結果
| 問題 | No.93 ペガサス |
| コンテスト | |
| ユーザー |
 ecottea
|
| 提出日時 | 2025-12-23 01:53:54 |
| 言語 | C++23 (gcc 13.3.0 + boost 1.89.0) |
| 結果 |
AC
|
| 実行時間 | 2,227 ms / 5,000 ms |
| コード長 | 27,398 bytes |
| 記録 | |
| コンパイル時間 | 10,966 ms |
| コンパイル使用メモリ | 388,696 KB |
| 実行使用メモリ | 8,624 KB |
| 最終ジャッジ日時 | 2025-12-23 01:54:58 |
| 合計ジャッジ時間 | 56,476 ms |
|
ジャッジサーバーID （参考情報） |
judge1 / judge5 |
（要ログイン）
| ファイルパターン | 結果 |
|---|---|
| sample | AC * 4 |
| other | AC * 16 |
ソースコード
// QCFium 法
//#pragma GCC target("avx2") // yukicoder と codechef では消す
#pragma GCC optimize("O3") // たまにバグる
#pragma GCC optimize("unroll-loops")
#ifndef HIDDEN_IN_VS // 折りたたみ用
// 警告の抑制
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
// ライブラリの読み込み
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// 型名の短縮
using ll = long long; using ull = unsigned long long; // -2^63 ～ 2^63 = 9e18（int は -2^31 ～ 2^31 = 2e9）
using pii = pair<int, int>; using pll = pair<ll, ll>; using pil = pair<int, ll>; using pli = pair<ll, int>;
using vi = vector<int>; using vvi = vector<vi>; using vvvi = vector<vvi>; using vvvvi = vector<vvvi>;
using vl = vector<ll>; using vvl = vector<vl>; using vvvl = vector<vvl>; using vvvvl = vector<vvvl>;
using vb = vector<bool>; using vvb = vector<vb>; using vvvb = vector<vvb>;
using vc = vector<char>; using vvc = vector<vc>; using vvvc = vector<vvc>;
using vd = vector<double>; using vvd = vector<vd>; using vvvd = vector<vvd>;
template <class T> using priority_queue_rev = priority_queue<T, vector<T>, greater<T>>;
using Graph = vvi;
// 定数の定義
const double PI = acos(-1);
int DX[4] = { 1, 0, -1, 0 }; // 4 近傍（下，右，上，左）
int DY[4] = { 0, 1, 0, -1 };
int INF = 1001001001; ll INFL = 4004004003094073385LL; // (int)INFL = INF, (int)(-INFL) = -INF;
// 入出力高速化
struct fast_io { fast_io() { cin.tie(nullptr); ios::sync_with_stdio(false); cout << fixed << setprecision(18); } } fastIOtmp;
// 汎用マクロの定義
#define all(a) (a).begin(), (a).end()
#define sz(x) ((int)(x).size())
#define lbpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::lower_bound(all(a), (x)))
#define ubpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::upper_bound(all(a), (x)))
#define Yes(b) {cout << ((b) ? "Yes\n" : "No\n");}
#define rep(i, n) for(int i = 0, i##_len = int(n); i < i##_len; ++i) // 0 から n-1 まで昇順
#define repi(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i <= i##_end; ++i) // s から t まで昇順
#define repir(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i >= i##_end; --i) // s から t まで降順
#define repe(v, a) for(const auto& v : (a)) // a の全要素（変更不可能）
#define repea(v, a) for(auto& v : (a)) // a の全要素（変更可能）
#define repb(set, d) for(int set = 0, set##_ub = 1 << int(d); set < set##_ub; ++set) // d ビット全探索（昇順）
#define repis(i, set) for(int i = lsb(set), bset##i = set; i < 32; bset##i -= 1 << i, i = lsb(bset##i)) // set の全要素（昇順）
#define repp(a) sort(all(a)); for(bool a##_perm = true; a##_perm; a##_perm = next_permutation(all(a))) // a の順列全て（昇順）
#define uniq(a) {sort(all(a)); (a).erase(unique(all(a)), (a).end());} // 重複除去
#define EXIT(a) {cout << (a) << endl; exit(0);} // 強制終了
#define inQ(x, y, u, l, d, r) ((u) <= (x) && (l) <= (y) && (x) < (d) && (y) < (r)) // 半開矩形内判定
// 汎用関数の定義
template <class T> inline ll powi(T n, int k) { ll v = 1; rep(i, k) v *= n; return v; }
template <class T> inline bool chmax(T& M, const T& x) { if (M < x) { M = x; return true; } return false; } // 最大値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline bool chmin(T& m, const T& x) { if (m > x) { m = x; return true; } return false; } // 最小値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline int getb(T set, int i) { return (set >> i) & T(1); }
template <class T> inline T smod(T n, T m) { n %= m; if (n < 0) n += m; return n; } // 非負mod
// 演算子オーバーロード
template <class T, class U> inline istream& operator>>(istream& is, pair<T, U>& p) { is >> p.first >> p.second; return is; }
template <class T> inline istream& operator>>(istream& is, vector<T>& v) { repea(x, v) is >> x; return is; }
template <class T> inline vector<T>& operator--(vector<T>& v) { repea(x, v) --x; return v; }
template <class T> inline vector<T>& operator++(vector<T>& v) { repea(x, v) ++x; return v; }
#endif // 折りたたみ用
#if __has_include(<atcoder/all>)
#include <atcoder/all>
using namespace atcoder;
#ifdef _MSC_VER
#include "localACL.hpp"
#endif
//using mint = modint998244353;
using mint = static_modint<(int)1e9+7>;
//using mint = modint; // mint::set_mod(m);
using vm = vector<mint>; using vvm = vector<vm>; using vvvm = vector<vvm>; using vvvvm = vector<vvvm>; using pim = pair<int, mint>;
#endif
#ifdef _MSC_VER // 手元環境（Visual Studio）
#include "local.hpp"
#else // 提出用（gcc）
int mute_dump = 0;
int frac_print = 0;
#if __has_include(<atcoder/all>)
namespace atcoder {
inline istream& operator>>(istream& is, mint& x) { ll x_; is >> x_; x = x_; return is; }
inline ostream& operator<<(ostream& os, const mint& x) { os << x.val(); return os; }
}
#endif
inline int popcount(int n) { return __builtin_popcount(n); }
inline int popcount(ll n) { return __builtin_popcountll(n); }
inline int lsb(int n) { return n != 0 ? __builtin_ctz(n) : 32; }
inline int lsb(ll n) { return n != 0 ? __builtin_ctzll(n) : 64; }
inline int msb(int n) { return n != 0 ? (31 - __builtin_clz(n)) : -1; }
inline int msb(ll n) { return n != 0 ? (63 - __builtin_clzll(n)) : -1; }
#define dump(...)
#define dumpel(v)
#define dump_math(v)
#define input_from_file(f)
#define output_to_file(f)
#define Assert(b) { if (!(b)) { vc MLE(1<<30); EXIT(MLE.back()); } } // RE の代わりに MLE を出す
#endif
// i=n に対する愚直解を返す．
mint naive_sub(int n) {
if (n == 0) return 0;
if (n == 1) return 1;
int nL = n / 2, nR = n - nL;
// O(n^4) の挿入 DP
// dp[l][cl][cr][tp]:
// l : 左側の長さ
// cl : 左側の {i-1, i-2} 以外の差が 1 の場所の数
// cr : 右側の {i-1, i-2} 以外の差が 1 の場所の数
// tp : 0: i-1 が左で i-2 と隣接していない
// 1: i-1 が左で i-2 と隣接している
// 2: i-1 が右で i-2 と隣接していない
// 3: i-1 が右で i-2 と隣接している
vvvvm dp(nL + 1, vvvm(nL, vvm(nR, vm(4))));
auto print_dp = [&](int i) {
repi(l, 0, nL) rep(cl, nL) rep(cr, nR) rep(tp, 4) {
int r = i - l;
if (dp[l][cl][cr][tp] != 0) {
//dump("l, r, cl, cr, tp:", l, r, cl, cr, tp, "dp:", dp[l][cl][cr][tp]);
}
}
};
//dump("-------------- i:", 0, "---------------");
dp[1][0][0][0] = 1;
dp[0][0][0][2] = 1;
print_dp(1);
repi(i, 1, n - 1) {
//dump("-------------- i:", i, "---------------");
vvvvm ndp(nL + 1, vvvm(nL, vvm(nR, vm(4))));
repi(l, max(i - nR, 0), min(nL, i)) {
int r = i - l; // <= nR
rep(cl, max(l, 1)) rep(cr, max(r, 1)) {
// ---------------- L ----------------
if (l < nL) {
// (i-1, i-2) -> (i-1, i, i-2)
ndp[l + 1][cl][cr][1] += dp[l][cl][cr][1];
// (i-1, x) -> (i-1, i, x)
if (cl + 1 < nL) ndp[l + 1][cl + 1][cr][1] += dp[l][cl][cr][1];
ndp[l + 1][cl][cr][1] += 2 * dp[l][cl][cr][0];
// (x, x+1) -> (x, i, x+1)
if (cl > 0) {
ndp[l + 1][cl - 1][cr][0] += cl * dp[l][cl][cr][0];
ndp[l + 1][cl - 1 + 1][cr][0] += cl * dp[l][cl][cr][1];
ndp[l + 1][cl - 1][cr][0] += cl * dp[l][cl][cr][2];
if (cr + 1 < nR) ndp[l + 1][cl - 1][cr + 1][0] += cl * dp[l][cl][cr][3];
}
// (x, y) -> (x, i, y)
ndp[l + 1][cl][cr][0] += max(l + 1 - cl - 2, 0) * dp[l][cl][cr][0];
if (cl + 1 < nL) ndp[l + 1][cl + 1][cr][0] += max(l + 1 - cl - 2, 0) * dp[l][cl][cr][1];
ndp[l + 1][cl][cr][0] += (l + 1 - cl) * dp[l][cl][cr][2];
if (cr + 1 < nR) ndp[l + 1][cl][cr + 1][0] += (l + 1 - cl) * dp[l][cl][cr][3];
}
// ---------------- R ----------------
if (r < nR) {
// (i-1, i-2) -> (i-1, i, i-2)
ndp[l][cl][cr][3] += dp[l][cl][cr][3];
// (i-1, x) -> (i-1, i, x)
if (cr + 1 < nR) ndp[l][cl][cr + 1][3] += dp[l][cl][cr][3];
ndp[l][cl][cr][3] += 2 * dp[l][cl][cr][2];
// (x, x+1) -> (x, i, x+1)
if (cr > 0) {
ndp[l][cl][cr - 1][2] += cr * dp[l][cl][cr][2];
ndp[l][cl][cr - 1 + 1][2] += cr * dp[l][cl][cr][3];
ndp[l][cl][cr - 1][2] += cr * dp[l][cl][cr][0];
if (cl + 1 < nL) ndp[l][cl + 1][cr - 1][2] += cr * dp[l][cl][cr][1];
}
// (x, y) -> (x, i, y)
ndp[l][cl][cr][2] += max(r + 1 - cr - 2, 0) * dp[l][cl][cr][2];
if (cr + 1 < nR) ndp[l][cl][cr + 1][2] += max(r + 1 - cr - 2, 0) * dp[l][cl][cr][3];
ndp[l][cl][cr][2] += (r + 1 - cr) * dp[l][cl][cr][0];
if (cl + 1 < nL) ndp[l][cl + 1][cr][2] += (r + 1 - cr) * dp[l][cl][cr][1];
}
}
}
dp = move(ndp);
print_dp(i + 1);
}
mint res = dp[nL][0][0][0] + dp[nL][0][0][2];
return res;
}
// i=[0..n) に対する愚直解を返す．
vm naive() {
int n = 70;
vm seq;
rep(i, n) {
dump("i:", i);
seq.push_back(naive_sub(i));
}
#ifdef _MSC_VER
// 埋め込み用
string eb;
eb += "vm seq = {";
rep(i, sz(seq)) eb += to_string(seq[i].val()) + ",";
if (eb.back() == ',') eb.pop_back();
eb += "};\n\n";
cout << eb;
#endif
return seq;
}
//【行列】
template <class T>
struct Matrix {
int n, m; // 行列のサイズ（n 行 m 列）
vector<vector<T>> v; // 行列の成分
// n×m 零行列で初期化する．
Matrix(int n, int m) : n(n), m(m), v(n, vector<T>(m)) {}
// n×n 単位行列で初期化する．
Matrix(int n) : n(n), m(n), v(n, vector<T>(n)) { rep(i, n) v[i][i] = T(1); }
// 二次元配列 a[0..n)[0..m) の要素で初期化する．
Matrix(const vector<vector<T>>& a) : n(sz(a)), m(sz(a[0])), v(a) {}
Matrix() : n(0), m(0) {}
// 代入
Matrix(const Matrix&) = default;
Matrix& operator=(const Matrix&) = default;
// アクセス
inline vector<T> const& operator[](int i) const { return v[i]; }
inline vector<T>& operator[](int i) {return v[i];}
// 入力
friend istream& operator>>(istream& is, Matrix& a) {
rep(i, a.n) rep(j, a.m) is >> a.v[i][j];
return is;
}
// 行の追加
void push_back(const vector<T>& a) {
Assert(sz(a) == m);
v.push_back(a);
n++;
}
// 行の削除
void pop_back() {
Assert(n > 0);
v.pop_back();
n--;
}
// サイズ変更
void resize(int n_) {
v.resize(n_);
n = n_;
}
void resize(int n_, int m_) {
n = n_;
m = m_;
v.resize(n);
rep(i, n) v[i].resize(m);
}
// 空か
bool empty() const { return min(n, m) == 0; }
// 比較
bool operator==(const Matrix& b) const { return n == b.n && m == b.m && v == b.v; }
bool operator!=(const Matrix& b) const { return !(*this == b); }
// 加算，減算，スカラー倍
Matrix& operator+=(const Matrix& b) {
rep(i, n) rep(j, m) v[i][j] += b[i][j];
return *this;
}
Matrix& operator-=(const Matrix& b) {
rep(i, n) rep(j, m) v[i][j] -= b[i][j];
return *this;
}
Matrix& operator*=(const T& c) {
rep(i, n) rep(j, m) v[i][j] *= c;
return *this;
}
Matrix operator+(const Matrix& b) const { return Matrix(*this) += b; }
Matrix operator-(const Matrix& b) const { return Matrix(*this) -= b; }
Matrix operator*(const T& c) const { return Matrix(*this) *= c; }
friend Matrix operator*(const T& c, const Matrix<T>& a) { return a * c; }
Matrix operator-() const { return Matrix(*this) *= T(-1); }
// 行列ベクトル積 : O(m n)
vector<T> operator*(const vector<T>& x) const {
vector<T> y(n);
rep(i, n) rep(j, m) y[i] += v[i][j] * x[j];
return y;
}
// ベクトル行列積 : O(m n)
friend vector<T> operator*(const vector<T>& x, const Matrix& a) {
vector<T> y(a.m);
rep(i, a.n) rep(j, a.m) y[j] += x[i] * a[i][j];
return y;
}
// 積：O(n^3)
Matrix operator*(const Matrix& b) const {
Matrix res(n, b.m);
rep(i, res.n) rep(k, m) rep(j, res.m) res[i][j] += v[i][k] * b[k][j];
return res;
}
Matrix& operator*=(const Matrix& b) { *this = *this * b; return *this; }
// 累乗：O(n^3 log d)
Matrix pow(ll d) const {
Matrix res(n), pow2 = *this;
while (d > 0) {
if (d & 1) res *= pow2;
pow2 *= pow2;
d >>= 1;
}
return res;
}
#ifdef _MSC_VER
friend ostream& operator<<(ostream& os, const Matrix& a) {
rep(i, a.n) {
os << "[";
rep(j, a.m) os << a[i][j] << " ]"[j == a.m - 1];
if (i < a.n - 1) os << "\n";
}
return os;
}
#endif
};
//【線形方程式】O(n m min(n, m))
template <class T>
vector<T> gauss_jordan_elimination(const Matrix<T>& A, const vector<T>& b, vector<vector<T>>* xs = nullptr) {
int n = A.n, m = A.m;
// v : 拡大係数行列 (A | b)
vector<vector<T>> v(n, vector<T>(m + 1));
rep(i, n) rep(j, m) v[i][j] = A[i][j];
rep(i, n) v[i][m] = b[i];
// pivots[i] : 第 i 行のピボットが第何列にあるか
vi pivots;
// 注目位置を v[i][j] とする．
int i = 0, j = 0;
while (i < n && j <= m) {
// 注目列の下方の行から非 0 成分を見つける．
int i2 = i;
while (i2 < n && v[i2][j] == T(0)) i2++;
// 見つからなかったら注目位置を右に移す．
if (i2 == n) { j++; continue; }
// 見つかったら第 i 行とその行を入れ替える．
if (i != i2) swap(v[i], v[i2]);
// v[i][j] をピボットに選択する．
pivots.push_back(j);
// v[i][j] が 1 になるよう第 i 行全体を v[i][j] で割る．
T vij_inv = T(1) / v[i][j];
repi(j2, j, m) v[i][j2] *= vij_inv;
// 第 i 行以外の第 j 列の成分が全て 0 になるよう第 i 行を定数倍して減じる．
rep(i2, n) {
if (v[i2][j] == T(0) || i2 == i) continue;
T mul = v[i2][j];
repi(j2, j, m) v[i2][j2] -= v[i][j2] * mul;
}
// 注目位置を右下に移す．
i++; j++;
}
// 最後に見つかったピボットの位置が第 m 列ならば解なし．
if (!pivots.empty() && pivots.back() == m) return vector<T>();
// A x = b の特殊解 x0 の構成（任意定数は全て 0 にする）
vector<T> x0(m);
int rnk = sz(pivots);
rep(i, rnk) x0[pivots[i]] = v[i][m];
// 同次形 A x = 0 の一般解 {x} の基底の構成（任意定数を 1-hot にする）
if (xs != nullptr) {
xs->clear();
int i = 0;
rep(j, m) {
if (i < rnk && j == pivots[i]) {
i++;
continue;
}
vector<T> x(m);
x[j] = T(1);
rep(i2, i) x[pivots[i2]] = -v[i2][j];
xs->emplace_back(move(x));
}
}
return x0;
}
// https://qiita.com/satoshin_astonish/items/a628ec64f29e77501d07
namespace satoshin {
/* 内積 */
double dot(const vl& x, const vd& y) {
double z = 0.0;
const int n = sz(x);
for (int i = 0; i < n; ++i) z += x[i] * y[i];
return z;
}
double dot(const vd& x, const vd& y) {
double z = 0.0;
const int n = sz(x);
for (int i = 0; i < n; ++i) z += x[i] * y[i];
return z;
}
double dot(const vl& x, const vl& y) {
double z = 0.0;
const int n = sz(x);
for (int i = 0; i < n; ++i) z += x[i] * y[i];
return z;
}
/* Gram-Schmidtの直交化 */
tuple<vd, vvd> Gram_Schmidt_squared(const vvl& b) {
const int n = sz(b), m = sz(b[0]); int i, j, k;
vd B(n);
vvd GSOb(n, vd(m)), mu(n, vd(n));
for (i = 0; i < n; ++i) {
mu[i][i] = 1.0;
for (j = 0; j < m; ++j) GSOb[i][j] = (double)b[i][j];
for (j = 0; j < i; ++j) {
mu[i][j] = dot(b[i], GSOb[j]) / dot(GSOb[j], GSOb[j]);
for (k = 0; k < m; ++k) GSOb[i][k] -= mu[i][j] * GSOb[j][k];
}
B[i] = dot(GSOb[i], GSOb[i]);
}
return std::forward_as_tuple(B, mu);
}
/* 部分サイズ基底簡約 */
void SizeReduce(vvl& b, vvd& mu, const int i, const int j) {
ll q;
const int m = sz(b[0]);
if (mu[i][j] > 0.5 || mu[i][j] < -0.5) {
q = (ll)round(mu[i][j]);
for (int k = 0; k < m; ++k) b[i][k] -= q * b[j][k];
for (int k = 0; k <= j; ++k) mu[i][k] -= mu[j][k] * q;
}
}
/* LLL基底簡約 */
void LLLReduce(vvl& b, const float d = 0.99) {
const int n = sz(b), m = sz(b[0]); int j, i, h;
double t, nu, BB, C;
auto [B, mu] = Gram_Schmidt_squared(b);
ll tmp;
for (int k = 1; k < n;) {
h = k - 1;
for (j = h; j > -1; --j) SizeReduce(b, mu, k, j);
//Checks if the lattice basis matrix b satisfies Lovasz condition.
if (k > 0 && B[k] < (d - mu[k][h] * mu[k][h]) * B[h]) {
for (i = 0; i < m; ++i) { tmp = b[h][i]; b[h][i] = b[k][i]; b[k][i] = tmp; }
nu = mu[k][h]; BB = B[k] + nu * nu * B[h]; C = 1.0 / BB;
mu[k][h] = nu * B[h] * C; B[k] *= B[h] * C; B[h] = BB;
for (i = 0; i <= k - 2; ++i) {
t = mu[h][i]; mu[h][i] = mu[k][i]; mu[k][i] = t;
}
for (i = k + 1; i < n; ++i) {
t = mu[i][k]; mu[i][k] = mu[i][h] - nu * t;
mu[i][h] = t + mu[k][h] * mu[i][k];
}
--k;
}
else ++k;
}
}
}
vl LLLReduce(const vvm& lat_) {
int h = sz(lat_);
int w = sz(lat_[0]);
vvl lat(h + w, vl(w));
rep(i, h) rep(j, w) lat[i][j] = lat_[i][j].val();
rep(i, w) lat[h + i][i] = mint::mod();
h = sz(lat);
satoshin::LLLReduce(lat);
// L1 ノルムをチェックする．
ll sum = 0;
rep(j, w) sum += abs(lat[0][j]);
dump("L1:", sum);
// L1 ノルムが大きいものは捨てる．
repi(i, 1, h - 1) {
ll sum2 = 0;
rep(j, w) sum2 += abs(lat[i][j]);
if (sum2 > sum * 10.) {
lat.resize(i);
h = i;
break;
}
}
dump("lat:"); frac_print = 1; dumpel(lat); frac_print = 0;
return lat[0];
}
vl LLLReduce2(const vvm& xs) {
int h = sz(xs);
int w = sz(xs[0]);
vl lat0(w);
#ifdef _MSC_VER
string cmd;
cmd += "wolframscript -code \"MOD=";
cmd += to_string(mint::mod());
cmd += ";";
cmd += "SortBy[LatticeReduce@Join[{";
rep(i, h) {
cmd += "{";
rep(j, w) {
cmd += to_string(xs[i][j].val());
cmd += ",";
}
if (cmd.back() == ',') cmd.pop_back();
cmd += "},";
}
if (cmd.back() == ',') cmd.pop_back();
cmd += "},MOD IdentityMatrix[";
cmd += to_string(w);
cmd += "]],N@Norm@# &]\"";
dump("cmd:", cmd);
FILE* fp = _popen(cmd.c_str(), "r");
char buf[4096];
while (fgets(buf, sizeof(buf), fp)) printf("%s", buf);
_pclose(fp);
stringstream ss{ buf+2 };
rep(j, w) {
string s;
getline(ss, s, ' ');
lat0[j] = stol(s);
}
dump(lat0);
#endif
return lat0;
}
string to_signed_string(mint x) {
int v = x.val();
int mod = mint::mod();
if (v > mod / 2) v -= mod;
return to_string(v);
}
// 変数係数線形漸化式の係数を計算し，埋め込み用のコードを出力する．
vvm embed_coefs_1D(const vm& seq, int TRM_ini = 1, int DEG_ini = 1, int LLL = 0) {
int n = sz(seq);
// TRM 項間の，係数多項式の次数 DEG 未満の変数係数線形漸化式
// Σt∈[0..TRM) Σd∈[0..DEG) coefs[t][d] (i-TRM+1+t)^d seq[i-t] = 0
// を探す．
int TRM = TRM_ini, DEG = DEG_ini;
int P_MAX = max(TRM, DEG);
while (1) {
//dump("TRM:", TRM, "DEG:", DEG);
int h = n - TRM + 1;
int w = TRM * DEG;
// 行列方程式 A x = 0 を解いて一般解の基底 xs を求める．
Matrix<mint> A(h, w);
repi(i, TRM - 1, n - 1) {
rep(t, TRM) rep(d, DEG) {
A[i - TRM + 1][t * DEG + d] = mint(i - TRM + 1 + t).pow(d) * seq[i - t];
}
}
vvm xs;
gauss_jordan_elimination(A, vm(h), &xs);
// 自明解 x = 0 しか存在しない場合は失敗．
if (xs.empty()) {
while (1) {
DEG++;
if (DEG > P_MAX) { DEG = 1; TRM++; };
if (TRM > P_MAX) { TRM = 1; P_MAX++; };
if (max(TRM, DEG) == P_MAX) break;
}
continue;
}
dump("TRM:", TRM, "DEG:", DEG);
dump("#eq:", h, "#var:", w);
dump("xs:"); frac_print = 1; dumpel(xs); frac_print = 0;
// 変数係数線形漸化式の係数
vvm coefs(TRM, vm(DEG));
if (LLL == 0) {
rep(t, TRM) rep(d, DEG) coefs[t][d] = xs.back()[t * DEG + d];
}
else if (LLL == 1) {
// A x = 0 の解空間の基底に LLL を適用する．
auto lat0 = LLLReduce(xs);
rep(t, TRM) rep(d, DEG) coefs[t][d] = lat0[t * DEG + d];
}
else if (LLL == 2) {
// A x = 0 の解空間の基底に本気の LLL を適用する（埋め込み専用）
auto lat0 = LLLReduce2(xs);
rep(t, TRM) rep(d, DEG) coefs[t][d] = lat0[t * DEG + d];
}
// 分母チェック
#ifdef _MSC_VER
cout << "dnm 1D:" << endl;
string cmd;
cmd += "wolframscript -code \"MOD=";
cmd += to_string(mint::mod());
cmd += ";";
cmd += "toFrac[x_]:=Module[{},Do[num=Mod[x*dnm,MOD,-MOD/2];If[Abs[num]<=Sqrt@MOD,Return[num/dnm,Module]],{dnm,1,Sqrt@MOD}]];";
cmd += "Factor[";
rep(d, DEG) {
cmd += to_string(coefs[0][d].val());
cmd += "*(i-";
cmd += to_string(TRM);
cmd += "+1)^";
cmd += to_string(d);
cmd += "+";
}
cmd.pop_back();
cmd += ",Modulus->MOD]/.x_Integer:>toFrac[x]\"";
//dump("cmd:", cmd);
FILE* fp = _popen(cmd.c_str(), "r");
char buf[4096];
while (fgets(buf, sizeof(buf), fp)) printf("%s", buf);
_pclose(fp);
#endif
#ifdef _MSC_VER
// 埋め込み用の文字列を出力する．
string eb;
eb += "\n";
eb += "constexpr int TRM = ";
eb += to_string(TRM);
eb += ";\n";
eb += "constexpr int DEG = ";
eb += to_string(DEG);
eb += ";\n";
eb += "mint coefs[TRM][DEG] = {\n";
rep(t, TRM) {
eb += "{";
rep(d, DEG) eb += to_signed_string(coefs[t][d]) + ",";
if (eb.back() == ',') eb.pop_back();
eb += "},\n";
}
eb.pop_back();
eb.pop_back();
eb += "};\n";
cout << eb;
#endif
return coefs;
}
return vvm();
}
// 数列 seq を延長して seq[0..N] にする．
void solve_1D(vm& seq, int N, vvm coefs) {
int TRM = sz(coefs);
int DEG = sz(coefs[0]);
int n = sz(seq);
seq.resize(N + 1);
// TRM 項間の，係数多項式の次数 DEG 未満の変数係数線形漸化式
// Σt∈[0..TRM) Σd∈[0..DEG) coefs[t][f] (i-TRM+1+t)^d a[i-t] = 0
// を用いて数列 a を延長する．
repi(i, n, N) {
mint dnm = 0;
mint pow_i = 1;
rep(d, DEG) {
dnm += coefs[0][d] * pow_i;
pow_i *= i - TRM + 1;
}
mint num = 0;
repi(t, 1, TRM - 1) {
mint pow_i = 1;
rep(d, DEG) {
num += coefs[t][d] * pow_i * seq[i - t];
pow_i *= i - TRM + 1 + t;
}
}
// dnm * a[i] + num = 0 を解く．分母 0 に注意！
if (dnm == 0) {
dump("DIVISION BY ZERO at i =", i);
Assert(dnm != 0);
}
seq[i] = -num / dnm;
}
}
// 数列 seq を延長して seq[0..N] にする．
void solve_1D(vm& seq, int N) {
// --------------- embed_coefs() からの出力を貼る ----------------
constexpr int TRM = 3;
constexpr int DEG = 5;
mint coefs[TRM][DEG] = {
{-840,-2754,-2895,-1242,-189},
{-48,-150,540,2430,2268},
{1800,-9900,18100,-12400,2800} };
// --------------------------------------------------------------
int n = sz(seq);
seq.resize(N + 1);
// TRM 項間の，係数多項式の次数 DEG 未満の変数係数線形漸化式
// Σt∈[0..TRM) Σd∈[0..DEG) coefs[t][f] (i-TRM+1+t)^d a[i-t] = 0
// を用いて数列 a を延長する．
repi(i, n, N) {
mint dnm = 0;
mint pow_i = 1;
rep(d, DEG) {
dnm += coefs[0][d] * pow_i;
pow_i *= i - TRM + 1;
}
mint num = 0;
repi(t, 1, TRM - 1) {
mint pow_i = 1;
rep(d, DEG) {
num += coefs[t][d] * pow_i * seq[i - t];
pow_i *= i - TRM + 1 + t;
}
}
// dnm * a[i] + num = 0 を解く．分母 0 に注意！
if (dnm == 0) {
dump("DIVISION BY ZERO at i =", i);
Assert(dnm != 0);
}
seq[i] = -num / dnm;
}
}
vm seq = { 0,1,2,2,8,28,152,952,7208,62296,605864,6522952,76951496,986411272,670324635,9700797,822087221,611722810,663573617,907460182,278610595,273376555,572700979,849054678,865750318,149958984,127335756,38544887,21749307,458506754,798013428,657903547,525411646,201314780,200858506,492494079,352426725,761528315,95543344,259580683,788303521,801602421,886167762,322458239,49230546,916707859,78170735,1619263,758056401,534059852,896468504,448482432,579566591,72278896,578660368,985574309,336602239,461155657,646993199,405129323,424115242,187130727,970482375,882912769,146686863,99912611,438236734,145107732,165454400,259754328,293478302,411891892,651640886,510196512,719676824,479114501,812518360,146111522,345486824,622566964,672642715,854824497,525157362,435165101,445669171,225229769,498586190,312731511,562721995,827566202,493914712,966320010,393246976,664562868,927058973,512631858,784729573,514390980,587786637,773347725 };
int main() {
// input_from_file("input.txt");
// output_to_file("output.txt");
//【方法】
// 愚直を書いて集めたデータをもとに変数係数線形漸化式を復元する．
//【使い方】
// 1. vm seq = naive() を実装する．
// 2. coefs = embed_coefs(seq, TRM_ini, DEG_ini, LLL); を実行する．
// 3. 出力を solve() 内に貼る．
// 4. solve(seq, n, [coefs]) で勝手に seq[0..n] を求めてくれる．
// 愚直解を用意する．再計算がイヤなら埋め込む．
auto seq = naive();
// 愚直解を渡して変数係数線形漸化式の係数を得る．再計算がイヤなら埋め込む．
auto coefs = embed_coefs_1D(seq, 10, 1, 0); // 引数：seq, TRM_ini, DEG_ini, LLL
int n;
cin >> n;
// 数列 seq を seq[0..n] に延長する．
solve_1D(seq, n, coefs);
// solve_1D(seq, n);
cout << seq[n] << "\n";
}
/*
vm seq = {0,1,2,2,8,28,152,952,7208,62296,605864,6522952,76951496,986411272,647501133,653303042,170637030,248109503,700583494,619914523,682935856,443753916,423068688,507501942,315541972,110825117,848156395,798418282,920964362,23823302,114894774,279365223,992413784,833179437,785518302,524368220,42214454,140345871,188150268,808714798,718376249,732000901,955005007,139255097,484615744,615066955,726914809,856989248,460819998,321277105,536397091,555447300,597473569,217709372,24981477,143561526,171000806,137649694,749333590,700935246,916763337,762367836,296796066,236278263,398507715,148909632,568524543,926513708,163591024,339393165};
TRM: 10 DEG: 6
#eq: 61 #var: 60
xs:
0: -11682/1681 -11160/3373 -17194/6985 9246/20561 0 0 3187/3288 -6669/3091 27273/18896 15533/6474 -9246/20561 0 -5969/7114 6563/7266 24202/23417 23622/5815 23115/20561 0 3401/15681 -23413/16876 16812/19013 3457/881 23929/9693 4623/20561 24401/12667 -1773/10337 22370/25041 25623/7013 -29063/25266 -13869/20561 8659/21981 10389/10082 -26067/23446 10649/8183 14963/16310 0 5128/9631 -25211/17620 -19040/19349 -16259/11581 -10855/18972 18492/20561 16911/21211 -22983/17839 -13928/3483 1939/1189 20113/14821 -4623/20561 -17389/22290 17035/25772 -15352/22649 -5021/13032 -3928/28601 -4623/20561 -1268/22563 -8413/23070 28917/27940 12196/8159 1 0
1: 20856/25279 -977/8766 6919/1613 -16531/9373 0 0 16814/15803 23755/6809 24652/3645 -25561/16067 16531/9373 0 -4749/2192 14683/3966 8057/10839 -16552/1493 1872/21365 0 -10901/14854 -2119/4091 10541/8666 -26795/8691 15915/20668 -16531/18746 -20362/9917 19243/10554 23655/11929 -15307/4721 497/24442 30847/18746 11432/23561 -12655/19096 10480/11877 -30652/18979 -22657/3790 3 -122/23155 -14767/8491 21495/10687 11904/27857 15999/14207 939/29980 28837/19304 -10531/8356 25277/9437 -111/28636 2528/1925 -22729/24397 -12909/22771 11359/17413 -8619/6260 12181/3569 22509/3431 -28702/13095 -12063/14111 10394/2945 -4610/5961 -17067/18781 0 1
dnm 1D:
(-16531*(-6131/21001 + i)*(-10488/16087 - (4739*i)/7645 + i^2))/9373
constexpr int TRM = 10;
constexpr int DEG = 6;
mint coefs[TRM][DEG] = {
{-12144467,-45744924,-329200246,360290196,0,0},
{-174144150,-265090320,276817567,446878697,-360290196,0},
{355383212,-249369640,-209890212,257870051,-99274515,0},
{151137741,-8310927,11193170,7018752,-444019743,180145098},
{-11596251,-153970058,-166317377,245710653,394525819,459564712},
{-166291754,-425167578,114001854,-434374840,-279419533,3},
{401036496,-19432342,441751666,88990201,-169282748,-279419615},
{97648158,-371828630,155663880,-100398101,127792210,-180145102},
{61130385,388330561,-482907353,-39226671,388807937,-180145097},
{-13677274,33276744,133534642,-310153882,0,1}};
*/