#abc251f. [abc251_f]Two Spanning Trees

[abc251_f]Two Spanning Trees

問題文

NN 頂点 MM 辺の無向グラフ GG が与えられます。 GG単純(自己ループおよび多重辺を持たない)かつ連結です。

i=1,2,ldots,Mi = 1, 2, \\ldots, M について、ii 番目の辺は頂点 uiu_i と頂点 viv_i を結ぶ無向辺 lbraceui,virbrace\\lbrace u_i, v_i \\rbrace です。

下記の 22 つの条件をともに満たすような GG22 つの全域木 T1,T2T_1,T_211 組構成してください。( T1T_1T2T_2 は異なる全域木である必要はありません。)

  • T1T_1 は下記を満たす。

    T1T_1 を頂点 11 を根とする根付き木とみなしたとき、GG の辺のうち T1T_1 に含まれないすべての辺 lbraceu,vrbrace\\lbrace u, v \\rbrace について、uuvvT1T_1 において祖先と子孫の関係にある。

  • T2T_2 は下記を満たす。

    T2T_2 を頂点 11 を根とする根付き木とみなしたとき、GG の辺のうち T2T_2 に含まれない辺 lbraceu,vrbrace\\lbrace u, v \\rbrace であって、uuvvT2T_2 において祖先と子孫の関係にあるようなものは存在しない。

ここで、「根付き木 TT において頂点 uu と頂点 vv が祖先と子孫の関係にある」とは、「 TT において uuvv の祖先である」と「 TT において vvuu の祖先である」のうちどちらかが成り立つことをいいます。

本問題の制約下において上記の条件を満たす T1T_1T2T_2 は必ず存在することが示せます。

制約

  • 2leqNleq2times1052 \\leq N \\leq 2 \\times 10^5
  • $N-1 \\leq M \\leq \\min\\lbrace 2 \\times 10^5, N(N-1)/2 \\rbrace$
  • 1lequi,vileqN1 \\leq u_i, v_i \\leq N
  • 入力はすべて整数
  • 与えられるグラフは単純かつ連結

入力

入力は以下の形式で標準入力から与えられます。

NN MM u1u_1 v1v_1 u2u_2 v2v_2 vdots\\vdots uMu_M vMv_M

出力

T1T_1T2T_2 を下記の形式にしたがって、2N22N-2 行にわたって出力してください。すなわち、

  • 11 行目から N1N-1 行目には、T1T_1 に含まれる N1N-1 本の無向辺 $\\lbrace x_1, y_1\\rbrace, \\lbrace x_2, y_2\\rbrace, \\ldots, \\lbrace x_{N-1}, y_{N-1}\\rbrace$ を、各行に 11 本ずつ出力してください。
  • NN 行目から 2N22N-2 行目には、T2T_2 に含まれる N1N-1 本の無向辺 $\\lbrace z_1, w_1\\rbrace, \\lbrace z_2, w_2\\rbrace, \\ldots, \\lbrace z_{N-1}, w_{N-1}\\rbrace$ を、各行に 11 本ずつ出力してください。

各全域木を構成する辺をどのような順番で出力するかや、各辺の出力においてどちらの端点を先に出力するかは任意です。

x1x_1 y1y_1 x2x_2 y2y_2 vdots\\vdots xN1x_{N-1} yN1y_{N-1} z1z_1 w1w_1 z2z_2 w2w_2 vdots\\vdots zN1z_{N-1} wN1w_{N-1}


入力例 1

6 8
5 1
4 3
1 4
3 5
1 2
2 6
1 6
4 2

出力例 1

1 4
4 3
5 3
4 2
6 2
1 5
5 3
1 4
2 1
1 6

上記の出力例において、T1T_155 本の辺 $\\lbrace 1, 4 \\rbrace, \\lbrace 4, 3 \\rbrace, \\lbrace 5, 3 \\rbrace, \\lbrace 4, 2 \\rbrace, \\lbrace 6, 2 \\rbrace$ を持つ GG の全域木です。この T1T_1 は問題文中の条件を満たします。実際、GG の辺のうち T1T_1 に含まれない各辺に関して、

  • lbrace5,1rbrace\\lbrace 5, 1 \\rbrace について、頂点 11 は頂点 55 の祖先であり、
  • lbrace1,2rbrace\\lbrace 1, 2 \\rbrace について、頂点 11 は頂点 22 の祖先であり、
  • lbrace1,6rbrace\\lbrace 1, 6 \\rbrace について、頂点 11 は頂点 66 の祖先です。

また、T2T_255 本の辺 $\\lbrace 1, 5 \\rbrace, \\lbrace 5, 3 \\rbrace, \\lbrace 1, 4 \\rbrace, \\lbrace 2, 1 \\rbrace, \\lbrace 1, 6 \\rbrace$ を持つ GG の全域木です。この T2T_2 は問題文中の条件を満たします。実際、GG の辺のうち T2T_2 に含まれない各辺に関して、

  • lbrace4,3rbrace\\lbrace 4, 3 \\rbrace について、頂点 44 と頂点 33 は祖先と子孫の関係になく、
  • lbrace2,6rbrace\\lbrace 2, 6 \\rbrace について、頂点 22 と頂点 66 は祖先と子孫の関係になく、
  • lbrace4,2rbrace\\lbrace 4, 2 \\rbrace について、頂点 44 と頂点 22 は祖先と子孫の関係にありません。

入力例 2

4 3
3 1
1 2
1 4

出力例 2

1 2
1 3
1 4
1 4
1 3
1 2

33 本の辺 $\\lbrace 1, 2\\rbrace, \\lbrace 1, 3 \\rbrace, \\lbrace 1, 4 \\rbrace$ を持つ木 TTGG の唯一の全域木です。 GG の辺のうちこの木 TT に含まれない辺は存在しないので、明らかに、TTT1T_1 の条件と T2T_2 の条件をともに満たします。