P14930 [北大集训 2025] 奇迹
题目背景
日复一日的机械运作着,面前三色荧光单调排列,四周充满黑暗的压抑。将来更是一眼到头的坏结局。
完全地虚无。“充实”的机械耕耘无法撬动贫瘠的思想土壤,尽管所思所念仍然在不断创造“奇迹”,且毫无意义。
我所希望的奇迹究竟是什么?我认为应该是一个小概率事件的产生,对若干部分造成了影响,这些部分又相互联系,进而获得了宏观上的巨变。
一月复一月,黑暗在逐渐侵蚀希望。在几乎必然的绝望之下,我也只能祈望奇迹的光亮再次来临。
题目描述
冬雀发现,许多看似毫无关联的事物之间,总会产生一些奇迹般的联系。
一个奇迹可以使用 $3 \times 3$ 的矩阵 $op$ 来表示,其中对于所有 $i, j \in \{0, 1, 2\}$,$op(i, j) \in \{0, 1, 2\}$。
对于 $0 \le i, j < 3^n$,设 $i, j$ 的三进制表示分别为 $(i_{n-1} \dots i_1 i_0)_3$, $(j_{n-1} \dots j_1 j_0)_3$(不足 $n$ 位的用前导 0 补齐),定义 $i \oplus j = (k_{n-1} \dots k_1 k_0)_3$,其中 $k_l = op(i_l, j_l)$ ($0 \le l < n$)。
若 $A, B, C$ 三个长度为 $3^n$ 的非负整数序列之间,蕴含一个奇迹 $op$,那么对于所有 $0 \le i < 3^n$,均有 $C_i = \left(\sum_{j \oplus k = i} A_j \times B_k\right) \mod p$,其中 $p = 998,244,353$。
冬雀希望他能够找到一些奇迹,来解释这些看似毫无关联的事物之间的联系。
尽管这对于任意三个序列难以进行,但它仍然可以轻易的找到两个**随机**的序列 $A, B$,并通过一些神奇的操作,给出序列 $C$,使得 $A, B, C$ 三者内蕴含一个奇迹。
但是现在唯一的问题在于,它不知道奇迹是什么,所以它想让你找出一个可能的答案。
形式化地,给定三个长度为 $3^n$ 的非负整数序列,其中对于所有 $0 \le i < 3^n$,$A_i, B_i$ 均在在 $[0, p)$ 中独立均匀随机生成,且存在 $op$ 满足对于所有 $0 \le i < 3^n$,均有 $C_i = \left(\sum_{j \oplus k = i} A_j \times B_k\right) \mod p$。你需要求出任意一个可能的 $op$。
输入格式
从标准输入读入数据。
本题包含多组测试数据。
输入的第一行包含一个正整数 $t$,表示测试数据组数。
接下来依次输入每组测试数据,对于每组测试数据:
- 第一行包含一个正整数 $n$。
- 第二行包含 $3^n$ 个非负整数 $A_0, A_1, \dots, A_{3^n - 1}$。
- 第三行包含 $3^n$ 个非负整数 $B_0, B_1, \dots, B_{3^n - 1}$。
- 第四行包含 $3^n$ 个非负整数 $C_0, C_1, \dots, C_{3^n - 1}$。
输出格式
输出到标准输出。
对于每组测试数据,输出一行九个非负整数 $op(0,0), op(0,1), op(0,2), op(1,0), op(1,1), op(1,2), op(2,0), op(2,1), op(2,2)$,表示一个可能的 $op$。若有多个满足条件的 $op$,输出任意一个即可。
说明/提示
### 【子任务】
对于所有测试数据,均有:
- $1 \le t \le 16$;
- $1 \le n \le 10$;
- 对于所有 $0 \le i < 3^n$,$A_i$ 均在 $[0, p)$ 中独立均匀随机生成;
- 对于所有 $0 \le i < 3^n$,$B_i$ 均在 $[0, p)$ 中独立均匀随机生成;
- 对于所有 $0 \le i < 3^n$,$0 \le C_i < p$;
- 存在至少一个 $op$ 满足条件。
| 测试点编号 | $n \le$ | 特殊性质 |
|:-:|:-:|:-:|
| 1 | 1 | 无 |
| 2 | 3 | 无 |
| 3 | 5 | 无 |
| 4 | 10 | A |
| 5 | 10 | B |
| 6 | 10 | C |
| 7 | 10 | D |
| 8 | 10 | E |
| 9 | 10 | F |
| 10 | 10 | 无 |
特殊性质 A:存在 $x, y \in \{0,1,2\}$ 满足 $op = \begin{pmatrix} x & x & x \\ x & x & x \\ y & y & y \end{pmatrix}$。
特殊性质 B:存在 $x, y, z \in \{0,1,2\}$ 满足 $op = \begin{pmatrix} x & x & x \\ y & y & y \\ z & z & z \end{pmatrix}$。
特殊性质 C:存在 $x, y \in \{0,1,2\}$ 满足 $op = \begin{pmatrix} x & x & y \\ x & x & y \\ y & y & y \end{pmatrix}$。
特殊性质 D:存在 $a, b \in \{0,1,2\}$ 满足对于所有 $i, j \in \{0,1,2\}$,均有 $op(i,j) = (ai + bj) \bmod 3$;
特殊性质 E:对于所有 $i \in \{0,1,2\}$,均有 $op(i,0) = op(i,1)$。
特殊性质 F:对于所有 $i, j \in \{0,1,2\}$,均有 $op(i,j) \in \{0,1\}$。
### 【提示】
本题输入规模较大,请使用较为快速的输入方式。