#include "mushrooms.h"
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define pb push_back
int M=103;
int pop(vector<int> &v){
int x=v.back();
v.pop_back();
return x;
}
int count_mushrooms(int n){
vector<int> v[2],u;
v[0]={0};
for(int i=n-1;i>0;--i)u.pb(i);
if(n<=227){
while(!u.empty()){
int x=pop(u);
if(use_machine({0,x})==1)v[1].pb(x);
else v[0].pb(x);
}
return v[0].size();
}
//phase 1
for(int i=0;i<2;++i){
int x=pop(u);
if(use_machine({0,x})==1)v[1].pb(x);
else v[0].pb(x);
}
int i=0;
if(v[0].size()<2)i=1;
int x=pop(u),y=pop(u);
int res=use_machine({v[i][0],x,v[i][1],y});
if(res==0)v[i].pb(x),v[i].pb(y);
else if(res==1)v[i].pb(x),v[1-i].pb(y);
else if(res==2)v[1-i].pb(x),v[i].pb(y);
else v[1-i].pb(x),v[1-i].pb(y);
/*
printf("a: ");
for(int x:v[0])printf("%d ",x);
printf("\n");
printf("b: ");
for(int x:v[1])printf("%d ",x);
printf("\n");
*/
//phase 2
bool bad=false;
while(v[0].size()+v[1].size()<2*M-1){
int x=pop(u),y=pop(u),z=pop(u);
if(bad){//y and z are different
int i=0;
if(v[0].size()<3)i=1;
int res=use_machine({v[i][0],x,v[i][1],y,v[i][2],z});
if(res==0)v[i].pb(x),v[i].pb(y),v[i].pb(z);
else if(res==1)v[i].pb(x),v[i].pb(y),v[1-i].pb(z);
else if(res==2)v[i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[i].pb(z);
else if(res==3)v[1-i].pb(x),v[i].pb(y),v[1-i].pb(z);
else if(res==4)v[1-i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[i].pb(z);
else v[1-i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[1-i].pb(z);
bad=false;
}
else{
int i=0;
if(v[0].size()<3)i=1;
int res=use_machine({v[i][0],x,v[i][1],y,v[i][2],z});
if(res==0)v[i].pb(x),v[i].pb(y),v[i].pb(z);
else if(res==1)v[i].pb(x),v[i].pb(y),v[1-i].pb(z);
else if(res==2)bad=true,v[i].pb(z);
else if(res==3)bad=true,v[1-i].pb(z);
else if(res==4)v[1-i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[i].pb(z);
else v[1-i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[1-i].pb(z);
}
/*
printf("%d %d %d\n",x,y,z);
printf("bad: %d\n",bad);
printf("a: ");
for(int x:v[0])printf("%d ",x);
printf("\n");
printf("b: ");
for(int x:v[1])printf("%d ",x);
printf("\n");
*/
if(!bad)continue;
if(min(v[0].size(),v[1].size())<2){
z=pop(u);
u.pb(x),u.pb(y),u.pb(z);
}
else{
int z=pop(u),w=pop(u);
int i=0;
if(v[0].size()<3)i=1;
int res=use_machine({v[1-i][0],x,v[1-i][1],v[i][0],y,v[i][1],z,v[i][2],w});
if(res==1)v[1-i].pb(x),v[i].pb(y),v[i].pb(z),v[i].pb(w);
else if(res==2)v[1-i].pb(x),v[i].pb(y),v[i].pb(z),v[1-i].pb(w);
else if(res==3)v[1-i].pb(x),v[i].pb(y),v[1-i].pb(z),v[i].pb(w);
else if(res==4)v[1-i].pb(x),v[i].pb(y),v[1-i].pb(z),v[1-i].pb(w);
else if(res==5)v[i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[i].pb(z),v[i].pb(w);
else if(res==6)v[i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[i].pb(z),v[1-i].pb(w);
else if(res==7)v[i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[1-i].pb(z),v[i].pb(w);
else v[i].pb(x),v[1-i].pb(y),v[1-i].pb(z),v[1-i].pb(w);
bad=false;
}
}
//phase 3
int extra[2]={0,0};
while(!u.empty()){
int i=0;
if(v[0].size()<v[1].size())i=1;
int t=min(v[i].size(),u.size());
vector<int> m;
for(int x=0;x<t;++x){
m.pb(v[i][x]);m.pb(pop(u));
}
int res=use_machine(m);
if(res%2==1)v[1-i].pb(m.back());
else v[i].pb(m.back());
extra[i]+=(t-1)-res/2,extra[1-i]+=res/2;
}
return v[0].size()+extra[0];
}
