1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <set>
#include <map>
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <string>
#include <queue>
#include <bitset>		//UWAGA - w czasie kompilacji musi byc znany rozmiar wektora - nie mozna go zmienic
#include <cassert>
#include <iomanip>		//do setprecision
#include <ctime>
#include <complex>
using namespace std;

#define FOR(i,b,e) for(int i=(b);i<(e);++i)
#define FORQ(i,b,e) for(int i=(b);i<=(e);++i)
#define FORD(i,b,e) for(int i=(b)-1;i>=(e);--i)
#define REP(x, n) for(int x = 0; x < (n); ++x)

#define ST first
#define ND second
#define PB push_back
#define MP make_pair
#define LL long long
#define ULL unsigned LL
#define LD long double

const double pi = 3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944592307816406286208998628034825342;

#define MR 500010

vector < int > g[MR];
char done[MR];

int topoSort[MR];
int wsk;
void dfsSCC(int nr)
{
	done[nr] = 1;
	REP(i,(int)g[nr].size())
		if(!done[g[nr][i]])
			dfsSCC(g[nr][i]);
	topoSort[wsk++] = nr;
}

int sCC, ktoraSCC[MR], ileSCC[MR];
void findSCC(int nr)
{
	ktoraSCC[nr] = sCC;
	REP(i,(int)g[nr].size())
		if(!ktoraSCC[g[nr][i]])
			findSCC(g[nr][i]);
}

bool found;
vector < int > S;
list < int > cykl;
list < int > :: iterator head, posCykl[MR];
bool wCyklu[MR];

vector < int > res;

void findFirst(int nr)
{
	if(found) return;
	done[nr] = 1;
	S.push_back(nr);

	REP(i,(int)g[nr].size())
		if(!done[g[nr][i]]) findFirst(g[nr][i]);
		else if(done[g[nr][i]] == 1 && !found)
		{
			// przygotuj pierwszy cykl
			found = 1;
			FORD(j,(int)S.size(),0)
			{
				cykl.push_front(S[j]);
				if(S[j] == g[nr][i]) break;
			}
			head = cykl.begin();
			for(list<int> :: iterator it = cykl.begin(); it != cykl.end(); it++)
			{
				posCykl[*it] = it;
				wCyklu[*it] = 1;
			}
		}
	S.pop_back();
	done[nr] = 2;
}

void remove(list <int> :: iterator it)
{
	if(it == head) head++;
	cykl.erase(it);
}

list < int > :: iterator next(list <int> :: iterator it)
{
	//assert(it != cykl.end());
	it++;
	if(it == cykl.end()) it = head;
	
	return it;
}

void wycieciwuj(int nr)
{
	REP(i,(int)g[nr].size())
		if(wCyklu[g[nr][i]])
		{
			// usun wszystkie nastepniki nr az do g[nr][i]
			list<int> :: iterator pom = posCykl[nr];
			list<int> :: iterator nast = next(pom);
			while(!cykl.empty())
			{
				if(*nast == g[nr][i]) break;
				pom = next(nast);
				wCyklu[*nast] = 0;
				remove(nast);
				nast = pom;
			}
		}
}

int gdzieNaCykl[MR];
bool removed[MR];
int nextNaCyklu[MR];
int initialPos[MR];
int originalNext[MR];
int lengthC;

void szamajCykl(int p, int k)
{
	if(cykl.empty()) return;

	vector < int > V;
	int firstToRemove;
	if(!removed[p]) firstToRemove = *next(posCykl[p]);
	else firstToRemove = p;
	
	// jesli nastepnik zostal usuniety, wez jego nastepnika itd
	while(removed[firstToRemove])
	{
		V.PB(firstToRemove);
		firstToRemove = nextNaCyklu[firstToRemove];
	}
	while(!V.empty())
	{
		nextNaCyklu[V.back()] = firstToRemove;
		V.pop_back();
	}

	int firstToSave = k;
	// jesli nastepnik zostal usuniety, wez jego nastepnika itd
	while(removed[firstToSave])
	{
		V.PB(firstToSave);
		firstToSave = nextNaCyklu[firstToSave];
	}
	while(!V.empty())
	{
		nextNaCyklu[V.back()] = firstToSave;
		V.pop_back();
	}

	if(firstToRemove == firstToSave)
	{
		// trzeba rozpatrzec 2 przypadki
		int start1 = initialPos[originalNext[p]], start2 = initialPos[firstToRemove];
		if(start2 < start1) start2 += lengthC;
		int end1 = initialPos[k], end2 = initialPos[firstToSave];
		if(end2 < end1) end2 += lengthC;
		// gdy koniec pokonal wieksza droge niz poczatek usun wszystko, wpp nie usuwaj nic
		if(end2-end1 > start2-start1) cykl.clear();
		return;
	}

	list<int> :: iterator it = posCykl[firstToRemove];
	list<int> :: iterator pom;
	while(!cykl.empty())
	{
		if(*it == firstToSave) break;
		pom = next(it);
		//wCyklu[*it] = 0; - nie usuwaj statusu, ze jest w cyklu
		nextNaCyklu[*it] = *pom;	// kolejny nastepnik na cyklu
		removed[*it] = 1;
		remove(it);
		it = pom;
	}
}

void dfs(int nr)
{
	done[nr] = 1;
	S.PB(nr);

	REP(i,(int)g[nr].size())
	{
		if(wCyklu[g[nr][i]]) szamajCykl(S.front(), g[nr][i]);
		else if(!done[g[nr][i]]) dfs(g[nr][i]);
		else if(done[g[nr][i]] == 1)
		{
			// mamy kolejny cykl
			cykl.clear();
		}
		else if(gdzieNaCykl[g[nr][i]] != -1)	// przetworzony wierzcholek, ktory dochodzi do cyklu
			szamajCykl(S.front(), gdzieNaCykl[g[nr][i]]);

		// propaguj informacje o tym gdzie sie trafia w cykl
		if(gdzieNaCykl[nr] == -1)
			gdzieNaCykl[nr] = gdzieNaCykl[g[nr][i]];
	}
	
	S.pop_back();
	done[nr] = 2;
}

bool go(int n)
{
	REP(i,n) if(!done[i]) dfsSCC(i);
	REP(i,n)
		if(!ktoraSCC[topoSort[i]])
		{
			sCC++;
			findSCC(topoSort[i]);
		}
	// spr czy jest dokladnie jedna SCC o licznosci > 1
	REP(i,n) ileSCC[ktoraSCC[i]]++;
	int pom = 0;
	FORQ(i,1,sCC) if(ileSCC[i] > 1) pom++;
	if(!pom) return 0;	// nie ma ani jednego cyklu
	if(pom == 1)
	{
		// jest ok
		int superCykl;
		FORQ(i,1,sCC)
			if(ileSCC[i] > 1)
			{
				superCykl = i;
				break;
			}
		
		REP(i,n) done[i] = 0;
		
		REP(i,n)
			if(ktoraSCC[i] == superCykl)
			{
				findFirst(i);
				break;
			}

		// pozbadz sie cieciw
		REP(i,n)
			if(wCyklu[i])
				wycieciwuj(i);

		lengthC = cykl.size();
		// wyznacz pozycje
		int pom1 = 0;
		for(list<int> :: iterator it = cykl.begin(); it != cykl.end(); it++)
		{
			initialPos[*it] = pom1++;
			originalNext[*it] = *next(it);
		}

		// jedz dfsy z kazdego wierzcholka cyklu
		REP(i,n)
		{
			done[i] = 0;
			gdzieNaCykl[i] = -1;
		}

		// ustaw pozycje gdzieNaCyklu dla cyklu
		for(list<int> :: iterator it = cykl.begin(); it != cykl.end(); it++)
			gdzieNaCykl[*it] = *it;
		
		list < int > cykl1 = cykl;
		for(list<int> :: iterator it = cykl1.begin(); it != cykl1.end(); it++)
			dfs(*it);
	}

	return 1;
}

int main()
{
	int n, m;
	scanf("%d%d", &n, &m);
	REP(i,m)
	{
		int a, b;
		scanf("%d%d", &a, &b);a--;b--;
		g[a].PB(b);
	}
	if(!go(n))
	{
		printf("NIE\n");
	}
	else
	{
		for(list < int > :: iterator it = cykl.begin(); it != cykl.end(); it++) res.PB(*it);
		sort(res.begin(), res.end());
		printf("%d\n", res.size());
		REP(i,(int)res.size()) printf("%d ", res[i]+1);
		printf("\n");
	}
	return 0;
}