Задачи для тренировки и лучшего понимания

#include <fstream>
#include <vector>
 
using namespace std;
 
ifstream cin("input.txt");
ofstream cout("output.txt");
 
typedef unsigned long long ull;
 
vector<vector<ull> > ans;
vector<vector<int> > g;
 
void buildGraph()
{
    const int N = 4, M = 3;
    const int a[N][M] = 
    {{1,2,3},
    {4,5,6},
    {7,8,9},
    {-1,0,-1}};
    g.resize(10);
    for(int i = 0; i < N; i++)
        for(int j = 0; j < M; j++)
            if(a[i][j] != -1)
            {
#define check(di,dj) if(i + di >= 0 && j + dj >= 0 && \
                        i + di < N  && j + dj < M  && \
                        a[i+di][j+dj] != -1) \
                        g[a[i][j]].push_back(a[i+di][j+dj])
                check(1,2);
                check(2,1);
                check(-1,2);
                check(-2,1);
                check(-1,-2);
                check(-2,-1);
                check(1,-2);
                check(2,-1);
#undef check
            }
}
 
ull f(int digit, int len)
{
    if(ans[digit][len] == -1)
        if(len == 1)
            ans[digit][len] = 1;
        else
        {
            ans[digit][len] = 0;
            for(int i = 0; i < g[digit].size(); i++)
                ans[digit][len] += f(g[digit][i],len-1);
        }
    return ans[digit][len];
}
 
int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    ans.resize(10,vector<ull>(n+1,-1));
    buildGraph();
    ull sum = 0;
    for(int i = 0; i < 10; i++)
        sum += f(i,n);
    cout << sum;
}