains at least X% of the set" :P↵

At first I wasn't sure if O(N^2 * M / 64) * 20 reps would pass, but with a couple of /2s it runs really comfortably in around 0.5s. ↵
</spoiler>↵

<spoiler summary="code">↵

```c↵
#include <bits/stdc++.h>↵
#define int ll↵
using namespace std;↵
#define ll long long↵
#define y1 zck_is_king↵
#define pii pair<ll, ll>↵
#define ull unsigned ll↵
#define f first↵
#define s second↵
#define ALL(x) x.begin(),x.end()↵
#define SZ(x) (int)x.size()↵
#define SQ(x) (x)*(x)↵
#define MN(a,b) a = min(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define MX(a,b) a = max(a,(__typeof__(a))(b))↵
#define pb push_back↵
#define REP(i,n) for (int i = 0; i<n; ++i)↵
#define RREP(i,n) for (int i = n-1; i>=0; --i)↵
#define REP1(i,n) for (int i = 1; i<=n; ++i)↵
#define SORT_UNIQUE(c) (sort(c.begin(),c.end()), c.resize(distance(c.begin(),unique(c.begin(),c.end()))))↵
#ifdef BALBIT↵
#define IOS()↵
#define bug(...) fprintf(stderr,"#%d (%s) = ",__LINE__,#__VA_ARGS__),_do(__VA_ARGS__);↵
template<typename T> void _do(T &&x){cerr<<x<<endl;}↵
template<typename T, typename ...S> void _do(T &&x, S &&...y){cerr<<x<<", ";_do(y...);}↵
#else↵
#define IOS() ios_base::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);↵
#define endl '\n'↵
#define bug(...)↵
#endif↵

const int iinf = 1e9+10;↵
const ll inf = 1ll<<60;↵
const ll mod = 1e9+7 ;↵


void GG(){cout<<"0\n"; exit(0);}↵

ll mpow(ll a, ll n, ll mo = mod){ // a^n % mod↵
    ll re=1;↵
    while (n>0){↵
        if (n&1) re = re*a %mo;↵
        a = a*a %mo;↵
        n>>=1;↵
    }↵
    return re;↵
}↵

ll inv (ll b, ll mo = mod){↵
    if (b==1) return b;↵
    return (mo-mo/b) * inv(mo%b,mo) % mo;↵
}↵

const int maxn = 1e5+5;↵

int d[1005][202];↵
bitset<200> so[1005];↵
int R[1005];↵

int from[1005], dp[1005];↵


signed main(){↵
    IOS();↵

    mt19937 rnd(time(0));↵

    int n,m; cin>>n>>m;↵
    --m;↵
    REP(i,n) {↵
        int r; cin>>r; R[i] = r;↵
        REP(j,m) {↵
            cin>>d[i][j]; d[i][j] -= r;↵
        }↵
    }↵
    const int MAGIC = 20;↵

    int bst = 0;↵
    vector<int>re;↵

    REP(qqq, MAGIC) {↵
        int T = rnd()%n;↵
        vector<int> same;↵
        vector<pii> gv, lv;↵
        REP(i,n) {↵
            if (i == T) {↵
                same.pb(i); continue;↵
            }↵
            int gr = 0;↵
            int cnt = 0;↵
            REP(j,m) {↵
                so[i][j] = 0;↵
                if (d[i][j] == d[T][j]) continue;↵
                if (abs(d[i][j] - d[T][j]) >= 2) goto die;↵

                so[i][j] = 1; ++cnt;↵
                if (d[i][j] > d[T][j]) {↵
                    if (gr == -1) goto die;↵
                    gr = 1;↵
                }else{↵
                    if (gr == 1) goto die;↵
                    gr = -1;↵
                }↵
            }↵

            if (gr == 0) {↵
                same.pb(i);↵
            }else if (gr > 0) {↵
                gv.pb({cnt,i});↵
            }else{↵
                lv.pb({cnt,i});↵
            }↵
            die:;↵
        }↵
        if (SZ(gv) + SZ(lv) + SZ(same) < bst) continue;↵
        bug(T, bst, SZ(gv), SZ(lv), SZ(same));↵
        sort(ALL(gv)); sort(ALL(lv));↵

        memset(from, -1, sizeof from);↵

        REP(i, SZ(gv)) {↵
            int it = gv[i].s;↵
            dp[it] = 1;↵
            REP(j, i) {↵
                if (dp[gv[j].s] + 1 > dp[it] && (so[it] | so[gv[j].s]) == so[it]) {↵
                    dp[it] = dp[gv[j].s] + 1;↵
                    from[it] = gv[j].s;↵
                }↵
            }↵
        }↵


        REP(i, SZ(lv)) {↵
            int it = lv[i].s;↵
            dp[it] = 1;↵
            REP(j, i) {↵
                if (dp[lv[j].s] + 1 > dp[it] && (so[it] | so[lv[j].s]) == so[it]) {↵
                    dp[it] = dp[lv[j].s] + 1;↵
                    from[it] = lv[j].s;↵
                }↵
            }↵
        }↵

        int btog = 0;↵
        int bg = -1, bl = -1;↵
        for (pii G : gv) {↵
            if (dp[G.s] > btog) {↵
                btog = dp[G.s]; bg = G.s; bl = -1;↵
            }↵
        }↵
        for (pii L : lv) {↵
            if (dp[L.s] > btog) {↵
                btog = dp[L.s]; bl = L.s; bg = -1;↵
            }↵
        }↵
        for (pii G : gv) for (pii L : lv) {↵
            if (dp[G.s] + dp[L.s] > btog && ((so[G.s] & so[L.s]).count() == 0)) {↵
                btog = dp[G.s] + dp[L.s];↵
                bg = G.s; bl = L.s;↵
            }↵
        }↵

        if (btog + SZ(same) > bst) {↵
            vector<pair<pii, int> > rat;↵
            int stp = 100000;↵
            for (int at = bg; at != -1; at = from[at]) {↵
                rat.pb({{R[at], stp}, at});↵
                --stp;↵
            }↵
            stp = -100000;↵
            for (int at = bl; at != -1; at = from[at]) {↵
                rat.pb({{R[at], stp},at});↵
                ++stp;↵
            }↵

            for (int t : same) {↵
                rat.pb({{R[t], 0},t});↵
            }↵

            sort(ALL(rat)); reverse(ALL(rat));↵

            assert(SZ(rat) == btog + SZ(same));↵

            bst = SZ(rat); re.clear();↵

            for (auto e : rat) {↵
                re.pb(e.s+1);↵
            }↵
        }↵

    }↵

    cout<<SZ(re)<<endl;↵

    for (int x : re) cout<<x<<' ';↵
    cout<<endl;↵

}↵


/*↵
4 4↵
3 3 3 4↵
3 4 4 4↵
3 3 4 4↵
4 4 4 4↵
*/↵


```↵
</spoiler>↵

</spoiler>↵

 ↵
Note: I'll also leave comments/hints here in case I manage to solve them or (unfortunately) have to dig around CSDN for their solutions :)

History

 
 
 
 
Revisions
 
 
  Rev. Lang. By When Δ Comment
en14 English balbit 2022-01-30 19:54:27 7694
en13 English balbit 2022-01-30 13:16:36 8320
en12 English balbit 2022-01-22 13:10:49 8713
en11 English balbit 2022-01-22 10:42:19 138
en10 English balbit 2022-01-20 09:57:58 5542
en9 English balbit 2022-01-19 14:38:01 4104
en8 English balbit 2022-01-19 05:27:43 8339 Tiny change: '\nInspired b' -> 'Inspired b'
en7 English balbit 2022-01-18 18:20:32 5 Tiny change: 'ent) [Solvd Jan 18]\' -> 'ent) [Solved Jan 18]\'
en6 English balbit 2022-01-18 18:20:01 911
en5 English balbit 2022-01-16 12:50:44 4244 Tiny change: 'igns to this list to c' -> 'igns to the list to c'
en4 English balbit 2022-01-16 11:52:14 6387
en3 English balbit 2022-01-15 18:30:13 1 (published)
en2 English balbit 2022-01-15 18:29:42 6831 (saved to drafts)
en1 English balbit 2022-01-15 15:18:58 1983 Initial revision (published)