Universal Cup Judging System

Universal Cup

実行時間制限: 2.0 s メモリ制限: 1024 MB 満点: 100 ハック可能 ✓
統計

Jak wiesz, bierzesz udział w Chińskim Konkursie Zadań Konstrukcyjnych (Chinese Constructive Problem Contest, CCPC) i bez wątpienia uczelnia przygotowująca zadania — Uniwersytet Sun Jat-sena, jako Królestwo Konstrukcji — bardzo pragnie, abyś zmierzył się z kilkoma powiązanymi problemami.

Mały U jest studentem w Królestwie Konstrukcji. Na zajęciach z algorytmiki Mały U poznał problem MCOP (Matrix Chain Ordering Problem — problem nawiasowania iloczynu macierzy). Oto wprowadzenie do MCOP:

Na wejściu algorytmu dany jest ciąg dodatnich liczb całkowitych o długości $n \ge 3$, $[w_1, w_2, \dots, w_n]$. Poniższy wzór mnoży $n - 1$ macierzy, aby ostatecznie otrzymać nową macierz:

$$M = M_1 \times M_2 \times \cdots \times M_{n-1}$$

gdzie $M_i$ jest macierzą o wymiarach $w_i \times w_{i+1}$. Mnożenie macierzy jest łączne, więc zmiana kolejności mnożenia da tę samą macierz końcową $M$, jednak liczba operacji może się różnić. Celem problemu jest znalezienie optymalnej strategii mnożenia spośród $(n - 2)!$ możliwych strategii, tak aby łączna liczba operacji wymaganych do pomnożenia macierzy była jak najmniejsza. Zakładamy tutaj, że pomnożenie macierzy o wymiarach $p \times q$ oraz $q \times r$ daje macierz o wymiarach $p \times r$ i wymaga $pqr$ operacji. Minimalną łączną liczbę operacji potrzebnych do obliczenia $M$ przy optymalnej strategii oznaczamy jako $\text{MCOP}([w_1, w_2, \dots, w_n])$.

Mały U nauczył się na zajęciach, jak rozwiązać ten problem w wystarczająco dobrej złożoności czasowej, ale jako student Królestwa Konstrukcji naturalnie pomyślał o następującym zadaniu:

Dana jest liczba całkowita $X$, spełniająca $1 \le X \le 10^9$. Musisz skonstruować ciąg liczb całkowitych o długości $l$, $[a_1, a_2, \dots, a_l]$, spełniający następujące wymagania:

  • $3 \le l \le 6$;
  • Dla każdego $i \in [1, l]$ zachodzi $1 \le a_i \le 4000$;
  • $\text{MCOP}([a_1, a_2, \dots, a_l]) = X$.

Mały U zaimplementował już sprawdzarkę (checker) przy użyciu algorytmu poznanego na zajęciach, a Twoim zadaniem jest rozwiązanie tego problemu konstrukcyjnego.

Wejście

To zadanie zawiera wiele przypadków testowych. Pierwszy wiersz wejścia zawiera liczbę całkowitą $T$ ($1 \le T \le 500$), oznaczającą liczbę przypadków testowych.

Dla każdego przypadku testowego wejście składa się z pojedynczego wiersza zawierającego liczbę całkowitą $X$ ($1 \le X \le 10^9$), której znaczenie podano w treści zadania.

Wyjście

Dla każdego przypadku testowego: najpierw wypisz wiersz z liczbą całkowitą $l$ ($3 \le l \le 6$), oznaczającą długość skonstruowanego ciągu. Następnie wypisz wiersz z $l$ liczbami całkowitymi, reprezentującymi skonstruowany ciąg.

Można udowodnić, że dla każdego wejścia $X$ zawsze istnieje konstrukcja spełniająca wymagania. Jeśli istnieje wiele takich konstrukcji, wypisz dowolną z nich.

Przykład

Przykładowe wejście 1

2
90
10

Przykładowe wyjście 1

4
5 3 2 6
3
1 1 10

Uwaga

Dla pierwszego przypadku testowego skonstruowany ciąg to $[5, 3, 2, 6]$, co oznacza konieczność wykonania łańcuchowego mnożenia trzech macierzy o wymiarach $5 \times 3$, $3 \times 2$ oraz $2 \times 6$. Rozważmy dwie strategie mnożenia:

  • Najpierw pomnóż $M_1$ i $M_2$, aby otrzymać macierz o wymiarach $5 \times 2$, a następnie pomnóż przez $M_3$, co odpowiada wyrażeniu $(M_1 \times M_2) \times M_3$. Łączna liczba operacji wynosi wówczas $5 \times 3 \times 2 + 5 \times 2 \times 6 = 90$;
  • Najpierw pomnóż $M_2$ i $M_3$, aby otrzymać macierz o wymiarach $3 \times 6$, a następnie pomnóż przez $M_1$, co odpowiada wyrażeniu $M_1 \times (M_2 \times M_3)$. Łączna liczba operacji wynosi wówczas $3 \times 2 \times 6 + 5 \times 3 \times 6 = 126$.

Tutaj celem jest zminimalizowanie łącznej liczby operacji, zatem $\text{MCOP}([5, 3, 2, 6]) = \min(90, 126) = 90$.

Discussions

About Discussions

The discussion section is only for posting: General Discussions (problem-solving strategies, alternative approaches), and Off-topic conversations.

This is NOT for reporting issues! If you want to report bugs or errors, please use the Issues section below.

Open Discussions 0
No discussions in this category.

Issues

About Issues

If you find any issues with the problem (statement, scoring, time/memory limits, test cases, etc.), you may submit an issue here. A problem moderator will review your issue.

Guidelines:

  1. This is not a place to publish discussions, editorials, or requests to debug your code. Issues are only visible to you and problem moderators.
  2. Do not submit duplicated issues.
  3. Issues must be filed in English or Chinese only.
Active Issues 0
No issues in this category.
Closed/Resolved Issues 0
No issues in this category.