CF2162G Beautiful Tree

题目描述

树是一种没有环的连通图。 如果一棵树所有边的端点标签的乘积之和为完全平方数,则称这棵树是美丽的。 更正式地,设 $E$ 是树的边集。如果有 $$S = \sum_{\{u, v\} \in E} (u \cdot v)$$ 是一个完全平方数,即存在整数 $x$ 使得 $S = x^2$,则称这棵树是美丽的。 给定一个整数 $n$,你的任务是构造一个包含 $n$ 个顶点的美丽树,或者报告不存在这样的树。

输入格式

输入的第一行包含一个整数 $t$($1 \le t \le 10^4$),表示测试用例的个数。 每个测试用例包含一个整数 $n$($2 \le n \le 2\times10^5$)。 保证所有测试用例中 $n$ 的总和不超过 $2\times10^5$。

输出格式

对于每个测试用例,如果不存在包含 $n$ 个顶点的美丽树,输出 $-1$。 否则,输出 $n-1$ 行,每行两个空格分隔的整数 $u, v$($1 \le u, v \le n$),表示一条边。 同一条边的两个端点顺序可以互换,边的输出顺序不限。

说明/提示

测试点 1:不存在包含 $2$ 个顶点的美丽树,因此输出 $-1$。 测试点 2: ![](https://cdn.luogu.com.cn/upload/vjudge_pic/CF2162G/9f438ff2237346c05a4acb68b9621f597b17e9d7cb11804b88ed46eab0045ffe.png) $S = (2\cdot3) + (1\cdot3) = 9 = (3)^2$ 测试点 3: ![](https://cdn.luogu.com.cn/upload/vjudge_pic/CF2162G/fa4fc1e35b4f731b0e2c21e538da2402b0ed3d065c5f8ad321dc7525b4620780.png) $S = (2\cdot1) + (3\cdot1) + (4\cdot1) = 9 = (3)^2$ 由 ChatGPT 5 翻译