#P15265. [USACO26JAN2] Dynamic Instability P

[USACO26JAN2] Dynamic Instability P

说明

农夫 Nhoj 将 Bessie 困在了一棵有 NN2N21052 \le N \le 2 \cdot 10^5)个结点的有根树上,其中结点 11 是根结点。惊慌失措且孤身一人的 Bessie 每秒会进行如下移动:

  • 如果 Bessie 当前结点没有子结点,那么她会移动到当前结点的一个随机祖先结点(不包括该结点自身)。
  • 否则,Bessie 会移动到当前结点的一个随机子结点。

初始时,Bessie 位于结点 xx,而她唯一的出路是位于结点 yy1x,yN1\le x,y\le N)的出口。对于 QQ1Q21051 \le Q \le 2 \cdot 10^5)个独立的询问 (x,y)(x, y),计算如果 Bessie 从结点 xx 出发,首次到达结点 yy 所需的期望秒数,结果对 109+710^9+7 取模。

输入格式

第一行包含两个整数 NNQQ

第二行包含 N1N-1 个整数 p2,,pNp_2, \ldots, p_N,描述这棵树(1pi<i1\le p_i<i)。对于每个 2iN2 \le i \le N,结点 iipip_i 之间有一条边。

接下来的 QQ 行,每行包含两个整数 xxyy,表示一个询问的起始结点和目标结点。

输出格式

对于每个询问,输出 Bessie 从结点 xx 出发首次到达结点 yy 所需的期望秒数,结果对 109+710^9+7 取模。

5 5
1 2 2 1
1 1
2 1
3 1
4 1
5 1
0
4
3
3
1
5 5
1 2 2 1
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
0
3
500000011
500000011
6
13 10
1 2 2 4 3 1 5 6 4 7 8 10
1 12
10 6
5 12
1 13
13 10
6 4
7 12
3 1
12 8
2 1
166666700
21
2
166666701
500000023
18
166666704
750000018
800000021
500000018

提示

样例 1 解释

  • 在第 11 个询问中,从结点 11 到自身的期望时间为 00
  • 在第 33 个询问中,11 秒后,Bessie 有 12\frac{1}{2} 的概率位于结点 11,有 12\frac{1}{2} 的概率位于结点 22。由于从结点 22 到达结点 11 的期望时间为 44,因此从结点 33 出发到达结点 11 的期望时间为 1+120+124=31 + \frac{1}{2} \cdot 0 + \frac{1}{2} \cdot 4 = 3

样例 2 解释

在第 33 个询问中,从结点 11 到达结点 33 的期望时间为 152\frac{15}{2}

评分

  • 输入 4-8:对于所有询问,y=1y=1
  • 输入 9-13:对于所有询问,x=1x=1
  • 输入 14-18:对于每个 2iN2 \le i \le Npip_i 在范围 [1,i1][1, i-1] 内均匀随机选择。
  • 输入 19-23:无额外约束。

翻译由 DeepSeek 完成