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P70017 - 小Y的随机迷宫闯关记

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描述

在一片由树形迷宫组成的奇幻森林里,所有道路连通成一棵无根树,我们将1号节点定为树根,这里是小Y心心念念的家。整座迷宫没有环路、没有孤立区域,每个非根节点都只有一条通往根节点的向上路径,结构全程固定,不会发生任何变化。

小Y被困在迷宫的某个节点上,他唯一的目标就是沿着迷宫道路,一步步走回1号节点的家中。可这座迷宫被施加了特殊的随机魔法,行走规则被严格限定,小Y只能依靠自己的智慧和有限的道具,尽可能掌控随机性,顺利抵达终点。

- 小Y每完成一次移动算作一步,步数从1开始依次递增,每一步的行动模式,完全由当前步数是奇数步还是偶数步决定,没有任何变通余地:
 - 奇数步(第1、3、5……步):强制定向,无随机可能
每当轮到奇数步移动,迷宫的强制魔法会立刻生效,小Y必须朝着根节点1的方向向上走一步,没有其他任何选择。这一步完全可控,不会出现任何随机偏移,能稳稳朝着家的方向靠近一步。
 - 偶数步(第2、4、6……步):随机失控,硬币可控
偶数步是整场闯关中最不确定的时刻,迷宫的随机魔法会彻底爆发:如果小Y不借助道具干预,他会等概率随机走向当前节点的任意一个相邻节点,有可能碰巧向上靠近家,也有可能走回原路、甚至偏向其他分支,彻底偏离回家路线,随机性完全不受自身控制。
好在小Y随身携带了特殊的掌控硬币,这是他对抗随机魔法的唯一法宝。每到偶数步,只要花费1枚掌控硬币,就能暂时破除随机魔法,强制自己和奇数步一样,稳稳朝着根节点1的方向向上走一步,彻底规避随机风险,牢牢把控行进方向。

定义$f(v,p)$为小Y当前在v点,还有p枚硬币情况下走到家的期望步数。  
你需要帮助小Y计算 $ q $ 个询问。每个查询包含一对 $(v_i, p_i)$,你需要计算 $ f(v_i, p_i) $ 模 $ 998\,244\,353 $ 的值。

具体来说,令 $ M = 998\,244\,353 $。结果可以表示为一个不可约分数 $ \frac{p}{q} $,其中 $ p $ 和 $ q $ 是整数且 $ q \not\equiv 0 \pmod{M} $。你需要输出 $ p \cdot q^{-1} \bmod M $。换句话说,输出满足 $ 0 \le x < M $ 且 $ x \cdot q \equiv p \pmod{M} $ 的整数 $ x $。

输入

输入包含多个测试用例。第一行为测试用例的数量 $ t $ ($ 1 \le t \le 10^3 $)。

对于每个测试用例,第一行包含两个整数 $ n $ 和 $ q $($ 2 \le n \le 2000 $,$ 1 \le q \le 2000 $),分别表示树的顶点数和查询数量。

接下来的 $ n - 1 $ 行每行描述一条树的边,包含两个整数 $ u_i $ 和 $ v_i $ ($ 1 \le u_i, v_i \le n $,$ u_i \neq v_i $),表示节点 $ u_i $ 和 $ v_i $ 之间有一条边。

接下来的 $ q $ 行中每行包含两个整数 $ v_i $ 和 $ p_i $($ 2 \le v_i \le n $,$ 0 \le p_i \le n $),表示每个查询的节点和初始硬币数。

保证输入的边构成一棵树,并且所有测试用例的 $ n $ 之和不超过 $ 2000 $,$ q $ 之和不超过 $ 2000 $。

输出

对于每个测试用例,输出 $ q $ 个整数,表示每个查询 $ f(v_i, p_i) $ 模 $ 998\,244\,353 $ 的结果。

形式上,令 $ M = 998\,244\,353 $。可以证明答案可以表示为不可约分数 $ \frac{p}{q} $,其中 $ p $ 和 $ q $ 是整数且 $ q \not\equiv 0 \pmod{M} $。输出满足 $ 0 \le x < M $ 且 $ x \cdot q \equiv p \pmod{M} $ 的整数 $ x $。

样例

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提示

在第一个测试用例中,树的结构如下:
 
第一个查询中,期望值为 $ 1 $,因为机器人从顶点 $ 2 $ 出发,一步就到达了顶点 $ 1 $,过程结束。

第二个查询中的期望步数计算如下($ x $ 为步数):

- $ P(x < 2) = 0 $,因为距离顶点 $ 1 $ 是 $ 2 $,机器人无法在更少的步数内到达。
- $ P(x = 2) = \frac{1}{3} $,因为只有一种步骤序列使 $ x = 2 $。即 $ 3 \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.33} 1 $,概率为 $ 1 \cdot \frac{1}{3} $。
- $ P(x \bmod 2 = 1) = 0 $,因为机器人只能通过偶数步数到达顶点 $ 1 $。
- $ P(x = 4) = \frac{2}{9} $:可能路径为 $ 3 \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.67} [3, 4] \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.33} 1 $。
- $ P(x = 6) = \frac{4}{27} $:可能路径为 $ 3 \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.67} [3, 4] \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.67} [3, 4] \rightarrow_{1} 2 \rightarrow_{0.33} 1 $。
- 一般情况下,$ P(x = i \cdot 2) = \frac{2^{i - 1}}{3^i} $。

因此,$ f(v, p) = \sum_{i=1}^{\infty}{i \cdot 2 \cdot \frac{2^{i - 1}}{3^i}} = 6 $。
 
第二个测试用例中,树的结构如下:
 

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    • 测试点1:Accepted
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    • 测试点2:Accepted
    • 用时:0 ms
    • 内存:288 kb
    输入
    203
    输出
    203

    test

    测评信息

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    运行 ID:67149

    2019-01-24 15:06:36