Krosh Kaliningrad Contest 1
A. Крош и новая сумма
ограничение по времени на тест
2 секунды
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

У Кроша есть массив из $$$n$$$ целых положительных чисел. Помогите ему посчитать следующую сумму $$$\sum\limits_{i=1}^n \sum\limits_{j=i+1}^n |a_i - a_j| * (a_i + a_j)$$$. Выведите ответ по модулю $$$10^9+7$$$.

Входные данные

В первой строке записано число $$$2 \le n \le 2 * 10^5$$$. В следующей строке записаны $$$n$$$ целых неотрицательных чисел $$$1 \le a_i \le 10^8$$$ $$$-$$$ элементы массива.

Выходные данные

Выведите ответ на задачу по модулю $$$10^9+7$$$.

Примеры
Входные данные
5
2 3 4 5 1
Выходные данные
120
Входные данные
2
100000000 100000000
Выходные данные
0
Входные данные
10
1 100000000 1 100000000 100000000 1 1 100000000 100000000 1
Выходные данные
249999989

B. Крош и ксор сумм
ограничение по времени на тест
2 секунды
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

У Кроша есть массив из $$$n$$$ неотрицательных целых чисел. Красоту массива он определяет следующим образом. Сначала он выбирает число $$$1 \le k \le n$$$ и некоторую последовательность $$$b$$$ из $$$k$$$ различных чисел $$$1 \le b_i \le n$$$. Затем он определяет значение этой последовательности $$$V(b)$$$ как сумму элементов массива $$$a$$$ на соответствующих позициях: $$$V(b) = \sum \limits_{i = 1}^k a_{b_i}$$$. Тогда красота массива $$$a$$$ определяется как побитовое исключающее ИЛИ(xor) всех значений $$$V(b)$$$ по всем возможным последовательностям $$$b$$$, которые можно получить приведенным выше способом(выбрать $$$k$$$ и $$$k$$$ различных целых чисел от $$$1$$$ до $$$n$$$). Помогите Крошу определить красоту массива $$$a$$$.

Входные данные

В первой строке записано число $$$1 \le n \le 2 * 10^5$$$ - количество элементов в массиве $$$a$$$. В следующей строке записаны $$$n$$$ неотрицательных целых чисел $$$0 \le a_i \le 10^7$$$.

Выходные данные

Выведите красоту массива $$$a$$$.

Примеры
Входные данные
2
1 2
Выходные данные
3
Входные данные
1
10
Выходные данные
10

C. Правильный порядок
ограничение по времени на тест
1 секунда
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

Вам дан массив из $$$n$$$ положительных целых чисел. Вам нужно определить, можно ли переставить его элементы таким образом, чтобы выполнялось следующее условие: $$$a_1 \lt a_2 \gt a_3 \lt a_4 \gt a_5...$$$, то есть первый элемент должен быть строго меньше второго, второй строго больше третьего, третий строго меньше четвертого, и так далее. Если такой порядок существует, то выведите $$$n$$$ чисел – получившийся массив. Если такого порядка не существует, просто выведите $$$-1$$$. Если существует несколько правильных ответов, выведите любой из них.

Входные данные

В первой строке дано число $$$n$$$, $$$1 \le n \le 10^5$$$ – количество элементов массива. В следующей строке даны $$$n$$$ положительных целых чисел – элементы массива $$$1 \le a_i \le 10^9$$$.

Выходные данные

Если можно переставить элементы массива таким образом, чтобы условие выполнялось, выведите $$$n$$$ элементов в массива в порядке, удовлетворяющем этому условию, иначе выведите $$$-1$$$.

Примеры
Входные данные
5
1 2 3 4 1
Выходные данные
1 3 1 4 2
Входные данные
4
1 1 1 1
Выходные данные
-1

D. Крош и сумма ряда
ограничение по времени на тест
2 секунды
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

Крошу в качестве домашнего задания по математике задали посчитать следующую сумму ряда: $$$\sum\limits_{n = 1}^{\infty} \frac{n^k}{2^n}$$$, где $$$k$$$ - заданное число. Помогите ему решить эту задачу, для данного $$$k$$$ выведите сумму ряда. Гарантируется, что ответ - целое число. Так как ответ может получиться большим, выведите его по простому модулю $$$10^9+7$$$.

Входные данные

Вам дано число $$$1 \le k \le 5000$$$.

Выходные данные

Выведите остаток от деления суммы ряда на число $$$10^9+7$$$.

Примеры
Входные данные
1
Выходные данные
2
Входные данные
2
Выходные данные
6

E. Крош и математическое ожидание
ограничение по времени на тест
2 секунды
ограничение по памяти на тест
1024 мегабайта
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

Крош недавно начал изучать теорию вероятностей, и ему в голову пришла следующая задача: пусть имеется массив из $$$n$$$ натуральных чисел от $$$1$$$ до $$$x$$$ и число $$$k$$$. Далее происходят $$$k$$$ действий, на каждом действии берется текущий массив и одновременно между каждой парой соседних чисел добавляется случайное число от $$$1$$$ до $$$x$$$, числа выбираются равновероятно и независимо на каждом шаге и в пределах одного шага. Крош задался вопросом, каково математическое ожидание количества отрезков из одинаковых чисел после $$$k$$$ шагов алгоритма? Например, если $$$a = [1, 2, 4, 1, 1, 5, 5, 6]$$$, $$$x = 6$$$, то количество отрезков равно $$$6$$$. После выполнения шага алгоритма мы можем получить такой массив: $$$[1, 5, 2, 2, 4, 3, 1, 1, 1, 1, 5, 6, 5, 2, 6]$$$, в котором $$$11$$$ отрезков.

Входные данные

В первой строке вам даны три натуральных числа $$$1 \le n \le 10^5$$$, $$$1 \le x \le 10^9$$$, $$$0 \le k \le 10^{9}$$$. В следующей строке вам дан массив из $$$n$$$ натуральных чисел от $$$1$$$ до $$$x$$$.

Выходные данные

Выведите ответ на задачу по модулю $$$10^9+7$$$. Гарантируется, что ответ можно представить в виде дроби $$$P/Q$$$, где $$$P$$$ и $$$Q$$$ - целые неотрицательные числа и $$$Q \gt 0$$$. Выведите остаток от деления на $$$10^9+7$$$ величины $$$P * Q^{-1}$$$.

Пример
Входные данные
5 4 2
1 2 3 4 4
Выходные данные
13

F. Крош и массивы
ограничение по времени на тест
1 секунда
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

У Кроша есть два числа $$$n$$$ и $$$m$$$. Он называет массив из $$$k$$$ элементов хорошим, если любые два его соседних элемента отличаются ровно на единицу, то есть для любого $$$1 \le i \le k - 1$$$ $$$|a_i - a_{i + 1}| = 1$$$. Обратите внимание, что любой массив длины $$$1$$$ является хорошим. Помогите Крошу посчитать количество хороших массивов из $$$m$$$ элементов, состоящих из натуральных чисел от $$$1$$$ до $$$n$$$, таких, в которых каждое число от $$$1$$$ до $$$n$$$ встречается хотя бы раз. Так как ответ может получиться большим, выведите его остаток от деления на $$$10^9+7$$$. Два массива считаются различными, если существует позиция, на которой в этих массивах стоят разные элементы.

Входные данные

Вам даны два числа $$$1 \le m \le 2000$$$, $$$1 \le n \le m$$$.

Выходные данные

Выведите ответ на задачу по модулю $$$10^9+7$$$.

Примеры
Входные данные
4 3
Выходные данные
4
Входные данные
2 2
Выходные данные
2

G. Крош и снова подсчет массивов
ограничение по времени на тест
2 секунды
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

Крош называет массив длины $$$n$$$ интересным, если он состоит из $$$n$$$ чисел, каждое из которых принимает значение от $$$0$$$ до $$$9$$$ и их сумма делится на $$$3$$$. Помогите ему посчитать количество интересных массивов длины $$$n$$$.

Входные данные

Вам дано число $$$1 \le n \le 300000$$$ - длина массива.

Выходные данные

Выведите ответ на задачу.

Пример
Входные данные
1
Выходные данные
4

H. Крош и еще одна задача на подсчет массивов
ограничение по времени на тест
4 секунды
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

У Кроша есть три числа $$$n$$$, $$$m$$$, $$$k$$$. Помогите ему посчитать количество массивов длиной $$$n$$$, состоящих из целых чисел от $$$1$$$ до $$$m$$$, сумма элементов которых делится на $$$k$$$. Выведите ответ по модулю $$$10^9+7$$$.

Входные данные

Вам даны три числа $$$1 \le n \le 40000$$$, $$$1 \le m \le 100$$$, $$$m \lt k \le 10^9$$$.

Выходные данные

Выведите ответ по модулю $$$10^9+7$$$.

Пример
Входные данные
5 3 7
Выходные данные
20

I. Крош и новая сумма по подотрезкам
ограничение по времени на тест
3 секунды
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

У Кроша есть массив $$$a$$$ из $$$n$$$ целых неотрицательных чисел. Помогите ему посчитать следующую величину

$$$\sum\limits_{l = 1}^n \sum\limits_{r = l}^n (a(l) $$$ $$$^$$$ $$$a(l + 1) $$$^$$$ $$$... $$$^$$$ $$$a(r)) * max(a(l), a(l + 1), ..., a(r))$$$. (^ - операция побитового исключающего ИЛИ - XOR).

Выведите ответ по модулю $$$10^9+7$$$.

Входные данные

В первой строке записано число $$$1 \le n \le 2 * 10^5$$$. В следующей строке находятся $$$n$$$ целых неотрицательных чисел $$$0 \le a_i \le 10^9$$$.

Выходные данные

Выведите ответ по модулю $$$10^9+7$$$.

Примеры
Входные данные
4
10 8 12 1
Выходные данные
941
Входные данные
1
1000000000
Выходные данные
49

J. Крош и порядок-2
ограничение по времени на тест
2 секунды
ограничение по памяти на тест
256 мегабайт
ввод
стандартный ввод
вывод
стандартный вывод

У Кроша есть массив целых неотрицательных чисел $$$a_1, a_2, ..., a_n$$$, а также некоторое число $$$m$$$. Он определяет красоту $$$F$$$ последовательности чисел $$$a_1, a_2, ..., a_n$$$ как $$$F(A) = a_1 $$$ $$$mod$$$ $$$m$$$ $$$+ a_2 ^ 2$$$ $$$mod$$$ $$$m$$$ $$$+ a_3 ^ 3$$$ $$$mod$$$ $$$m$$$ + ... + $$$a_n ^ n$$$ $$$mod$$$ $$$m$$$(число вверху означает степень), где $$$x$$$ $$$mod$$$ $$$m$$$ означает остаток от деления числа $$$x$$$ на $$$m$$$. Крош хочет переставить элементы его массива таким образом, чтобы максимизировать его красоту, то есть найти такой порядок элементов, который дает максимально возможную красоту. Помогите ему определить, какое максимальное значение может принимать красота массива, если можно произвольным образом переставить его элементы.

Входные данные

В первой строке даны числа $$$1 \le n \le 10^5$$$ - число элементов в массиве Кроша и $$$2 \le m \le 4$$$ - число, использующееся для определения красоты. В следующей строке даны $$$n$$$ чисел $$$0 \le a_i \lt m$$$ - элементы массива $$$a$$$.

Выходные данные

Выведите ответ на задачу.

Примеры
Входные данные
4 4
1 0 3 3
Выходные данные
7
Входные данные
5 3
1 2 1 0 1
Выходные данные
5