/* #region Head */ // #include #include #include #include #include // assert.h #include // math.h #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include using namespace std; using ll = long long; using ull = unsigned long long; using ld = long double; using pll = pair; template using vc = vector; template using vvc = vc>; using vll = vc; using vvll = vvc; using vld = vc; using vvld = vvc; using vs = vc; using vvs = vvc; template using um = unordered_map; template using pq = priority_queue; template using pqa = priority_queue, greater>; template using us = unordered_set; #define TREP(T, i, m, n) for (T i = (m), i##_len = (T)(n); i < i##_len; ++(i)) #define TREPM(T, i, m, n) for (T i = (m), i##_max = (T)(n); i <= i##_max; ++(i)) #define TREPR(T, i, m, n) for (T i = (m), i##_min = (T)(n); i >= i##_min; --(i)) #define TREPD(T, i, m, n, d) for (T i = (m), i##_len = (T)(n); i < i##_len; i += (d)) #define TREPMD(T, i, m, n, d) for (T i = (m), i##_max = (T)(n); i <= i##_max; i += (d)) #define REP(i, m, n) for (ll i = (m), i##_len = (ll)(n); i < i##_len; ++(i)) #define REPM(i, m, n) for (ll i = (m), i##_max = (ll)(n); i <= i##_max; ++(i)) #define REPR(i, m, n) for (ll i = (m), i##_min = (ll)(n); i >= i##_min; --(i)) #define REPD(i, m, n, d) for (ll i = (m), i##_len = (ll)(n); i < i##_len; i += (d)) #define REPMD(i, m, n, d) for (ll i = (m), i##_max = (ll)(n); i <= i##_max; i += (d)) #define REPI(itr, ds) for (auto itr = ds.begin(); itr != ds.end(); itr++) #define REPIR(itr, ds) for (auto itr = ds.rbegin(); itr != ds.rend(); itr++) #define ALL(x) begin(x), end(x) #define SIZE(x) ((ll)(x).size()) #define PERM(c) \ sort(ALL(c)); \ for (bool c##p = 1; c##p; c##p = next_permutation(ALL(c))) #define UNIQ(v) v.erase(unique(ALL(v)), v.end()); #define CEIL(a, b) (((a) + (b)-1) / (b)) #define endl '\n' constexpr ll INF = 1'010'000'000'000'000'017LL; constexpr int IINF = 1'000'000'007LL; constexpr ll MOD = 1'000'000'007LL; // 1e9 + 7 // constexpr ll MOD = 998244353; constexpr ld EPS = 1e-12; constexpr ld PI = 3.14159265358979323846; template istream &operator>>(istream &is, vc &vec) { // vector 入力 for (T &x : vec) is >> x; return is; } template ostream &operator<<(ostream &os, const vc &vec) { // vector 出力 (for dump) os << "{"; REP(i, 0, SIZE(vec)) os << vec[i] << (i == i_len - 1 ? "" : ", "); os << "}"; return os; } template ostream &operator>>(ostream &os, const vc &vec) { // vector 出力 (inline) REP(i, 0, SIZE(vec)) os << vec[i] << (i == i_len - 1 ? "\n" : " "); return os; } template istream &operator>>(istream &is, array &arr) { // array 入力 REP(i, 0, SIZE(arr)) is >> arr[i]; return is; } template ostream &operator<<(ostream &os, const array &arr) { // array 出力 (for dump) os << "{"; REP(i, 0, SIZE(arr)) os << arr[i] << (i == i_len - 1 ? "" : ", "); os << "}"; return os; } template istream &operator>>(istream &is, pair &pair_var) { // pair 入力 is >> pair_var.first >> pair_var.second; return is; } template ostream &operator<<(ostream &os, const pair &pair_var) { // pair 出力 os << "(" << pair_var.first << ", " << pair_var.second << ")"; return os; } // map, um, set, us 出力 template ostream &out_iter(ostream &os, const T &map_var) { os << "{"; REPI(itr, map_var) { os << *itr; auto itrcp = itr; if (++itrcp != map_var.end()) os << ", "; } return os << "}"; } template ostream &operator<<(ostream &os, const map &map_var) { return out_iter(os, map_var); } template ostream &operator<<(ostream &os, const um &map_var) { os << "{"; REPI(itr, map_var) { auto [key, value] = *itr; os << "(" << key << ", " << value << ")"; auto itrcp = itr; if (++itrcp != map_var.end()) os << ", "; } os << "}"; return os; } template ostream &operator<<(ostream &os, const set &set_var) { return out_iter(os, set_var); } template ostream &operator<<(ostream &os, const us &set_var) { return out_iter(os, set_var); } template ostream &operator<<(ostream &os, const pq &pq_var) { pq pq_cp(pq_var); os << "{"; if (!pq_cp.empty()) { os << pq_cp.top(), pq_cp.pop(); while (!pq_cp.empty()) os << ", " << pq_cp.top(), pq_cp.pop(); } return os << "}"; } void pprint() { cout << endl; } template void pprint(Head &&head, Tail &&...tail) { cout << head; if (sizeof...(Tail) > 0) cout << ' '; pprint(move(tail)...); } // dump #define DUMPOUT cerr void dump_func() { DUMPOUT << endl; } template void dump_func(Head &&head, Tail &&...tail) { DUMPOUT << head; if (sizeof...(Tail) > 0) DUMPOUT << ", "; dump_func(move(tail)...); } // chmax (更新「される」かもしれない値が前) template > bool chmax(T &xmax, const U &x, Comp comp = {}) { if (comp(xmax, x)) { xmax = x; return true; } return false; } // chmin (更新「される」かもしれない値が前) template > bool chmin(T &xmin, const U &x, Comp comp = {}) { if (comp(x, xmin)) { xmin = x; return true; } return false; } // ローカル用 #ifndef ONLINE_JUDGE #define DEBUG_ #endif #ifdef DEBUG_ #define DEB #define dump(...) \ DUMPOUT << " " << string(#__VA_ARGS__) << ": " \ << "[" << to_string(__LINE__) << ":" << __FUNCTION__ << "]" << endl \ << " ", \ dump_func(__VA_ARGS__) #else #define DEB if (false) #define dump(...) #endif #define VAR(type, ...) \ type __VA_ARGS__; \ cin >> __VA_ARGS__; template istream &operator,(istream &is, T &rhs) { return is >> rhs; } template ostream &operator,(ostream &os, const T &rhs) { return os << ' ' << rhs; } struct AtCoderInitialize { static constexpr int IOS_PREC = 15; static constexpr bool AUTOFLUSH = false; AtCoderInitialize() { ios_base::sync_with_stdio(false), cin.tie(nullptr), cout.tie(nullptr); cout << fixed << setprecision(IOS_PREC); if (AUTOFLUSH) cout << unitbuf; } } ATCODER_INITIALIZE; void Yn(bool p) { cout << (p ? "Yes" : "No") << endl; } void YN(bool p) { cout << (p ? "YES" : "NO") << endl; } /* #endregion */ // #include // using namespace atcoder; /* #region UnionFindWithGroupVal */ template struct UnionFindWithGroupVal { using F = function; // 要素と要素をマージする関数.chmax とか.左が大きいグループ. ll _groupcount; // グループ数 vc parent; // 各要素の直接の親リスト,親がいないときは自分自身を指す vc gsize; // 各要素が根である場合,その要素が属するグループの要素数 (root 要素のみ有効な値を持つ) vc groupval; F f; // コンストラクタ UnionFindWithGroupVal() {} // コンストラクタ,要素数 n の UnionFind 木を構築する UnionFindWithGroupVal(ll n, F f, T ti) : _groupcount(n), parent(n), gsize(n, 1), groupval(n, ti), f(f) { iota(ALL(parent), 0LL); } // x の属する部分木の根要素を返す ll find(ll x) { if (x == parent[x]) return x; return parent[x] = find(parent[x]); // 経路圧縮 } // x と y が同じグループかどうか判定する bool same(ll x, ll y) { return find(x) == find(y); } // x と y を同じグループにする void unite(ll x, ll y) { ll rx = find(x); // x の属するグループの根 ll ry = find(y); // y の属するグループの根 if (rx == ry) // unite 済 return; // assert(x != y) if (gsize[rx] < gsize[ry]) swap(rx, ry); // assert(gsize[x] > gsize[y]); // x 側の木の方が大きい gsize[rx] += gsize[ry]; // x を根とする1つのグループに統合 parent[ry] = rx; // ry 以下の木を rx 配下に接続する // groupval[rx] = f(groupval[rx], groupval[ry]); f(groupval[rx], groupval[ry]); _groupcount--; } // x が属するグループの要素数を返す ll size(ll x) { return gsize[find(x)]; } // 全体のグループ数を返す ll count() const { return _groupcount; } void update(ll idx, T val) { ll par = find(idx); // groupval[par] = f(groupval[par], val); f(groupval[par], val); } T &query(ll idx) { return groupval[find(idx)]; } }; /* #endregion */ /* #region Graph */ // エッジ(本来エッジは双方向だが,ここでは単方向で管理) template struct Edge { ll src; // エッジ始点となる頂点 ll dst; // エッジ終点となる頂点 weight_t weight; // 重み flow_t cap; Edge() : src(0), dst(0), weight(0) {} Edge(ll src, ll dst, weight_t weight) : src(src), dst(dst), weight(weight) {} Edge(ll src, ll dst, weight_t weight, flow_t cap) : src(src), dst(dst), weight(weight), cap(cap) {} // Edge 標準出力 friend ostream &operator<<(ostream &os, Edge &edge) { os << "(" << edge.src << " -> " << edge.dst << ", " << edge.weight << ")"; return os; } }; // 同じ頂点を始点とするエッジ集合 template class Node : public vc> { public: ll idx; Node() : vc>() {} // void add(int a, int b, weight_t w, flow_t cap) { this->emplace_back(a, b, w, cap); }; }; // graph[i] := 頂点 i を始点とするエッジ集合 template class Graph : public vc> { public: Graph() : vc>() {} Graph(int n) : vc>(n) { REP(i, 0, n)(*this)[i].idx = i; } // 単方向 void add_arc(int a, int b, weight_t w = 1, flow_t cap = 1) { (*this)[a].emplace_back(a, b, w, cap); } // 双方向 void add_edge(int a, int b, weight_t w = 1, flow_t cap = 1) { add_arc(a, b, w, cap), add_arc(b, a, w, cap); } }; // using Array = vc; // using Matrix = vc; /* #endregion */ // Problem void solve() { VAR(ll, n, m); vc u(m), v(m); REP(i, 0, m) { cin >> u[i], v[i]; --u[i], --v[i]; } auto merge = [](set &a, set &b) -> void { a.merge(b); }; // a が大きい方のグループ UnionFindWithGroupVal> uf(n, merge, set()); TREP(int, i, 0, m) { uf.unite(u[i], v[i]); set up; up.insert(i); uf.update(uf.find(u[i]), up); } set used; ll cnt = 0; vc pairs; REP(i, 0, n) { ll root = uf.find(i); if (used.count(root)) continue; used.insert(root); set &stn = uf.query(root); ll sz = uf.size(root); vll nodes; for (int j : stn) { nodes.push_back(u[j]); nodes.push_back(v[j]); } sort(ALL(nodes)); UNIQ(nodes); map node2idx; REP(j, 0, sz) node2idx[nodes[j]] = j; // グラフ構築+入次数を数える // map in; vll h(sz, 0); // 入ってくるエッジの本数 Graph<> graph(sz); for (int j : stn) { graph.add_arc(node2idx[u[j]], node2idx[v[j]]); // h[node2idx[v[j]]]++; } // ソースになるノードを探す stack st; REP(j, 0, sz) if (h[j] == 0) st.push(j); vll ans; ans.reserve(sz); while (st.size()) { ll node_idx = st.top(); st.pop(); ans.push_back(node_idx); for (Edge<> &edge : graph[node_idx]) { h[edge.dst]--; if (h[edge.dst] == 0) st.push(edge.dst); } } // assert(*max_element(ALL(h)) == 0); // DAG なら,h はすべて 0 になっている if (*max_element(ALL(h)) == 0) { // DAG // dump(ans); cnt += (sz - 1); REP(i, 0, sz - 1) { pairs.emplace_back(nodes[ans[i]], nodes[ans[i + 1]]); // } } else { // circle にする cnt += sz; REP(i, 0, sz) { pairs.emplace_back(nodes[i], nodes[(i + 1) % sz]); // } } } // dump(cnt, pairs); pprint(cnt); REP(i, 0, cnt) { pprint(pairs[i].first+1, pairs[i].second+1); // } } // entry point int main() { solve(); return 0; }