트리를 안 쓰는 트리 문제

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요약
일자로 연결된 전구를 최소 횟수로 잘라 붙여, 각 칸의 색에서 i와 j를 뺀 값이 N의 배수가 되는 N곱하기 N 정사각형을 만드는 배치를 찾는다.
난이도

어려움10점 중 8점

유형
수학, 구현, 정수론, 그리디
정답자
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문제

지호는 작년 겨울에 학교에 설치했던 크리스마스트리를 철거하려고 한다. 트리에 달려 있던 조명을 버리기 너무 아까웠던 지호는, 조명을 가지고 예쁜 장식을 만들고자 한다.

트리 조명은 N2N^2개의 전구가 일자로 연결되어 있는 형태이다. 각 전구는 NN개의 색상 중 한 가지를 가지며, 왼쪽에서부터 ii번째에 있는 전구는 ((i−1)mod  N)+1((i-1)\mod N) + 1번째 색을 가지고 있다. 아래 그림 1은 N=4N=4인 경우의 예시이다.

[그림 1] 424^2개의 일자로 연결된 전구. 전구에 쓰인 수는 그 전구의 색상을 나타낸다.

지호는 이 조명을 적당히 자르고 이어붙여 가로와 세로로 각각 NN개씩의 전구가 배치된 정사각형 형태의 장식을 만들려 한다. 단, 잘라낸 각 조명은 돌리거나 뒤집을 수 없다. 이때, ii행 jj열에 위치한 (즉 (i,j)(i,j)번 칸에 있는) 조명의 색상을 a_i,ja\_{i,j}라 할 때, 모든 순서쌍 (i,j)(i,j)에 대해 a_i,j−i−j+1a\_{i,j}-i-j+1이 NN의 배수가 되도록 하고자 한다. 아래 그림 2는 N=4N=4인 경우의 예시이다. (아래 그림의 색상은 각 전구의 색상을 표현하는 것이 아닌, 어느 조각이 어디 배치되어 있는지를 나타내기 위한 색상이다.)

[그림 2] 그림 1의 전구를 적당히 자르고 붙여 정사각형으로 재배치한 모습.

조명을 자르는 것은 매우 귀찮은 작업이기에, 지호는 조명을 자르는 횟수를 최소화하고 싶다. 장식을 만들기 위해 조명을 자르는 횟수를 최소화하는 경우를 하나 찾아 조각의 개수와 그 배치를 지호에게 알려 주자. tt번째 조각이 왼쪽에서부터 ss번째 전구부터 ee번째 전구까지로 이루어져 있다고 하고 이 조각의 맨 왼쪽 전구가 정사각형의 ii행 jj열에 배치될 때, 각 조각에 대한 ss, ee, ii, jj를 계산해서 알려 주어야 한다.

입력

첫 번째 줄에 양의 정수 NN이 주어진다.

출력

첫 번째 줄에 잘라서 만든 조각의 개수 MM을 출력하여라.

두 번째 줄부터 MM개의 줄 중 tt번째 줄에 tt번째 조각이 가진 전구의 범위 ss와 ee, 그리고 tt번째 조각의 맨 왼쪽 전구가 배치되는 위치 ii와 jj를 공백으로 구분하여 출력하여라.

제한

  • 1≤N≤10001 \leq N \leq 1000

예제2

  1. 예제 1

    입력
    4
    
    예상 출력
    7
    1 3 1 1
    16 16 1 4
    6 9 2 1
    11 11 3 1
    4 5 3 2
    10 10 3 4
    12 15 4 1
    
  2. 예제 2

    입력
    2
    
    예상 출력
    3
    1 2 1 1
    3 3 2 2
    4 4 2 1