Split the SSHS 5

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요약
트리의 각 건물에서 함정 하나가 무작위로 작동해 이웃을 잠그며, 1번에서 각 목적지에 도달할 확률을 998244353으로 나눈 나머지로 구한다.
난이도

어려움10점 중 8점

유형
확률, 트리, 정수론, DFS
정답자
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문제

서울과학고등학교에는 11번부터 NN번까지 번호가 부여된 NN개의 건물과 두 건물 사이를 연결하는 N−1N - 1개의 길이 존재한다. 서울과학고등학교의 어떤 두 건물 사이도 몇 개의 길을 이용하여 이동할 수 있음이 보장된다. 즉, 서울과학고등학교는 트리이다.

어느 날 악당 경곽이는 서울과학고등학교의 각 건물에 함정을 설치했다. 경곽이는 ii번 건물에 A_iA\_i개의 함정을 설치했으며, 어느 하나의 건물에 설치된 모든 함정은 서로 다른 건물과 연결되어 있다. ii번 건물에 누군가가 들어오면, A_iA\_i개의 함정 중 무작위로 하나가 작동해 해당 함정과 연결된 건물 중 하나가 잠긴 상태가 되어 더 이상 출입할 수 없게 된다. 이때, A_iA\_i개의 함정이 작동할 확률은 모두 동일하며, 정확히 하나의 함정만 작동한다. 연결된 건물이 잠긴 상태여도 확률 변동 없이 함정이 작동할 수 있다.

11번 건물에서 수업을 마친 설곽이는 다음 수업을 위해 22번 건물부터 NN번 건물 중 하나로 이동하려 한다. 이때, 설곽이는 효율적이므로 항상 최소한의 건물 간 이동을 행하는 경로(즉 최단경로)를 택하여 길을 통해 이동한다. 설곽이의 목적지가 22번 건물부터 NN번 건물인 총 N−1N-1가지 경우에 대하여 11번 건물을 떠나 원하는 건물에 도달할 수 있는 확률을 구해보자. 설곽이가 떠나기 전 모든 함정들은 초기화된다. 11번 건물의 함정은 설곽이가 출발하기 직전 작동한다.

입력

첫 번째 줄에 서울과학고등학교의 건물 개수를 나타내는 정수 NN이 주어진다. (1≤N≤100,0001 \leq N \leq 100 \\, 000)

두 번째 줄부터 NN개의 줄에 걸쳐 경곽이가 설치한 함정에 대한 정보가 주어진다. 이 중 ii번째 줄에는 경곽이가 ii번 건물에 설치한 함정의 개수인 A_iA\_i가 주어지며 같은 줄에 각각의 함정이 연결된 A_iA\_i개의 건물 번호를 나타내는 정수 a_i1,,a_i2,,⋯ ,,a_iA_ia\_{i1}, \\, a\_{i2}, \\, \cdots, \\, a\_{iA\_{i}}가 공백으로 구분되어 주어진다.

(0≤A_i0 \leq A\_i 이며, A_iA\_i의 합은 100,000100 \\, 000을 넘지 않는다. 각 ii에 대해 a_i1,,a_i2,,⋯ ,,a_iA_ia\_{i1}, \\, a\_{i2}, \\, \cdots, \\, a\_{iA\_{i}}는 모두 다르며, a_ij≠ia\_{ij} \neq i이다.)

N+2N + 2번째 줄부터 N−1N - 1개의 줄에 걸쳐, 두 정수 uu, vv가 공백으로 구분되어 주어진다. 이는 uu번 건물과 vv번 건물을 연결하는 길이 존재함을 의미한다. (1≤u,v≤N1 \leq u, v \leq N)

입력으로 주어지는 서울과학고등학교의 구조는 올바른 트리임을 보장한다.

출력

11번 교실에서 각 학생이 22번 교실부터 NN번 교실까지 도달할 수 있는 확률을 998,244,353998 \\, 244 \\, 353으로 나눈 나머지를 순서대로 N-1줄에 거쳐 한 줄에 하나씩 출력하라. 998,244,353998 \\, 244 \\, 353은 소수이다. 각 교실에 도달할 확률이 유리수임을 증명할 수 있다.

기약 분수 pq\displaystyle \frac{p}{q} (p≥0,q>0,gcd⁡(p,q)=1p \geq 0, q > 0, \gcd(p, q) = 1)에 대해 소수 MM으로 나눈 나머지는 q−1q^{-1}가 q⋅q−1≡1(modM)q\cdot q^{-1}\equiv 1\pmod {M}을 만족하는 정수, 즉 qq의 MM에 대한 모듈로 곱셈 역원일 때, p⋅q−1(modM)p\cdot q^{-1}\pmod M로 정의한다.

예제2

  1. 예제 1

    입력
    5
    1 2
    2 1 3
    2 1 4
    2 1 5
    3 1 2 3
    1 2
    2 3
    3 4
    4 5
    
    예상 출력
    0
    0
    0
    0
    
  2. 예제 2

    입력
    8
    2 2 3
    1 8
    3 1 2 4
    7 1 2 3 5 6 7 8
    1 3
    1 7
    3 1 2 3
    3 1 2 3
    1 2
    1 3
    3 4
    3 5
    3 6
    6 7
    6 8
    
    예상 출력
    499122177
    499122177
    332748118
    499122177
    499122177
    0
    499122177