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No.1660 Matrix Exponentiation

レベル : / 実行時間制限 : 1ケース 2.000秒 / メモリ制限 : 512 MB / 標準ジャッジ問題
タグ : / 解いたユーザー数 82
作問者 : 箱星 / テスター : stoq 👑 ygussany
12 ProblemId : 6778 / 出題時の順位表 / 自分の提出
問題文最終更新日: 2022-04-26 00:09:57

問題文

NNNN 列の行列 AA があります。i=1,2,,Ki=1,2,\ldots,K に対し AArir_icic_i 列成分は 11 で、それ以外の成分は 00 です。

AmA^m が零行列となるような正の整数 mm が存在するかを判定し、存在するときは mm の最小値を求めてください。

制約

  • 1N1051\le N\le 10^5
  • 0Kmin(N2,105)0\le K\le \min(N^2,10^5)
  • 1ri,ciN1\le r_i,c_i\le N
  • iji\ne j ならば (ri,ci)(rj,cj)(r_i,c_i)\ne (r_j,c_j)
  • 入力はすべて整数

入力

NN KK
r1r_1 c1c_1
r2r_2 c2c_2
\vdots
rKr_K cKc_K

出力

AmA^m が零行列となるような正の整数 mm が存在するときは、mm の最小値を出力してください。存在しないときは 1-1 を出力してください。

サンプル

サンプル1
入力
3 3
1 2
1 3
2 3
出力
3

A=(011001000),A2=(001000000),A3=(000000000)A=\begin{pmatrix} 0 & 1 & 1 \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}, A^2=\begin{pmatrix} 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}, A^3=\begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} なので、答えは 33 です。

サンプル2
入力
3 3
1 1
2 2
3 3
出力
-1

任意の mm に対し、AmA^m は零行列になりません。

サンプル3
入力
1 0
出力
1

AA は零行列です。

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