#DPTG1. 小Y的随机迷宫闯关记
小Y的随机迷宫闯关记
题目描述
在一片由树形迷宫组成的奇幻森林里,所有道路连通成一棵无根树,我们将1号节点定为树根,这里是小Y心心念念的家。整座迷宫没有环路、没有孤立区域,每个非根节点都只有一条通往根节点的向上路径,结构全程固定,不会发生任何变化。
小Y被困在迷宫的某个节点上,他唯一的目标就是沿着迷宫道路,一步步走回1号节点的家中。可这座迷宫被施加了特殊的随机魔法,行走规则被严格限定,小Y只能依靠自己的智慧和有限的道具,尽可能掌控随机性,顺利抵达终点。
- 小Y每完成一次移动算作一步,步数从1开始依次递增,每一步的行动模式,完全由当前步数是奇数步还是偶数步决定,没有任何变通余地:
- 奇数步(第1、3、5……步):强制定向,无随机可能 每当轮到奇数步移动,迷宫的强制魔法会立刻生效,小Y必须朝着根节点1的方向向上走一步,没有其他任何选择。这一步完全可控,不会出现任何随机偏移,能稳稳朝着家的方向靠近一步。
- 偶数步(第2、4、6……步):随机失控,硬币可控 偶数步是整场闯关中最不确定的时刻,迷宫的随机魔法会彻底爆发:如果小Y不借助道具干预,他会等概率随机走向当前节点的任意一个相邻节点,有可能碰巧向上靠近家,也有可能走回原路、甚至偏向其他分支,彻底偏离回家路线,随机性完全不受自身控制。 好在小Y随身携带了特殊的掌控硬币,这是他对抗随机魔法的唯一法宝。每到偶数步,只要花费1枚掌控硬币,就能暂时破除随机魔法,强制自己和奇数步一样,稳稳朝着根节点1的方向向上走一步,彻底规避随机风险,牢牢把控行进方向。
定义为小Y当前在v点,还有p枚硬币情况下走到家的期望步数。
你需要帮助小Y计算 个询问。每个查询包含一对 ,你需要计算 模 的值。
具体来说,令 。结果可以表示为一个不可约分数 ,其中 和 是整数且 。你需要输出 。换句话说,输出满足 且 的整数 。
输入格式
输入包含多个测试用例。第一行为测试用例的数量 ()。
对于每个测试用例,第一行包含两个整数 和 (,),分别表示树的顶点数和查询数量。
接下来的 行每行描述一条树的边,包含两个整数 和 (,),表示节点 和 之间有一条边。
接下来的 行中每行包含两个整数 和 (,),表示每个查询的节点和初始硬币数。
保证输入的边构成一棵树,并且所有测试用例的 之和不超过 , 之和不超过 。
输出格式
对于每个测试用例,输出 个整数,表示每个查询 模 的结果。
形式上,令 。可以证明答案可以表示为不可约分数 ,其中 和 是整数且 。输出满足 且 的整数 。
2
4 4
1 2
2 3
2 4
2 0
3 0
4 0
3 1
12 10
1 2
2 3
2 4
1 5
5 6
6 7
6 8
6 9
8 10
10 11
10 12
6 0
9 0
10 0
11 0
3 1
7 1
10 1
12 1
12 2
11 12
1
6
6
2
4
9
8
15
2
3
6
9
5
5
说明/提示
在第一个测试用例中,树的结构如下:

第一个查询中,期望值为 ,因为机器人从顶点 出发,一步就到达了顶点 ,过程结束。
第二个查询中的期望步数计算如下( 为步数):
- ,因为距离顶点 是 ,机器人无法在更少的步数内到达。
- ,因为只有一种步骤序列使 。即 ,概率为 。
- ,因为机器人只能通过偶数步数到达顶点 。
- :可能路径为 $3 \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.67} [3, 4] \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.33} 1$。
- :可能路径为 $3 \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.67} [3, 4] \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.67} [3, 4] \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.33} 1$。
- 一般情况下,。
因此,$f(v, p) = \sum_{i=1}^{\infty}{i \cdot 2 \cdot \frac{2^{i - 1}}{3^i}} = 6$。
第二个测试用例中,树的结构如下:

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