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카피바라 코지 카니발

시간 제한4초메모리 제한2048 MB

요약
다각형의 꼭짓점을 k가지 색으로 칠할 때, 변과 대각선으로 이어진 인접 꼭짓점의 색이 서로 다른 경우의 수를 998244353으로 나눈 나머지로 구합니다.
난이도

어려움10점 중 8점

유형
수학, 그래프, 정렬
정답자
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문제

카피바라들이 카피바라 코지 카니발을 즐긴다. 의장 카피바라가 볼록한 케이크를 자른다. 케이크는 정 nn각형이고 모서리는 nn개다. 사용할 수 있는 색은 kk가지다. 의장은 서로 교차하지 않는 대각선 모양의 절단선 mm개를 그어 케이크를 m+1m+1개의 조각으로 나눈다. 각 절단선은 한 모서리에서 다른 모서리까지 직선으로 이어지며, 케이크 내부를 지난다.

각 모서리를 kk가지 색 중 하나로 칠하는 방법의 수를 구하라. 원래 케이크에서 연속한 두 모서리이거나, 같은 절단선의 양 끝점이면 두 모서리는 이웃한다. 이웃한 모서리끼리는 같은 색이 될 수 없다. 모든 색을 쓸 필요는 없다. 방법의 수가 클 수 있으므로 998 244 353998\,244\,353으로 나눈 나머지를 구한다.

입력

첫 줄에 테스트 케이스의 개수 tt(1≤t≤1041 \le t \le 10^4)가 주어진다. 각 테스트 케이스의 첫 줄에는 모서리 수 nn, 절단선 수 mm, 색의 수 kk가 공백으로 구분되어 주어진다(3≤n≤1093 \le n \le 10^9; 0≤m≤2⋅1050 \le m \le 2 \cdot 10^5; 2≤k≤1062 \le k \le 10^6). 이어지는 mm개의 줄에는 ii번째 절단선이 잇는 두 모서리 uiu_i와 viv_i가 주어진다(1≤ui<vi≤n1 \le u_i < v_i \le n). 두 절단선이 같거나 끝점이 아닌 곳에서 만나는 경우는 없다. 모든 절단선은 직선이며 케이크 내부를 지난다. 모든 테스트 케이스의 mm 합은 2⋅1052 \cdot 10^5을 넘지 않는다.

출력

각 테스트 케이스마다 모서리를 칠하는 방법의 수를 998 244 353998\,244\,353으로 나눈 나머지를 출력한다. 모든 색을 쓸 필요는 없다.

힌트

첫 번째 테스트 케이스에서 모서리 1은 3가지 색 중 하나다. 모서리 2는 남은 2가지 색 중 하나다. 모서리 3은 남은 색 하나이고, 모서리 4는 모서리 2와 같은 색이다. 따라서 총 6가지 방법이 있다. 두 번째 테스트 케이스에서는 모서리 수가 홀수이고 색은 2가지뿐인데, 이웃한 모서리가 모두 달라야 하므로 불가능하다.

예제1

  1. 예제 1

    입력
    4
    4 1 3
    1 3
    5 0 2
    9 4 3
    1 3
    1 6
    4 6
    6 8
    3 0 1001
    
    예상 출력
    6
    0
    54
    1754647