#P14842. [爱沙尼亚2022公开赛]Rikkis teleporter故障传送器

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[爱沙尼亚2022公开赛]Rikkis teleporter故障传送器

题目描述

Bitimaa 由 NN 座城市组成,编号为 1,2,,N1,2,\ldots,N。城市之间有 MM 条双向公路,每条公路直接连接两座城市,中间没有其他停靠点。

已知:

  • 没有公路连接一座城市自身;
  • 不存在两条不同公路连接同一对城市;
  • 通过这些公路,可以从任意城市到达任意其他城市。

Juku 住在城市 11。沿一条公路行走需要 1 小时。

此外,Juku 拥有一个强大的传送器。但是这个传送器坏了:每次使用传送器后,Juku 会以均匀随机的方式出现在某座城市。也就是说,对每座城市而言,传送后 Juku 出现在该城市的概率都是 1N\frac{1}{N}。传送器也可能让 Juku 留在原地。

传送器的架设是一项复杂且耗时的技术工作:每次 Juku 想使用传送器时,都需要花费 KK 小时。

请你对每个城市 uu2uN2 \le u \le N),求出在 Juku 做出最优选择的前提下,从城市 uu 到城市 11 平均需要多少时间。

可以证明,在本题限制下,每个 uu 对应的期望值都可以表示成分数 pq\frac{p}{q},其中 ppqq 为整数,并且满足:

0p1018,1q1018.0 \le p \le 10^{18},\quad 1 \le q \le 10^{18}.

输入格式

第一行包含三个整数 N,M,KN,M,K

接下来 MM 行,每行包含两个整数 AABB,表示城市 AA 与城市 BB 之间有一条双向公路。

输出格式

输出 N1N-1 行。

其中第 ii 行输出两个整数 ppqq,表示从城市 i+1i+1 到城市 11,在最优选择下平均需要 pq\frac{p}{q} 小时。

输出的分数不需要化简。

样例 1

输入

5 5 1
1 2
1 4
2 5
4 5
3 5

输出

1 1
9 4
1 1
2 1

样例解释

可以证明,如果 Juku 从城市 3 出发,最优策略是不断使用传送器,直到他传送到某个不同的城市,然后再沿公路移动。如果 Juku 从其他城市出发,则最优策略是只沿公路移动。

考虑 Juku 从城市 3 出发的情况。第一次传送就到达某座其他城市的概率为 45\frac45;第二次才成功的概率为 1545\frac15\cdot\frac45;第三次才成功的概率为 151545\frac15\cdot\frac15\cdot\frac45;依此类推。

因此,传送尝试次数的期望为:

$$1\cdot\frac45+2\cdot\frac15\cdot\frac45+3\cdot\frac15\cdot\frac15\cdot\frac45+\cdots=1.25.$$

成功传送到其他城市之后:

  • 14\frac14 的概率在城市 1,不需要再移动;
  • 12\frac12 的概率在城市 2 或城市 4,从任一城市都需要再走 1 条公路;
  • 14\frac14 的概率在城市 5,需要再走 2 条公路。

所以总期望时间为:

$$1.25+\frac14\cdot0+\frac12\cdot1+\frac14\cdot2=2.25=\frac94.$$

样例 2

输入

6 9 100
3 4
3 2
6 5
3 6
6 1
6 4
5 4
5 1
2 1

输出

1 1
2 1
2 1
1 1
1 1

样例解释

本例中,传送非常昂贵,因此 Juku 总是沿公路行走才是合理的。

样例 3

输入

15 17 3
14 7
13 6
14 10
1 7
2 12
4 12
4 5
6 10
15 2
13 4
12 15
8 2
9 11
13 10
5 2
2 11
3 9

输出

7 1
318 39
5 1
78 13
2892 723
1 1
8 1
4982 611
3 1
8 1
6 1
5348 1337
2 1
14 2

样例解释

请注意,输出中的分数不需要化简。例如最后一行的分数 142\frac{14}{2}71\frac71 相同。

数据范围与评分

对于所有数据:

1N,M,K3105,1 \le N,M,K \le 3\cdot10^5, 1A,BN,AB.1 \le A,B \le N,\quad A \ne B.

测试点分为以下组。只有通过某组内所有测试点,才能获得该组分数:

  1. N=KN=K,20 分;
  2. N20N \le 20,20 分;
  3. N,M103N,M \le 10^3,20 分;
  4. 无额外限制,40 分。