题目描述
小 T 正在研究某段时间中所发生的事件。经观测,有 $n$ 个编号为 $1\sim n$ 的事件在这段时间内按顺序依次发生,第 $i$ 个发生的是事件 $p_i$。这个描述事件发生顺序的排列 $p$ 可称为这段时间的时间线。
突然,邪恶生物小 S 攻击了这条时间线,将这 $n$ 个事件的发生顺序 $p$ 变为了在所有长为 $n$ 的排列中等概率随机选取的一个排列。不仅如此,小 S 还用剪刀把时间线剪断,通过进行 $k$ 次操作,将排列 $p$ 分割成了 $(k + 1)$ 段。
具体而言,在小 S 进行第 $i$ 次操作时,排列 $p$ 和之前所有插入的剪断点构成了一个长度为 $(n + i - 1)$ 的序列。该序列包括所有相邻元素之间和序列开头、末尾处共有 $(n + i)$ 个插入位置。小 S 将从这些插入位置中等概率随机选取一个位置,插入一个新的剪断点。最后,小 S 从最终被插入的 $k$ 个剪断点处把序列剪开,将排列 $p$ 分割成了 $(k + 1)$ 段序列。这 $(k + 1)$ 段序列中可能有空序列。
为了拯救这条即将毁灭的时间线,小 T 决定把这 $(k + 1)$ 段序列按某种顺序重新拼接成一个长度为 $n$ 的排列,形成一条新的时间线。不过,由于事件之间存在一定的逻辑关系,事件的发生时间之间也存在一些先后顺序要求。经研究,共存在 $m$ 条先后顺序要求 $(u, v)$,要求事件 $u$ 的发生时间必须在事件 $v$ 之前。也就是说,$u$ 在时间线中的出现位置必须在 $v$ 之前。
请你设计程序,计算有多大的概率,存在至少一种重新排列这 $(k + 1)$ 段序列,并将其重新拼接为一条新的时间线的方案,能够使所有的 $m$ 条事件发生时间之间的先后顺序要求都得到满足。
为了避免精度误差,请你输出答案对 $10^9 +7$ 取模的结果。形式化地,可以证明答案可被表示为一最简分数 $\frac{p}{q}$,请你输出一个 $x$ 满足 $0 \le x < 10^9+7$ 且 $qx \equiv p \pmod {10^9+7}$。可以证明在题目条件下这样的 $x$ 总是存在。
输入格式
第一行三个整数 $n, m, k$,分别描述事件的个数,事件之间先后顺序的条数以及小 S 进行的剪断操作次数。
接下来 $m$ 行,每行两个整数 $u, v$,表示一条事件发生时间的先后顺序要求。
输出格式
输出一行一个整数,表示所求答案。
输入输出样例 #1
输入 #12 1 1
1 2
输出 #1
666666672
输入输出样例 #2
输入 #23 0 2
输出 #2
1
输入输出样例 #3
输入 #34 4 4
1 2
1 3
1 4
2 4
输出 #3
937500007
说明/提示
【样例 1 解释】
假如事件 $1$ 的发生时间早于事件 $2$,那么无论怎样拼接都是可行方案,一定可以满足要求。否则,只有剪断时间线的位置位于事件 $1$ 和事件 $2$ 的发生时间之间,才能满足要求。答案为 $\frac{1}{2}+\frac{1}{2}\times \frac{1}{3}=\frac{2}{3}$。
【样例 2 解释】
没有任何事件发生时间之间的先后顺序要求,因此无论怎样拼接都是可行的方案,答案为 $1$。
【样例 4】
见附件中的 timeline4.in/ans
。
【样例 5】
见附件中的 timeline5.in/ans
。
该组样例满足数据范围中的特殊性质 B。
【样例 6】
见附件中的 timeline6.in/ans
。
该组样例满足数据范围中的特殊性质 A。
【样例 7】
见附件中的 timeline7.in/ans
。
【子任务】
对于所有测试数据,
- $1 \le n \le 15$,
- $0 \le m \le \frac{n(n-1)}{2}$,$0 \le k \le n$,
- $1 \le u < v \le n$,保证不存在两对 $(u,v)$ 完全相同。
\begin{array}{|c|c|c|c|c|} \hline \textbf{测试点} & n & m & k & \textbf{特殊性质} \\ \hline 1 & \le 3 & =n-1 & =0 & B \\ \hline 2 & \le 5 & \le \frac{n(n-1)}{2} & \le n & \textbf{无} \\ \hline 3,4 & \le 14 & =n-1 & \le n & B \\ \hline 5 & \le 14 & =n-1 & =0 & A \\ \hline 6 & \le 14 & =n-1 & \le n & A \\ \hline 7 & \le 14 & =0 & \le n & \textbf{无} \\ \hline 8 & \le 14 & =\frac{n(n-1)}{2} & \le n & \textbf{无} \\ \hline 9,10 & \le 9 & \le 15 & \le n & \textbf{无} \\ \hline 11 & \le 13 & \le \frac{n(n-1)}{2} & =0 & \textbf{无} \\ \hline 12 & \le 13 & \le \frac{n(n-1)}{2} & \le n & \textbf{无} \\ \hline 13 \sim 17 & \le 14 & \le \frac{n(n-1)}{2} & \le n & \textbf{无} \\ \hline 18\sim 20 & \le 15 & \le \frac{n(n-1)}{2} & \le n & \textbf{无} \\ \hline \end{array}
特殊性质 A:对于每个事件 $x$,至多存在一条先后顺序 $(u, v)$ 使得 $v = x$。
特殊性质 B:对于所有先后顺序 $(u, v)$,均满足 $u = 1$。