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問題 No.261 ぐるぐるぐるぐる！あみだくじ！
ユーザー t98slidert98slider
提出日時 2023-02-19 18:41:59
言語 C++14
(gcc 13.3.0 + boost 1.87.0)
結果
AC  
実行時間 3 ms / 5,000 ms
コード長 5,768 bytes
コンパイル時間 2,469 ms
コンパイル使用メモリ 193,336 KB
実行使用メモリ 5,376 KB
最終ジャッジ日時 2024-07-20 17:35:21
合計ジャッジ時間 3,853 ms
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（参考情報） 		judge2 / judge5
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ソースコード

diff # 

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
using ll = long long;

template<class T> ostream& operator<<(ostream& os, const vector<T>& vec) {if(vec.empty())return os;os << vec[0];for(auto it = vec.begin(); ++it!= vec.end();)os << ' ' << *it;return os;}


struct dsu {
    public:
    int csz;
    dsu() : _n(0) {}
    dsu(int n) : _n(n), csz(n), parent_or_size(n, -1) {}

    int merge(int a, int b) {
        assert(0 <= a && a < _n);
        assert(0 <= b && b < _n);
        int x = leader(a), y = leader(b);
        if (x == y) return x;
        if (-parent_or_size[x] < -parent_or_size[y]) std::swap(x, y);
        csz--;
        parent_or_size[x] += parent_or_size[y];
        parent_or_size[y] = x;
        return x;
    }

    bool same(int a, int b) {
        assert(0 <= a && a < _n);
        assert(0 <= b && b < _n);
        return leader(a) == leader(b);
    }

    int leader(int a) {
        assert(0 <= a && a < _n);
        if (parent_or_size[a] < 0) return a;
        return parent_or_size[a] = leader(parent_or_size[a]);
    }

    int size(int a) {
        assert(0 <= a && a < _n);
        return -parent_or_size[leader(a)];
    }

    std::vector<std::vector<int>> groups() {
        std::vector<int> leader_buf(_n), group_size(_n);
        for (int i = 0; i < _n; i++) {
            leader_buf[i] = leader(i);
            group_size[leader_buf[i]]++;
        }
        std::vector<std::vector<int>> result(_n);
        for (int i = 0; i < _n; i++) {
            result[i].reserve(group_size[i]);
        }
        for (int i = 0; i < _n; i++) {
            result[leader_buf[i]].push_back(i);
        }
        result.erase(
            std::remove_if(result.begin(), result.end(),
                           [&](const std::vector<int>& v) { return v.empty(); }),
            result.end());
        return result;
    }

    private:
    int _n;
    // root node: -1 * component size
    // otherwise: parent
    std::vector<int> parent_or_size;
};

constexpr long long safe_mod(long long x, long long m) {
    x %= m;
    if (x < 0) x += m;
    return x;
}

constexpr std::pair<long long, long long> inv_gcd(long long a, long long b) {
    a = safe_mod(a, b);
    if (a == 0) return {b, 0};
    long long s = b, t = a;
    long long m0 = 0, m1 = 1;

    while (t) {
        long long u = s / t;
        s -= t * u;
        m0 -= m1 * u;
        auto tmp = s;
        s = t;
        t = tmp;
        tmp = m0;
        m0 = m1;
        m1 = tmp;
    }
    if (m0 < 0) m0 += b / s;
    return {s, m0};
}

long long inv_mod(long long x, long long m) {
    assert(1 <= m);
    auto z = inv_gcd(x, m);
    assert(z.first == 1);
    return z.second;
}

std::pair<long long, long long> crt(const std::vector<long long>& r,
                                    const std::vector<long long>& m) {
    assert(r.size() == m.size());
    int n = int(r.size());
    long long r0 = 0, m0 = 1;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        assert(1 <= m[i]);
        long long r1 = safe_mod(r[i], m[i]), m1 = m[i];
        if (m0 < m1) {
            std::swap(r0, r1);
            std::swap(m0, m1);
        }
        if (m0 % m1 == 0) {
            if (r0 % m1 != r1) return {0, 0};
            continue;
        }
        long long g, im;
        std::tie(g, im) = inv_gcd(m0, m1);
        long long u1 = (m1 / g);
        if ((r1 - r0) % g) return {0, 0};
        long long x = (r1 - r0) / g % u1 * im % u1;
        r0 += x * m0;
        m0 *= u1;
        if (r0 < 0) r0 += m0;
    }
    return {r0, m0};
}

int main(){
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
    int n, k;
    cin >> n >> k;
    vector<int> a(n), pos(n);
    dsu uf(n);
    iota(a.begin(), a.end(), 0);
    for(int i = 0; i < k; i++){
        int u, v;
        cin >> u >> v;
        swap(a[--u], a[--v]);
    }
    for(int i = 0; i < n; i++)uf.merge(i, a[i]);
    auto G = uf.groups();
    vector<vector<vector<int>>> tb;
    auto cov = [&](vector<int> &a, vector<int> &b){
        vector<int> res(a.size());
        for(int i = 0; i < a.size(); i++) res[i] = b[a[i]];
        return res;
    };
    for(auto &&vec:G){
        int m = vec.size();
        vector<int> c, pos(m);
        vector<vector<int>> temp;
        sort(vec.begin(), vec.end());
        for(auto &v:vec) c.push_back(a[v]);
        for(int i = 0; i < m; i++){
            int j = lower_bound(vec.begin(), vec.end(), c[i]) - vec.begin();
            pos[j] = i;
        }
        //cerr << pos << '\n';
        vector<int> d(m), nxt(m);
        iota(d.begin(), d.end(), 0);
        for(int i = 0; i < m; i++){
            //cerr << d << '\n';
            temp.push_back(cov(d, vec));
            for(int j = 0; j < m; j++){
                nxt[pos[j]] = d[j];
            }
            swap(d, nxt);
        }
        tb.push_back(temp);
    }
    
    auto comp = [&](int i, vector<int> &temp){
        for(int j = 0; j < G[i].size(); j++){
            //cerr << tb[i][j] << " " << temp << '\n';
            if(tb[i][j] == temp) return j;
        }
        return -1;
    };

    int Q;
    cin >> Q;
    while(Q--){
        vector<int> c(n);
        vector<ll> r(G.size()), mo(G.size());
        for(auto &v:c)cin >> v, v--;
        bool is_zero = false;
        for(int i = 0; i < G.size(); i++){
            int m = G[i].size();
            vector<int> temp;
            for(auto &v:G[i])temp.push_back(c[v]);
            //cerr << temp << '\n';
            r[i] = comp(i, temp);
            mo[i] = m;
            if(r[i] == -1){
                is_zero = true;
                break;
            }
        }
        if(is_zero){
            cout << -1 << '\n';
            continue;
        }
        auto p = crt(r, mo);
        if(p.first == 0)p.first += p.second;
        cout << p.first << '\n';
    }
}
0