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A8373. Tetrahedron

编程题 普及/提高-

题目描述

给定一个正四面体。让我们将它的顶点分别标记为 $A$、$B$、$C$ 和 $D$。
![](/uploads/acgo/image/dd9cec41ee7a01ad_5929284bd1d6.jpeg)

一只蚂蚁站在四面体的顶点 $D$ 上。这只蚂蚁非常活跃,不会闲着一动不动。在每个时刻,它会沿着四面体的某一条棱从一个顶点爬到另一个顶点。这只蚂蚁不能停留在原地。

你不需要做太多事情来解决这个问题:只需计算蚂蚁从初始顶点 $D$ 出发,恰好经过 $n$ 步之后回到顶点 $D$ 本身有多少种方式。换句话说,请找出蚂蚁可以走的、从顶点 $D$ 到顶点 $D$ 的长度为 $n$ 的不同路径的数量。由于这个数字可能非常大,你应该输出它对 $10^9 + 7$ 取模的结果。

输入格式

第一行包含唯一的整数 $n$($1 \le n \le 10^7$)——步数。

输出格式

输出唯一的数字——路径数对 $10^9 + 7$ 取模的结果。

输入输出样例

输入 #1
1
输出 #1
0
输入 #2
2
输出 #2
3
输入 #3
4
输出 #3
21

说明/提示

- 样例 1:从 $D$ 走 $1$ 步只能到 $A$、$B$ 或 $C$,回不到 $D$,所以是 $0$ 种。
- 样例 2:$D \rightarrow A \rightarrow D$,$D \rightarrow B \rightarrow D$,$D \rightarrow C \rightarrow D$,共 $3$ 种路径。
- 样例 3:走 $4$ 步回到 $D$ 有 $21$ 种路径。
- 技巧:$4$ 个顶点中 $A$、$B$、$C$ 是对称的,可以压缩成两个状态($\text{same} = \text{在} D$,$\text{diff} = \text{不在} D$)。
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