#include #include #include using namespace std; const long long INF = 4e18; struct Elevator { long long s, g; int id; }; // 距離 D0 を毎回 ceil(D/2) に置き換えて DG 以下にするための最小回数 long long get_f(long long D0, long long DG) { if (D0 <= DG) return 0; long long cnt = 0; long long D = D0; while (D > DG) { D = (D + 1) / 2; cnt++; } return cnt; } // 座標 S から G へ壁 W を使って移動する基本回数 long long get_C(long long S, long long G, long long W, bool is_right) { if (S == G) return 0; long long cnt = 0; long long X = S; if (is_right) { while (X < G) { long long F = (X + W) / 2; if (F >= G) { cnt++; break; } X = F; cnt++; } } else { while (X > G) { long long F = (X + W + 1) / 2; if (F <= G) { cnt++; break; } X = F; cnt++; } } return cnt; } void solve() { int n, m; cin >> n >> m; vector S(m), G(m); for (int i = 0; i < m; ++i) cin >> S[i]; for (int i = 0; i < m; ++i) cin >> G[i]; vector E(m); for (int i = 0; i < m; ++i) { E[i] = {S[i], G[i], i}; } // 初期位置でソート sort(E.begin(), E.end(), [](const Elevator& a, const Elevator& b) { if (a.s != b.s) return a.s < b.s; return a.g < b.g; }); // 到達不可能性のチェック(相対順序の逆転や不正な合流) bool possible = true; for (int i = 0; i < m - 1; ++i) { if (E[i].s < E[i+1].s && E[i].g >= E[i+1].g) possible = false; if (E[i].s == E[i+1].s && E[i].g > E[i+1].g) possible = false; if (E[i].s != E[i+1].s && E[i].g == E[i+1].g) possible = false; } if (!possible) { cout << -1 << "\n"; return; } // 各要素の基本移動回数 base_C の計算 vector C(m, 0); long long total_C = 0; for (int i = 0; i < m; ++i) { if (E[i].s < E[i].g) { // 右へ移動 long long W = INF; if (i + 1 < m) { if (E[i+1].s < E[i+1].g) W = E[i+1].g; else if (E[i+1].s > E[i+1].g) W = E[i+1].s; else W = E[i+1].s; } C[i] = get_C(E[i].s, E[i].g, W, true); } else if (E[i].s > E[i].g) { // 左へ移動 long long W = -INF; if (i - 1 >= 0) { if (E[i-1].s > E[i-1].g) W = E[i-1].g; else if (E[i-1].s < E[i-1].g) W = E[i-1].s; else W = E[i-1].s; } C[i] = get_C(E[i].s, E[i].g, W, false); } total_C += C[i]; } // 向かい合うペアの距離縮小による追加手数の計算 long long max_add = 0; for (int i = 0; i < m; ++i) { if (E[i].s < E[i].g) { // i が右へ long long sum_C = C[i]; int nonzero_cnt = (C[i] > 0 ? 1 : 0); for (int j = i + 1; j < m; ++j) { sum_C += C[j]; if (C[j] > 0) nonzero_cnt++; if (E[j].s > E[j].g) { // j が左へ(向かい合う) long long req = get_f(E[j].s - E[i].s, E[j].g - E[i].g); if (req - sum_C > max_add) { max_add = req - sum_C; } } // 距離を半分にする回数(req)は高々35回程度なので、 // 区間内の有効移動回数がそれを超えたら以降は不要 if (nonzero_cnt > 40) break; } } } cout << total_C + max_add << "\n"; } int main() { ios_base::sync_with_stdio(false); cin.tie(NULL); int q; if (cin >> q) { while (q--) solve(); } return 0; }