library_for_cpp

This documentation is automatically generated by online-judge-tools/verification-helper

View the Project on GitHub Kazun1998/library_for_cpp

:heavy_check_mark: verify/yosupo_library_checker/data_structure/Union_Find_with_Potential.test.cpp

Depends on

Code

#define PROBLEM "https://judge.yosupo.jp/problem/unionfind_with_potential"

#include"../../../template/template.hpp"
#include"../../../Algebra/modint.hpp"
#include"../../../Union_Find/Potentilized_Union_Find.hpp"

using mint = modint<998244353>;

int main() {
    int N, Q; cin >> N >> Q;
    Potentilized_Union_Find<mint> U(N, add<mint>, mint(0), neg<mint>);

    for (int q = 0; q < Q; q++) {
        int t; scanf("%d", &t);
        if (t == 0) {
            int u, v, _x; scanf("%d%d%d", &u, &v, &_x);
            mint x = mint::raw(_x);

            if (U.is_possible(u, v, x)) { 
                U.unite(u, v, x);
                cout << 1 << "\n";
            } else {
                cout << 0 << "\n";
            }
        } else if (t == 1) {
            int u, v; scanf("%d%d", &u, &v);
            if (U.is_well_defined(u, v)) {
                cout << U.potential(u, v) << "\n";
            } else {
                cout << -1 << "\n";
            }
        }
    }
}
#line 1 "verify/yosupo_library_checker/data_structure/Union_Find_with_Potential.test.cpp"
#define PROBLEM "https://judge.yosupo.jp/problem/unionfind_with_potential"

#line 2 "template/template.hpp"

using namespace std;

// intrinstic
#include <immintrin.h>

#include <algorithm>
#include <array>
#include <bitset>
#include <cassert>
#include <cctype>
#include <cfenv>
#include <cfloat>
#include <chrono>
#include <cinttypes>
#include <climits>
#include <cmath>
#include <complex>
#include <concepts>
#include <cstdarg>
#include <cstddef>
#include <cstdint>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <deque>
#include <fstream>
#include <functional>
#include <initializer_list>
#include <iomanip>
#include <ios>
#include <iostream>
#include <istream>
#include <iterator>
#include <limits>
#include <list>
#include <map>
#include <memory>
#include <new>
#include <numeric>
#include <ostream>
#include <optional>
#include <queue>
#include <random>
#include <set>
#include <sstream>
#include <stack>
#include <streambuf>
#include <string>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <typeinfo>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#include <utility>
#include <vector>

// utility
#line 2 "template/utility.hpp"

using ll = long long;

// a ← max(a, b) を実行する. a が更新されたら, 返り値が true.
template<typename T, typename U>
inline bool chmax(T &a, const U b){
    return (a < b ? a = b, 1: 0);
}

// a ← min(a, b) を実行する. a が更新されたら, 返り値が true.
template<typename T, typename U>
inline bool chmin(T &a, const U b){
    return (a > b ? a = b, 1: 0);
}

// a の最大値を取得する.
template<typename T>
inline T max(const vector<T> &a){
    if (a.empty()) throw invalid_argument("vector is empty.");

    return *max_element(a.begin(), a.end());
}

// vector<T> a の最小値を取得する.
template<typename T>
inline T min(const vector<T> &a){
    if (a.empty()) throw invalid_argument("vector is empty.");

    return *min_element(a.begin(), a.end());
}

// vector<T> a の最大値のインデックスを取得する.
template<typename T>
inline size_t argmax(const vector<T> &a){
    if (a.empty()) throw std::invalid_argument("vector is empty.");

    return distance(a.begin(), max_element(a.begin(), a.end()));
}

// vector<T> a の最小値のインデックスを取得する.
template<typename T>
inline size_t argmin(const vector<T> &a){
    if (a.empty()) throw invalid_argument("vector is empty.");

    return distance(a.begin(), min_element(a.begin(), a.end()));
}
#line 61 "template/template.hpp"

// math
#line 2 "template/math.hpp"

// 演算子
template<typename T>
T add(const T &x, const T &y) { return x + y; }

template<typename T>
T sub(const T &x, const T &y) { return x - y; }

template<typename T>
T mul(const T &x, const T &y) { return x * y; }

template<typename T>
T neg(const T &x) { return -x; }

template<integral T>
T bitwise_and(const T &x, const T &y) { return x & y; }

template<integral T>
T bitwise_or(const T &x, const T &y) { return x | y; }

template<integral T>
T bitwise_xor(const T &x, const T &y) { return x ^ y; }

// 除算に関する関数

// floor(x / y) を求める.
template<integral T, integral U>
auto div_floor(T x, U y){
    return x / y - ((x % y != 0) && ((x < 0) != (y < 0)));
}

// ceil(x / y) を求める.
template<integral T, integral U>
auto div_ceil(T x, U y){
    return x / y + ((x % y != 0) && ((x < 0) == (y < 0)));
}

// x を y で割った余りを求める.
template<integral T, integral U>
auto safe_mod(T x, U y){
    auto q = div_floor(x, y);
    return x - q * y ;
}

// x を y で割った商と余りを求める.
template<integral T, integral U>
auto divmod(T x, U y){
    auto q = div_floor(x, y);
    return make_pair(q, x - q * y);
}

// 四捨五入を求める.
template<integral T, integral U>
auto round(T x, U y){
    auto [q, r] = divmod(x, y);
    if (y < 0) return (r <= div_floor(y, 2)) ? q + 1 : q;
    return (r >= div_ceil(y, 2)) ? q + 1 : q;
}

// 奇数かどうか判定する.
template<integral T>
bool is_odd(const T &x) { return x % 2 != 0; }

// 偶数かどうか判定する.
template<integral T>
bool is_even(const T &x) { return x % 2 == 0; }

// m の倍数かどうか判定する.
template<integral T, integral U>
bool is_multiple(const T &x, const U &m) { return x % m == 0; }

// 正かどうか判定する.
template<typename T>
bool is_positive(const T &x) { return x > 0; }

// 負かどうか判定する.
template<typename T>
bool is_negative(const T &x) { return x < 0; }

// ゼロかどうか判定する.
template<typename T>
bool is_zero(const T &x) { return x == 0; }

// 非負かどうか判定する.
template<typename T>
bool is_non_negative(const T &x) { return x >= 0; }

// 非正かどうか判定する.
template<typename T>
bool is_non_positive(const T &x) { return x <= 0; }

// 指数に関する関数

// x の y 乗を求める.
ll intpow(ll x, ll y){
    ll a = 1;
    while (y){
        if (y & 1) { a *= x; }
        x *= x;
        y >>= 1;
    }
    return a;
}

// x の y 乗を z で割った余りを求める.
template<typename T, integral U>
T modpow(T x, U y, T z) {
    T a = 1;
    while (y) {
        if (y & 1) { (a *= x) %= z; }

        (x *= x) %= z;
        y >>= 1;
    }

    return a;
}

template<typename T>
T sum(const vector<T> &X) {
    T y = T(0);
    for (auto &&x: X) { y += x; }
    return y;
}

template<typename T>
T gcd(const T x, const T y) {
    return y == 0 ? x : gcd(y, x % y);
}

// a x + b y = gcd(a, b) を満たす整数の組 (a, b) に対して, (x, y, gcd(a, b)) を求める.
template<integral T>
tuple<T, T, T> Extended_Euclid(T a, T b) {
    T s = 1, t = 0, u = 0, v = 1;
    while (b) {
        auto [q, r] = divmod(a, b);
        a = b;
        b = r;
        tie(s, t) = make_pair(t, s - q * t);
        tie(u, v) = make_pair(v, u - q * v);
    }

    return make_tuple(s, u, a);
}

// floor(sqrt(N)) を求める (N < 0 のときは, 0 とする).
ll isqrt(const ll &N) { 
    if (N <= 0) { return 0; }

    ll x = sqrtl(N);
    while ((x + 1) * (x + 1) <= N) { x++; }
    while (x * x > N) { x--; }

    return x;
}

// floor(sqrt(N)) を求める (N < 0 のときは, 0 とする).
ll floor_sqrt(const ll &N) { return isqrt(N); }

// ceil(sqrt(N)) を求める (N < 0 のときは, 0 とする).
ll ceil_sqrt(const ll &N) {
    ll x = isqrt(N);
    return x * x == N ? x : x + 1;
}
#line 64 "template/template.hpp"

// inout
#line 1 "template/inout.hpp"
// 入出力
template<class... T>
void input(T&... a){ (cin >> ... >> a); }

void print(){ cout << "\n"; }

template<class T, class... Ts>
void print(const T& a, const Ts&... b){
    cout << a;
    (cout << ... << (cout << " ", b));
    cout << "\n";
}

template<typename T, typename U>
istream &operator>>(istream &is, pair<T, U> &P){
    is >> P.first >> P.second;
    return is;
}

template<typename T, typename U>
ostream &operator<<(ostream &os, const pair<T, U> &P){
    os << P.first << " " << P.second;
    return os;
}

template<typename T>
vector<T> vector_input(int N, int index){
    vector<T> X(N+index);
    for (int i=index; i<index+N; i++) cin >> X[i];
    return X;
}

template<typename T>
istream &operator>>(istream &is, vector<T> &X){
    for (auto &x: X) { is >> x; }
    return is;
}

template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const vector<T> &X){
    int s = (int)X.size();
    for (int i = 0; i < s; i++) { os << (i ? " " : "") << X[i]; }
    return os;
}

template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const unordered_set<T> &S){
    int i = 0;
    for (T a: S) {os << (i ? " ": "") << a; i++;}
    return os;
}

template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const set<T> &S){
    int i = 0;
    for (T a: S) { os << (i ? " ": "") << a; i++; }
    return os;
}

template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const unordered_multiset<T> &S){
    int i = 0;
    for (T a: S) { os << (i ? " ": "") << a; i++; }
    return os;
}

template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const multiset<T> &S){
    int i = 0;
    for (T a: S) { os << (i ? " ": "") << a; i++; }
    return os;
}

template<typename T>
std::vector<T> input_vector(size_t n, size_t offset = 0) {
    std::vector<T> res;
    // 最初に必要な全容量を確保（再確保を防ぐ）
    res.reserve(n + offset);
    // offset 分をデフォルト値で埋める（特別 indexed 用）
    res.assign(offset, T());
    
    for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
        T el;
        if (!(std::cin >> el)) break;
        res.push_back(std::move(el));
    }
    return res;
}
#line 67 "template/template.hpp"

// macro
#line 2 "template/macro.hpp"

// マクロの定義
#define all(x) x.begin(), x.end()
#define len(x) ll(x.size())
#define elif else if
#define unless(cond) if (!(cond))
#define until(cond) while (!(cond))
#define loop while (true)

// オーバーロードマクロ
#define overload2(_1, _2, name, ...) name
#define overload3(_1, _2, _3, name, ...) name
#define overload4(_1, _2, _3, _4, name, ...) name
#define overload5(_1, _2, _3, _4, _5, name, ...) name

// 繰り返し系
#define rep1(n) for (ll i = 0; i < n; i++)
#define rep2(i, n) for (ll i = 0; i < n; i++)
#define rep3(i, a, b) for (ll i = a; i < b; i++)
#define rep4(i, a, b, c) for (ll i = a; i < b; i += c)
#define rep(...) overload4(__VA_ARGS__, rep4, rep3, rep2, rep1)(__VA_ARGS__)

#define foreach1(x, a) for (auto &&x: a)
#define foreach2(x, y, a) for (auto &&[x, y]: a)
#define foreach3(x, y, z, a) for (auto &&[x, y, z]: a)
#define foreach4(x, y, z, w, a) for (auto &&[x, y, z, w]: a)
#define foreach(...) overload5(__VA_ARGS__, foreach4, foreach3, foreach2, foreach1)(__VA_ARGS__)
#line 70 "template/template.hpp"

// bitop
#line 2 "template/bitop.hpp"

// 非負整数 x の bit legnth を求める.
ll bit_length(ll x) {
    if (x == 0) { return 0; }
    return (sizeof(long) * CHAR_BIT) - __builtin_clzll(x);
}

// 非負整数 x の popcount を求める.
ll popcount(ll x) { return __builtin_popcountll(x); }

// 正の整数 x に対して, floor(log2(x)) を求める.
ll floor_log2(ll x) { return bit_length(x) - 1; }

// 正の整数 x に対して, ceil(log2(x)) を求める.
ll ceil_log2(ll x) { return bit_length(x - 1); }

// x の第 k ビットを取得する
int get_bit(ll x, int k) { return (x >> k) & 1; }

// x のビット列を取得する.
// k はビット列の長さとする.
vector<int> get_bits(ll x, int k) {
    vector<int> bits(k);
    rep(i, k) {
        bits[i] = x & 1;
        x >>= 1;
    }

    return bits;
}

// x のビット列を取得する.
vector<int> get_bits(ll x) { return get_bits(x, bit_length(x)); }
#line 73 "template/template.hpp"

// exception
#line 2 "template/exception.hpp"

class NotExist: public exception {
    private:
    string message;

    public:
    NotExist() : message("求めようとしていたものは存在しません.") {}

    const char* what() const noexcept override {
        return message.c_str();
    }
};
#line 2 "Algebra/modint.hpp"

#line 4 "Algebra/modint.hpp"

template<int M>
class modint {
    public:
    static constexpr int _mod = M; 
    uint64_t x;

    public:
    static constexpr int mod() { return _mod; }

    static modint raw(int v) {
        modint a;
        a.x = v;
        return a;
    }

    // 初期化
    constexpr modint(): x(0) {}
    constexpr modint(int64_t a) {
        int64_t w = (int64_t)(a) % mod();
        if (w < 0) { w += mod(); }
        x = w;
    }

    // マイナス元
    modint operator-() const { return modint(-x); }

    // 加法
    modint& operator+=(const modint &b){
        if ((x += b.x) >= mod()) x -= mod();
        return *this;
    }

    friend modint operator+(const modint &x, const modint &y) { return modint(x) += y; }

    // 減法
    modint& operator-=(const modint &b){
        if ((x += mod() - b.x) >= mod()) x -= mod();
        return *this;
    }

    friend modint operator-(const modint &x, const modint &y) { return modint(x) -= y; }

    // 乗法
    modint& operator*=(const modint &b){
        (x *= b.x) %= mod();
        return *this;
    }

    friend modint operator*(const modint &x, const modint &y) { return modint(x) *= y; }
    friend modint operator*(const int &x, const modint &y) { return modint(x) *= y; }
    friend modint operator*(const ll &x, const modint &y) { return modint(x) *= y; }

    // 除法
    modint& operator/=(const modint &b){ return (*this) *= b.inverse(); }

    friend modint operator/(const modint &x, const modint &y) { return modint(x) /= y; }

    modint inverse() const {
        int64_t s = 1, t = 0;
        int64_t a = x, b = mod();

        while (b > 0) {
            int64_t q = a / b;

            a -= q * b; swap(a, b);
            s -= q * t; swap(s, t);
        }

        assert (a == 1);

        return modint(s);
    }

    // 比較
    friend bool operator==(const modint &a, const modint &b) { return (a.x == b.x); }
    friend bool operator==(const modint &a, const int &b) { return a.x == safe_mod(b, mod()); }
    friend bool operator!=(const modint &a, const modint &b) { return (a.x != b.x); }

    // 入力
    friend istream &operator>>(istream &is, modint &a) {
        int64_t x;
        is >> x;
        a.x = safe_mod(x, mod());
        return is;
    }

    // 出力
    friend ostream &operator<<(ostream &os, const modint &a) { return os << a.x; }

    bool is_zero() const { return x == 0; }
    bool is_member(ll a) const { return x == (a % mod() + mod()) % mod(); }
};

template<typename T>
struct is_modint : std::false_type {};

template<int M>
struct is_modint<modint<M>> : std::true_type {};

template<typename Mint>
requires is_modint<Mint>::value
Mint pow(Mint x, long long n) {
    if (n < 0) { return pow(x, -n).inverse(); }

    Mint res(1);
    for (; n; n >>= 1) {
        if (n & 1) { res *= x; }
        x *= x;
    }

    return res;
}
#line 2 "Union_Find/Potentilized_Union_Find.hpp"

#line 4 "Union_Find/Potentilized_Union_Find.hpp"

template<typename Pot>
class Potentilized_Union_Find {
    int n, _group_number;
    vector<int> par, rank;
    vector<Pot> pot; // P(x) = pot[x] P(par[x])
    vector<bool> valid;

    Pot unit;
    function<Pot(const Pot&, const Pot&)> add;
    function<Pot(const Pot&, const Pot&)> diff;
    function<Pot(const Pot&)> neg;

    public:
    Potentilized_Union_Find(int n, function<Pot(const Pot&, const Pot&)> add, const Pot &unit, const function<Pot(const Pot &)> neg):
        n(n), par(vector<int>(n, -1)), rank(vector<int>(n, 0)), pot(vector<Pot>(n, unit)), valid(vector<bool>(n, true)), _group_number(n),
        unit(unit), add(add), neg(neg) {
            diff = [&add, &neg](const Pot& a, const Pot& b) { return add(neg(a), b); };
        }

    /// @brief 頂点 x が属する連結成分の代表元を求める.
    /// @param x 
    int find(int x) {
        // x 自身が代表元ならば, x で決定
        if (par[x] < 0) { return x; }

        int r = find(par[x]);
        pot[x] = add(pot[x], pot[par[x]]);
        return par[x] = r;
    }

    /// @brief 頂点 x, y は連結か?
    /// @param x 
    /// @param y 
    inline bool same(int x, int y) { return find(x) == find(y); }

    /// @brief 頂点 x が属する連結成分における頂点数を求める.
    /// @param x 
    inline int size(int x) { return -par[find(x)]; }

    /// @brief P(x) = a P(y) という情報を加える.
    /// @param x 
    /// @param y 
    /// @param a 
    /// @return x, y の間が無矛盾ならば true, 矛盾があれば false.
    bool unite(int x, int y, Pot a) {
        a = add(a, potential(y));
        a = add(neg(potential(x)), a);

        x = find(x), y = find(y);

        if (x == y) {
            valid[x] = valid[x] && (a == unit);
            return valid[x];
        }

        if (rank[x] > rank[y]) {
            swap(x, y);
            a = neg(a);
        }

        if (rank[x] == rank[y]) { rank[x]++; }

        valid[y] = valid[x] && valid[y];

        par[y] += par[x];

        par[x] = y;
        pot[x] = a;

        _group_number--;

        return true;
    }

    Pot potential(int x) {
        find(x);
        return pot[x];
    }

    /// @brief x から見た y のポテンシャルを求める. つまり, -P(y) + P(x) を求める.
    /// @param x 基準
    /// @param y ポテンシャルを求める点
    Pot potential(int x, int y) { return add(potential(x), neg(potential(y))); }

    bool is_valid(int x) { return valid[x]; }

    /// @brief x - y 間のポテンシャルは位置に定まるか?
    /// @param x 
    /// @param y 
    /// @return 
    inline bool is_well_defined(int x, int y) { return same(x, y) && is_valid(x); }

    /// @brief P(x) = P(y) + a となり得るか?
    /// @param x 
    /// @param y 
    /// @param a 
    /// @return 
    bool is_possible(int x, int y, Pot a) { return !same(x, y) || potential(x, y) == a; }

    /// @brief 連結成分の数
    int group_count() const { return _group_number; }
};
#line 6 "verify/yosupo_library_checker/data_structure/Union_Find_with_Potential.test.cpp"

using mint = modint<998244353>;

int main() {
    int N, Q; cin >> N >> Q;
    Potentilized_Union_Find<mint> U(N, add<mint>, mint(0), neg<mint>);

    for (int q = 0; q < Q; q++) {
        int t; scanf("%d", &t);
        if (t == 0) {
            int u, v, _x; scanf("%d%d%d", &u, &v, &_x);
            mint x = mint::raw(_x);

            if (U.is_possible(u, v, x)) { 
                U.unite(u, v, x);
                cout << 1 << "\n";
            } else {
                cout << 0 << "\n";
            }
        } else if (t == 1) {
            int u, v; scanf("%d%d", &u, &v);
            if (U.is_well_defined(u, v)) {
                cout << U.potential(u, v) << "\n";
            } else {
                cout << -1 << "\n";
            }
        }
    }
}
Back to top page