题目描述

所谓机械娃娃，是能够自动地重复特定运动序列的娃娃。在日本，很多机械娃娃在古代就造出来了。

机械娃娃的运动被一个由多个器件组成的管路所控制。这些器件通过管道连在一起。每个器件都有一个或两个出口，而且可以有任意多的（也可以为零）的入口。每个管道都从某个器件的出口连到同一器件或其他器件的入口。每个入口都连接恰好一个管道，而每个出口也都连接恰好一个管道。

为了描述娃娃是如何运动的，设想有一个球放在这些器件之一的上面。这个球在管路中穿行。在穿行的每一步，它从所在器件的一个出口离开该器件，沿着连接该出口的管道，进入管道另一头所连接的器件。

器件有三种类型：起点、触发器和开关。总共有恰好一个起点，$M$ 个触发器和 $S$ 个开关（$S$ 可以为零）。开关的数量 $S$ 要由你来定。每个器件都有唯一的序列号。

起点是球最初所在的那个器件。它有一个出口。它的序列号是 $0$。

一旦球进入某个触发器，就会让娃娃做某个特定运动。每个触发器都有一个出口。触发器的序列号是从 $1$ 到 $M$。

每个开关都有两个出口，被记为 X 和 Y。开关的状态或者为 X，或者为 Y。在球进入某个开关后，它会从开关的当前状态所对应的出口离开。此后开关将切换为另一状态。最初，所有开关的状态都是 X。开关的序列号是从 $-1$ 到 $-S$。

告诉你触发器的数量 $M$。再给你一个长度为 $N$ 的序列 $A$，序列的每个元素都是某个触发器的序列号。每个触发器会在序列 $A$ 中出现若干次（也可能是零次）。你的任务是设计一个管路，以满足如下条件：

• 球在若干步之后返回到起点。
• 当球首次返回到起点时，所有开关的状态都是 X。
• 在球首次返回到起点时，此前它进入所有触发器的总次数恰好为 $N$。这些被进入过的触发器，其序列号按照被球经过的顺序依次为 $A_0,A_1,\ldots ,A_{N-1}$。
• 设 $P$ 为球首次返回到起点时，球所引起的所有开关状态切换的总次数。$P$ 不能超过 $2\times 10^7$。

同时，你不想用太多的开关。

实现细节

你需要包含 doll.h 库文件，并实现下面的过程。

​create_circuit(int M, int[] A)

• M：触发器数量。
• A：长度为 $N$ 的数组，其中按照球进入的顺序，给出了被进入的触发器的序列号。
• 该过程将被调用恰好一次。
• 注意，$N$ 的值是数组 A 的长度，你可以按照注意事项中的有关内容来取得。

你的程序需要调用下面的过程来作答。

answer(int[] C, int[] X, int[] Y)

• C：长度为 的数组。器件 $i\ (0\le i\le M)$ 的出口被连到器件 C[i]。
• X, Y：长度相同的两个数组。这些数组的长度 $S$ 为开关的数量。对于开关 $-j\ (1\le j\le S)$ 来说，其出口 X 被连到器件 X[j - 1]，而出口 Y 被连到器件 Y[j - 1]。
• C、X 和 Y 中的任一元素必须是 $-S$ 到 $M$ 的整数（包括 $-S$ 和 $M$）。
• $S$ 最多只能是 $4\times 10^5$。
• 必须调用该过程恰好一次。
• 由 C、X 和 Y 所表示的管路必须满足题面中的限制条件。

如果上述条件不满足，你的程序将被判为 Wrong Answer。否则，你的程序将被判为 Accepted，而你的得分将根据 $S$ 来计算（参见子任务）。

输入格式

评测程序示例按照以下格式从标准输入中读入输入：

• 第一行：$M\ N$
• 第二行：$A_0\ A_1\ldots \ A_{N-1}$

评测程序示例产生三个输出。

首先，评测程序示例把你的答案以下列格式输出到文件 out.txt。

• 第一行：$S$
• 第 $2+i$ 行（$0\le i\le M$）：C[i]
• 第 $2+M+j$ 行（$1\le j\le S$）：X[j - 1] Y[j - 1]

其次，评测程序示例模拟球的移动。它把该球经过的器件的序列号，按照经过顺序输出到文件 log.txt。

第三，评测程序示例将在标准输出中打印对你的答案的评价

• 如果你的程序被判为 Accepted，评测程序示例按照以下格式打印 $S$ 和 $P$：Accepted: S P；
• 如果你的程序被判为 Wrong Answer，它打印 Wrong Answer: MSG。各类 MSG 的含义如下：
  • answered not exactly once：过程 answer 不是恰好被调用一次。
  • wrong array length：C 的长度不是 $M+1$，或者 X 和 Y 的长度不一样。
  • over 400000 switches：$S$ 大于 $4\times 10^5$。
  • wrong serial number：C、X 或者 Y 的某个元素比 $-S$ 小或者比 $M$ 大。
  • over 20000000 inversions：球没有在所有开关的状态变化总数超过 $2\times 10^7$ 之前返回到起点。
  • state 'Y'：当球首次返回到起点时，某个开关的状态为 Y。
  • wrong motion：触发运动的触发器和序列 $A$ 所列的不一致。

注意，当你的程序被判为 Wrong Answer 时，评测程序示例可能并不创建 out.txt 和/或 log.txt。

数据范围与提示

对于全部数据，$1\le M\le 10^5,1\le N\le 2\times 10^5,1\le A_k\le M\ (0\le k\le N-1)$。

每个测试样例的分数和限制条件如下：

1. （2 分）对每个 $i\ (1\le i\le M)$，整数 $i$ 在序列 $A_0,A_1,\ldots ,A_{N-1}$ 中最多出现 $1$ 次。
2. （4 分）对每个 $i\ (1\le i\le M)$，整数 $i$ 在序列 $A_0,A_1,\ldots ,A_{N-1}$ 中最多出现 $2$ 次。
3. （10 分）对每个 $i\ (1\le i\le M)$，整数 $i$ 在序列 $A_0,A_1,\ldots ,A_{N-1}$ 中最多出现 $4$ 次。
4. （10 分）$N=16$
5. （18 分）$M=1$
6. （56 分）无附加限制

对每个测试样例，如果你的程序被判定为 Accepted, 你的得分将根据 $S$ 的值来计算：

• 如果 $S\le N+\log_2 N$，你将获得该测试样例的满分。
• 对于子任务 $5$ 和 $6$ 的每个测试样例，如果 $N+\log_2 N\le S\le 2N$，你将获得部分分。该测试样例上的得分为 $0.5+0.4\times(\frac{2N-S}{N-\log_2 N})^2$，再乘以该子任务的满分分数。
• 否则，得分为 $0$。

注意，你在每个子任务上的得分是该子任务中所有测试样例上的最低得分。