무지개 트리
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트리의 간선을 칠하되 인접한 두 간선은 색이 다르고 연속한 세 간선은 모두 다른 색이 되도록 칠하는 경우의 수를 1e9+9로 나눈 나머지로 구한다.
문제
그래프 이론에서 트리는 사이클이 없는 연결 무향 단순 그래프다. 정점이 개인 트리에는 항상 간선이 개 있다.
트리에서 경로는 서로 다른 간선을 이어 붙인 수열이고, 경로 안에서 연속한 두 간선은 정점을 하나 공유한다.
정점이 개, 간선이 개인 트리가 있다. 각 간선을 가지 색 중 하나로 칠한다.
간선 2개로 이루어진 모든 경로와 간선 3개로 이루어진 모든 경로에서 간선의 색이 서로 다르면 그 색칠을 무지개 색칠이라고 한다. 즉 연속한 두 간선의 색이 다르고, 연속한 세 간선의 색도 모두 다르다.
트리와 색의 개수 가 주어진다. 무지개 색칠의 개수를 로 나눈 나머지를 구하라.
입력
첫 줄에 테스트 케이스의 개수 가 주어진다. 이어서 각 테스트 케이스마다 다음이 주어진다.
- 첫 줄에 정수 두 개 과 가 공백으로 구분되어 주어진다. 은 트리의 정점 수이고 는 쓸 수 있는 색의 개수다.
- 다음 개 줄에 간선 하나씩, 그 간선이 잇는 두 정점의 번호 와 가 주어진다. 정점 번호는 1부터 까지다.
제한
- 모든 정점 번호는 1 이상 이하다.
- 주어지는 간선 개는 항상 트리를 이룬다.
출력
각 테스트 케이스마다 한 줄씩, Case #X: Y 형식으로 출력한다. 는 1부터 시작하는 테스트 케이스 번호이고 는 그 케이스의 답이다.
힌트
정점 4개짜리 트리에서 한 정점이 나머지 세 정점과 각각 이어져 있고 색이 10가지라고 하자. 세 간선은 서로 모두 인접하므로 무지개 색칠에서는 색이 셋 다 달라야 한다. 따라서 색칠은 가지다.
정점 5개가 한 줄로 이어진 트리에서 색이 3가지라고 하자. 앞의 세 간선은 색이 모두 달라야 해서 가지이고, 네 번째 간선의 색은 하나로 정해진다. 그러므로 무지개 색칠은 6가지다.