Universal Cup Judging System

Universal Cup

Time Limit: 2.0 s Memory Limit: 1024 MB Total points: 100 Hackable ✓
Statistics

Как вы знаете, вы участвуете в Китайском соревновании по конструктивным задачам (Chinese Constructive Problem Contest, CCPC), и, без сомнения, университет-составитель — Университет Сунь Ятсена, будучи Королевством Конструктива, очень ждёт, что вы бросите вызов нескольким связанным с этим задачам.

Маленький U — студент Королевства Конструктива. На занятии по алгоритмам Маленький U узнал о задаче MCOP (Matrix Chain Ordering Problem — задача о порядке перемножения матриц). Вот краткое описание MCOP:

На вход алгоритму подаётся последовательность положительных целых чисел длины $n \ge 3$: $[w_1, w_2, \dots, w_n]$. Следующая формула перемножает $n - 1$ матриц, чтобы в итоге получить новую матрицу:

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

где $M_i$ — матрица размера $w_i \times w_{i+1}$. Умножение матриц ассоциативно, поэтому изменение порядка умножения приведёт к той же итоговой матрице $M$, однако количество операций может отличаться. Цель задачи — найти оптимальную стратегию умножения среди $(n - 2)!$ возможных стратегий, при которой общее количество операций, необходимых для перемножения матриц, минимально. Здесь предполагается, что умножение матриц размеров $p \times q$ и $q \times r$ даёт матрицу размера $p \times r$ и требует $pqr$ операций. Минимальное общее количество операций, необходимое для вычисления $M$ при оптимальной стратегии, обозначается как $\text{MCOP}([w_1, w_2, \dots, w_n])$.

Маленький U уже научился на занятии решать эту задачу с достаточно хорошей временной сложностью, но, как студент Королевства Конструктива, он естественным образом задумался о следующей задаче:

Дано целое число $X$, удовлетворяющее условию $1 \le X \le 10^9$. Вам необходимо построить последовательность целых чисел длины $l$, $[a_1, a_2, \dots, a_l]$, удовлетворяющую следующим требованиям:

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

Маленький U уже реализовал проверяющую программу (checker) с помощью изученного на занятии алгоритма, а вам нужно решить эту конструктивную задачу.

Входные данные

Эта задача содержит несколько наборов входных данных. Первая строка входных данных содержит целое число $T$ ($1 \le T \le 500$), обозначающее количество наборов входных данных.

Для каждого набора входных данных вход состоит из одной строки, содержащей целое число $X$ ($1 \le X \le 10^9$), смысл которого описан в условии задачи.

Выходные данные

Для каждого набора входных данных: сначала выведите строку с целым числом $l$ ($3 \le l \le 6$), обозначающим длину построенной последовательности. Затем выведите строку с $l$ целыми числами, описывающими построенную последовательность.

Можно доказать, что для любого входного числа $X$ всегда существует построение, удовлетворяющее требованиям. Если подходящих построений несколько, выведите любое из них.

Пример

Пример входных данных 1

2
90
10

Пример выходных данных 1

4
5 3 2 6
3
1 1 10

Примечание

В первом наборе входных данных построенная последовательность равна $[5, 3, 2, 6]$, что означает необходимость выполнить цепочечное перемножение трёх матриц размеров $5 \times 3$, $3 \times 2$ и $2 \times 6$. Рассмотрим две стратегии умножения:

  • Сначала перемножить $M_1$ и $M_2$, получив матрицу размера $5 \times 2$, а затем умножить на $M_3$, что соответствует выражению $(M_1 \times M_2) \times M_3$. Общее число операций в этом случае равно $5 \times 3 \times 2 + 5 \times 2 \times 6 = 90$;
  • Сначала перемножить $M_2$ и $M_3$, получив матрицу размера $3 \times 6$, а затем умножить слева на $M_1$, что соответствует выражению $M_1 \times (M_2 \times M_3)$. Общее число операций в этом случае равно $3 \times 2 \times 6 + 5 \times 3 \times 6 = 126$.

Поскольку цель состоит в минимизации общего числа операций, получаем $\text{MCOP}([5, 3, 2, 6]) = \min(90, 126) = 90$.

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.