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#651. 【APIO2021】六边形领域

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对于一个用六边形无限平铺的平面,Pak Dengklek 站在其中一个格子上,并称该格子为初始格子。如果六边形平铺中的两个格子有公共边,则称它们是相邻的格子。对于一步移动,Pak Dengklek 可以从一个格子向六个可能的方向(从 $1$ 到 $6$ 编号,如下图所示)移动到与其相邻的格子上。

放图

于某个由 $N$ 次行动构成的行动序列,Pak Dengklek 可以用其产生的路径(对应一个按序访问的格子序列)构造一个领域。其中第 $i$ 次行动由移动方向 $D[i]$ 和在该方向上的移动步数 $L[i]$ 组成,并且该路径应有如下性质:

  • 路径是 封闭 的,这意味着在格子序列中,起点格子与终点格子(即初始格子)相同。
  • 路径是 简单 的,这意味着在格子序列中,除了初始格子访问过恰好两次(起点和终点分别访问一 次),其他格子只能被访问至多一次。
  • 路径是 暴露 的,这意味着在格子序列中,每个格子与至少一个不在序列中出现过的非 内部格子 相邻。
    • 如果一个格子不在格子序列中出现过,并且从它出发,在不经过格子序列中任何格子的情况下,(通过若干步移动) 只能访问到有限个格子,我们就称该格子是 内部格子 。

下图是一个符合上述条件的路径例子。其中:

  • $1$ 号格子(粉色)是初始格子。
  • 被编号的格子(淡蓝色)组成格子序列,编号代表它被访问的顺序。
  • 被标上叉号的格子(深蓝色)是内部格子。

放图

构造出的领域只包含所有路径上的格子和内部格子。领域中格子 $c$ 的距离定义为:在只经过领域中包含格子的情况下,从初始格子出发到达 $c$ 所需要的最少移动步数。领域中一个格子的分数定义为 $A+d \times B$,其中 $A$ 和 $B$ 是 Pak Dengklek 给定的常数,$d$ 是该格子在领域中的距离。下图给出了用上示路径构成的领域中每个格子的距离。

放图

请帮助 Pak Dengklek 计算,用给出的行动序列构成的领域中,所有格子的分数之和。由于总分数值可能很大,最终结果对 $10^9+7$ 取模。

实现细节

你需要实现下列函数:

int draw_territory(int N, int A, int B, int[] D, int[] L)
  • $N$:行动序列中行动的次数。
  • $A,B$:分数计算中的常数。
  • $D$:大小为 $N$ 的数组,其中 $D[i]$ 表示第 $i$ 次行动的方向。
  • $L$:大小为 $N$ 的数组,其中 $L[i]$ 表示第 $i$ 次行动的移动步数。
  • 函数应该返回用给出的行动序列所构成的领域中,所有格子的分数总和对 $10^9+7$ 取模后的值。
  • 该函数将被调用恰好一次。

例子

考虑下列调用:

draw_territory(17, 2, 3,
               [1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, 1, 6, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 1],
               [1, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 2, 3, 1, 6, 3, 3, 2, 1])

该行动序列和上述题面中给出的例子相同。下表列出了该领域中所有可能的距离值所对应的分数。

距离值 格子数 每个格子分数 总分数
$0 $ $1$ $2+0×3=2$ $1×2=2$
$1 $ $4$ $2+1×3=5$ $4×5=20$
$2 $ $5$ $2+2×3=8$ $5×8=40$
$3 $ $6$ $2+3×3=11$ $6×11=66$
$4 $ $4$ $2+4×3=14$ $4×14=56$
$5 $ $3$ $2+5×3=17$ $3×17=51$
$6 $ $4$ $2+6×3=20$ $4×20=80$
$7 $ $4$ $2+7×3=23$ $4×23=92$
$8 $ $5$ $2+8×3=26$ $5×26=130$
$9 $ $3$ $2+9×3=29$ $3×29=87$
$10$ $4$ $2+10×3=32$ $4×32=128$
$11$ $5$ $2+11×3=35$ $5×35=175$
$12$ $2$ $2+12×3=38$ $2×38=76$

总分数值为 $2+20+40+66+56+51+80+92+130+87+128+175+76=1003$。

因此,draw_territory 应该返回 $1003$。

输入格式

示例测试程序将按以下格式读取输入数据:

  • 第 $1$ 行:$N, A, B$
  • 第 $2 + i(0 \le i \le N-1)$ 行:$D[i], L[i]$

输出格式

示例测试程序将按以下格式输出你的答案: - 第 $1$ 行,draw_territory 的返回值。

限制与约定

  • $3 \leq N \leq 200\ 000$
  • $0 \leq A,B \leq 10^9$
  • $1 \leq D[i] \leq 6(0 \leq i \leq N-1)$
  • $1 \leq L[i] (0 \leq i \leq N-1)$
  • $L$ 中的元素之和不超过 $10^9$。
  • 给出的行动序列所对应的路径一定是 封闭、简单暴露 的。

子任务:

实际测试中,前 12 个 subtask 为数据包,后 8 个 subtask 为 8 个子任务。

  1. ($3$ 分) $N=3,B=0$
  2. ($6$ 分) $N=3$
  3. ($11$ 分) $L$ 中的元素之和不超过 $2000$
  4. ($12$ 分) $B = 0,L$ 中的元素之和不超过 $200\ 000$
  5. ($15$ 分) $B = 0$
  6. ($19$ 分) $L$ 中的元素之和不超过 $200\ 000$
  7. ($18$ 分) $L[i] = L[i + 1] (0 \leq i \leq N-2)$
  8. ($16$ 分) 无附加限制

时间限制:$2\texttt{s}$

空间限制:$1\texttt{GB}$

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