本题译自 eJOI2018 Problem D. Chemical table
Innopolis 大学的教授正努力研究元素周期表。他们知道,有 $n \times m$ 种元素,形成了一个 $n$ 行 $m$ 列的矩阵。
研究表明,如果元素周期表上有一个元素 A,且元素 B 与它在同一列(A 与 B 不能在同一周期),元素 C 在同一周期(A 与 C 不能在同一列),那么,科学家就可以用这三种元素通过核聚变合成第四种元素 D 的样品,D 与 B 在同一周期,与 C 在同一列。
简而言之,如果有在元素周期表中位置为 $(r_1, c_1), (r_1, c_2), (r_2, c_1)$ (其中 $r_1 \neq r_2, c_1 \neq c_2$)的三种元素的样品,就可以生成位置为 $(r_2, c_2)$ 的样品。如图所示:

注意:在核聚变中被使用的样品并不会消失,它们可以参与之后的反应;反应得到的样品也可以参与反应。
他们已经获得了 $q$ 种元素的样品。为了集齐所有元素的样品,他们会购买一些样品,然后利用核聚变制造出剩下元素的样品。
请求出他们至少需要购买的元素样品的数量。