#P17472. [ICPC 2018 Jiaozuo R] Shortest Paths on Random Forests

[ICPC 2018 Jiaozuo R] Shortest Paths on Random Forests

题目描述

这里有一个与森林(一种特殊的图)相关的问题。在向你介绍该问题之前,我们先给出本题中使用的一些定义。一个具有 nn 个顶点的带标号森林是一张无环的无向简单图,其中的顶点由 1,2,⋯ ,n1, 2, \cdots, n 标号。若两张带标号森林的顶点数不同,或者当顶点数相同时,存在某个标号 ii 使得这两张森林中标号为 ii 的顶点的邻居具有不同的标号(即这两张森林里标号为 ii 的顶点的所有邻居的标号集合不同),则这两张带标号森林被视为不同。

树状结构在计算机编程中经常被构造,这也是 Bob 所见过最迷人的部分。今天,Bob 想从所有可能的具有 nn 个顶点的带标号森林中以等概率随机选取一张森林 GG。然后,如果标号为 ii 的顶点到标号为 jj 的顶点之间存在最短路径,他将会把 δ(i,j)\delta(i, j) 设为这条最短路径上的边数;若不存在,则将 δ(i,j)\delta(i, j) 设为 mm。Bob 对以下表达式的期望值感到好奇:

$$\displaystyle \sum_{i = 1}^{n}{\sum_{j = i + 1}^{n}{\delta^2(i, j)}},$$

但这对他来说太难了。你能帮助 Bob 求出该期望值对 998244353998244353 取模的结果吗?

更确切地说,如果期望值的既约分数为 pq\frac{p}{q},你需要提供最小的非负整数 rr,使得 qr≡p(mod998244353)q r \equiv p \pmod{998244353}。

输入格式

输入包含多组测试数据,第一行包含一个正整数 TT,表示测试数据的组数,最多为 2×1052 \times 10^5。

对于每组测试数据,仅有一行包含两个整数 nn 和 mm,满足 1≤n≤2×1051 \leq n \leq 2 \times 10^5,n≤m≤998244352n \leq m \leq 998244352。

我们保证每组测试数据中 qq 的模意义下的乘法逆元总是存在的,换句话说,所有测试数据均保证 q≢0(mod998244353)q \not \equiv 0 \pmod{998244353}。

输出格式

对于每组测试数据,输出一行包含对 998244353998244353 取模后的答案。

4
1 1
2 3
3 7
4 16
0
5
66
576

提示

翻译由 DeepSeek V4 Pro 完成