#P17439. 魔术表演

魔术表演

背景

2024 年 5 月 18 日,随着最后一发通信题的提交出现了 Wrong Answer,小 Z 的 APIO 比赛结束了,也意味着他在 OI 生涯中又一次打铁。

痛定思痛,小 Z 决定批量生产通信题给自己做。如何批量生产通信题?只要要求 Alice 通过一种奇奇怪怪的方法发送一个正整数 XX 给 Bob,中间还会遇到各种奇奇怪怪的篡改,要求 Bob 还原 XX,这样就能批量生产通信题了!

那为什么这题并不是通信题呢。

题目描述

这不是一道通信题。

Alice 和 Bob 是著名的魔术师。Catherine 是一位富豪,她非常喜欢观看 Alice 和 Bob 的魔术。某一天,Catherine 决定向 Alice 和 Bob 发出挑战:只要他们能成功表演如下的魔术,Catherine 就将向他们提供巨额奖金!这个魔术的表演过程如下:

  • 步骤 11:Catherine 告诉 Alice 和 Bob 两个正整数 nn 和 kk,以及两个区间序列 I1,I2,…,IkI_1,I_2,\dots,I_k,J1,J2,…,JkJ_1,J_2,\dots,J_k。其中 Ii=[Ai,Bi],Ji=[Ci,Di]I_i=[A_i,B_i],J_i=[C_i,D_i],它们满足:

    • 1≤Ai≤Bi≤n1\le A_i\le B_i\le n,1≤Ci≤Di≤n1\le C_i\le D_i\le n;
    • I1,…,IkI_1,\dots,I_k 两两不交;
    • J1,…,JkJ_1,\dots,J_k 两两不交;
    • 对任意 i≠ji\ne j,Ii∩Jj=∅I_i\cap J_j=\varnothing。

    也就是说,每个 IiI_i 仅可能与同下标的 JiJ_i 有交。

  • 步骤 22:Alice 公开告诉 Catherine 和 Bob 一个正整数 mm。Bob 知道 n,k,I,J,mn,k,I,J,m。随后 Bob 进入密室,在魔术全程中只能通过 Catherine 获取信息。

  • 步骤 33:Catherine 告诉 Alice 一个在 11 到 mm 之间的整数 XX。

  • 步骤 44:Alice 生成一个集合 SS,其中每个元素都是 1,2,…,n1,2,\dots,n 的一个排列。SS 可以为空集。Alice 把 SS 告诉 Catherine。

  • 步骤 55:Catherine 可重复任意次以下操作,包括 00 次:

    • 从当前集合 SS 中任选一个排列 pp;
    • 选择 U=A,V=BU=A,V=B 或 U=C,V=DU=C,V=D;
    • 对于 i=1,2,…,ki=1,2,\dots,k,将排列 pp 的区间 [Ui,Vi][U_i,V_i] 前后翻转,得到新排列 p′p',并用 p′p' 替换集合 SS 中的排列 pp;
    • 将集合 SS 去重。

    最后将最终的 SS 打乱后告诉 Bob。

  • 步骤 66:Bob 根据 Catherine 给出的信息,猜出 Catherine 告诉 Alice 的数 XX 是多少。

然而,Alice 和 Bob 被这个魔术难倒了,于是他们不得不寻求你的帮助。请你写一段程序,计算出在 Alice 得知 n,k,I,Jn,k,I,J 后,在保证一定拿到这笔奖金的情况下,最大能报出的 mm 是多少。我们可以证明,这个最大的 mm 一定可以被表示为 2n!L\sqrt[L]{2^{n!}} 的形式,其中 LL 是一个正整数。你只需要输出 LL 模 109+710^9+7 的值。

输入格式

第一行读入两个整数 c,Tc,T,分别表示测试点编号、测试数据组数。特殊地,样例的编号为 00。

接下来读入 TT 组数据,对于每组数据:

第一行读入两个正整数 n,kn,k,分别表示 Catherine 告诉 Alice 和 Bob 的两个数。

接下来 kk 行,每行四个正整数,分别表示 Ai,Bi,Ci,DiA_i,B_i,C_i,D_i。

输出格式

对于每组数据,输出一个整数,表示对应的 LL 模 109+710^9+7 的值。

0 1
2 1
1 1 2 2
1
0 1
2 1
1 2 2 2
2
0 1
560700 1
3 560600 1 560699
133656720

提示

样例 1 解释

由于 A1=B1,C1=D1A_1=B_1,C_1=D_1,单点前后翻转等于什么都没干。相当于 Catherine 不会进行混淆操作,仅仅只会将集合打乱并去重。那么此时 Bob 收到的信息有四种情况:{},{{1,2}},{{2,1}},{{1,2},{2,1}}\{\},\{\{1,2\}\},\{\{2,1\}\},\{\{1,2\},\{2,1\}\},每种分别代表一种数字,那么 m=4=22!1m=4=\sqrt[1]{2^{2!}},故 L=1L=1。

样例 2 解释

考虑如下通信构造手段:Bob 收到的集合 SS 是否为空,若为空即为 11,否则为 22,所以 m=2=22!2m=2=\sqrt[2]{2^{2!}},故 L=2L=2。

数据范围

对于 100%100\% 的数据,满足:

  • 0≤T≤100\le T\le 10;
  • 1≤n≤10121\le n\le 10^{12};
  • 1≤k≤501\le k\le 50;
  • ∑k≤50\sum k\le 50;
  • 1≤Ai≤Bi≤n1\le A_i\le B_i\le n;
  • 1≤Ci≤Di≤n1\le C_i\le D_i\le n;
  • I1,…,IkI_1,\dots,I_k 两两不交;
  • J1,…,JkJ_1,\dots,J_k 两两不交;
  • 对任意 i≠ji\ne j,Ii∩Jj=∅I_i\cap J_j=\varnothing。
测试点编号 特殊限制 测试点编号 特殊限制
11 T=1,n=5,k=1T=1,n=5,k=1,且数据下发 1111 T=1,n=2×109,k=1T=1,n=2\times 10^9,k=1,且数据下发
22 T=1,n=10,k=1T=1,n=10,k=1,且数据下发 1212
33 ∀i, Ii∩Ji=∅\forall i,\ I_i\cap J_i=\varnothing 1313 k=1, A1=1, D1=nk=1,\ A_1=1,\ D_1=n
44 ∀i, Ii∩Ji=∅, Ai=Bi\forall i,\ I_i\cap J_i=\varnothing,\ A_i=B_i 1414
55 ∀i, Ai=Bi, Ci=Di\forall i,\ A_i=B_i,\ C_i=D_i 1515
66 n≤103n\le 10^3 1616 k=1, A1=1, B1=nk=1,\ A_1=1,\ B_1=n
77 1717
88 n≤105n\le 10^5 1818
99 n≤5×106n\le 5\times 10^6 1919 无特殊限制
1010 T=1,n=2×109,k=1T=1,n=2\times 10^9,k=1,且数据下发 2020