Problem:
Problem F: Gather the Maps!

はるか昔、八尾氏が残したとされる伝説の秘宝が八王子のどこかに眠っているという。 その在処を示すとされる宝の地図は、いくつかの断片に分割された状態で、八尾氏の n 人の子孫達によって受け継がれている。

今、八尾氏の子孫達は協力してその秘宝を手に入れようとしていた。 ところが、秘宝の在処を指し示す宝の地図の一部分だけでは秘宝を見つけることができない。 そこで、八尾氏の子孫達は全員で集まって地図を 1 ヶ所に集めようとした。
ところが、いざ実行に移そうとしてもなかなか予定が合わずに集まることができない。 しかしこの秘宝に関する情報は、一族において秘密裏に伝えられてきた貴重な情報である。 漏洩の危険性を考慮すると、公共の通信手段を用いて地図をやりとりすることなど問題外である。

そこで、子孫同士が直接会って地図を手渡すということを繰り返すことで、ある 1 人の子孫のところに地図を集めることにした。
なお、1 人が 1 日に会える人数に制限はないが、互いにスケジュールが空いていることが必要である。

あなたの仕事は、それぞれの子孫に対するスケジュールの空いている日のリストから、地図を集めるには最低で何日必要かを求めるプログラムを書くことである。

ちなみに、八尾氏一族の結束は非常に固い。 最終的に地図全体を手にした子孫が、他の子孫を裏切って秘宝を持ち逃げすれば、一族から制裁を受けることになる。その制裁はきわめて恐ろしいものであるため、実際にその子孫が秘宝を持ち逃げすることは事実上不可能である。

Input

入力は複数のデータセットからなる。

それぞれのデータセットは複数の行からなる。 その最初の行には、地図の断片を持った者の人数を表す整数 n (1 < n <= 50) が記述されている。 続く n 行には、それぞれの子孫のスケジュールが書かれている。
i 行目は i 人目の子孫のスケジュールが表しており、いくつかの整数が 1 文字のスペースを区切りとして書かれている。
最初の整数 fi (0 <= fi <= 30) は、その子孫のスケジュールが空いている日の日数を表す整数である。 続く fi 個の整数は、スケジュールが空いている日付を表す。 これらの日付は互いに異なり、全て 1 以上 30 以下である。

入力の最後に 0 のみを含んだ 1 行がある。

Output

各データセットに対して、1 つの整数を 1 行に出力せよ。
もし、30 日以内に地図を集めることができる場合は、地図を集めるのに最低限必要となる日数を、集めることができない場合は -1 を出力せよ。

追記 :
上記の「地図を集めるのに最低限必要となる日数」は 1 日を起点として最も早く全ての地図が集まる日付を意味する．

Sample Input

4
1 1
2 2 3
2 1 2
3 3 4 5
0

Output for the Sample Input

3

Solution in JAVA (judge verdict: Accepted)

import java.awt.geom.Point2D;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.*;
import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Supplier;

public class Main {
  final static int INF = 1 << 28;
  final static long MOD = 1_000_000_007;
  final static double GOLDEN_RATIO = (1.0 + Math.sqrt(5)) / 2.0;
  Scanner sc = new Scanner(System.in);

  public static void main(String[] args) {
    new Main().run();
  }

  void run() {
    for (; ; ) {
      int n = ni();
      if (n == 0) {
        break;
      }
      boolean[][] ok = new boolean[n][31];
      for (int i = 0; i < n; ++i) {
        int f = ni();
        for (int j = 0; j < f; ++j) {
          int t = ni();
          ok[i][t] = true;
        }
      }
      long[] merge = new long[n];
      for (int i = 0; i < n; ++i) {
        merge[i] = 1L << i;
      }

      int ans = -1;
      for (int i = 1; i <= 30; ++i) {
        long bits = 0;
        for (int j = 0; j < n; ++j) {
          if (ok[j][i]) {
            bits |= merge[j];
          }
        }
        if (bits == (1L << n) - 1) {
          ans = i;
          break;
        }
        for (int j = 0; j < n; ++j) {
          if (ok[j][i]) {
            merge[j] = bits;
          }
        }
      }
      System.out.println(ans);
    }
  }

  int ni() {
    return Integer.parseInt(sc.next());
  }

  void debug(Object... os) {
    System.err.println(Arrays.deepToString(os));
  }

  /**
   * ??????????????????????????????
   *
   * @return a ??¨ b ????????§??¬?´???°
   */
  long gcd(long a, long b) {
    if (b == 0) {
      return a;
    }
    return gcd(b, a % b);
  }

  /**
   * ????????????????????????????????????
   *
   * @return mx + ny = gcd(m, n)??¨???????????????(x, y)?????????
   */
  Pair<Long, Long> gcd_ex(long m, long n) {
    long[][] mat = _gcd_ex(m, n);
    return new Pair<>(mat[0][0], mat[0][1]);
  }

  long[][] _gcd_ex(long m, long n) {
    if (n == 0) {
      return new long[][]{{1, 0}, {0, 1}};
    }
    long k = m / n;
    long[][] K = new long[][]{{0, 1}, {1, -k}};
    long[][] r = _gcd_ex(n, m % n);
    long[][] dst = new long[2][2];
    for (int y = 0; y < 2; ++y)
      for (int x = 0; x < 2; ++x)
        for (int i = 0; i < 2; ++i)
          dst[y][x] += r[y][i] * K[i][x];
    return dst;
  }

  /**
   * ??°?????????2???????????¨??????????????????????£?
   *
   * @return a^r (mod 1,000,000,007)
   */
  long pow(long a, long r) {
    long sum = 1;
    while (r > 0) {
      if ((r & 1) == 1) {
        sum *= a;
        sum %= MOD;
      }
      a *= a;
      a %= MOD;
      r >>= 1;
    }
    return sum;
  }

  /**
   * ???????????????
   * O(n)
   *
   * @return {}_nC_r
   */
  long C(int n, int r) {
    long sum = 1;
    for (int i = n; 0 < i; --i) {
      sum *= i;
      sum %= MOD;
    }
    long s = 1;
    for (int i = r; 0 < i; --i) {
      s *= i;
      s %= MOD;
    }
    sum *= pow(s, MOD - 2);
    sum %= MOD;

    long t = 1;
    for (int i = n - r; 0 < i; --i) {
      t *= i;
      t %= MOD;
    }
    sum *= pow(t, MOD - 2);
    sum %= MOD;

    return sum;
  }

  /**
   * ??????????????¢?´¢
   *
   * @param left  ??????
   * @param right ??????
   * @param f     ??¢?´¢????????¢??°
   * @param comp  ??????????????¢??°?????¢?´¢????????¨?????????Comparator.comparingDouble(Double::doubleValue)
   *              ??????????????¢??°?????¢?´¢????????¨?????????Comparator.comparingDouble(Double::doubleValue).reversed()
   * @return ?\?????????§?¨?x
   */
  double goldenSectionSearch(double left, double right, Function<Double, Double> f, Comparator<Double> comp) {
    double c1 = divideInternally(left, right, 1, GOLDEN_RATIO);
    double c2 = divideInternally(left, right, GOLDEN_RATIO, 1);
    double d1 = f.apply(c1);
    double d2 = f.apply(c2);
    while (right - left > 1e-9) {
      if (comp.compare(d1, d2) > 0) {
        right = c2;
        c2 = c1;
        d2 = d1;
        c1 = divideInternally(left, right, 1, GOLDEN_RATIO);
        d1 = f.apply(c1);
      } else {
        left = c1;
        c1 = c2;
        d1 = d2;
        c2 = divideInternally(left, right, GOLDEN_RATIO, 1);
        d2 = f.apply(c2);
      }
    }
    return right;
  }

  /**
   * [a,b]???m:n???????????????????????????
   */
  double divideInternally(double a, double b, double m, double n) {
    return (n * a + m * b) / (m + n);
  }

  /**
   * http://alexbowe.com/popcount-permutations/
   * bit????????£???????????°????°?????????????????????????????????¨???????????????
   * ex)
   * <pre>
   * for (int i = 0; i < 25; ++i) {
   *   int bits = (1 << i) - 1;
   *   long m = C(25, num);
   *   for (j = 0; j < m; ++j) {
   *     ...(25???????????????i???bit????????£?????????)
   *     if (bits != 0)
   *       bits = next_perm(bits);
   *   }
   * }
   * </pre>
   *
   * @param v ?????¨???bit???
   * @return ?¬????bit???
   */
  int next_perm(int v) {
    int t = (v | (v - 1)) + 1;
    return t | ((((t & -t) / (v & -v)) >> 1) - 1);
  }

  /**
   * from http://gihyo.jp/dev/serial/01/geometry part 6
   */
  static class Line {
    double a;
    double b;
    double c;

    /**
     * ?????¬??¢??????????????????????????´??????????????????
     *
     * @param a x????????°
     * @param b y????????°
     * @param c ?????°???
     */
    Line(double a, double b, double c) {
      this.a = a;
      this.b = b;
      this.c = c;
    }

    /**
     * 2???(x1, y1), (x2, y2)???????????´??????????????????
     *
     * @param x1 1?????????x??§?¨?
     * @param y1 1?????????y??§?¨?
     * @param x2 2?????????x??§?¨?
     * @param y2 2?????????y??§?¨?
     * @return ??´???
     */
    static Line fromPoints(double x1, double y1, double x2, double y2) {
      double dx = x2 - x1;
      double dy = y2 - y1;
      return new Line(dy, -dx, dx * y1 - dy * x1);
    }

    /**
     * ?????????????????´?????¨??????????????????
     *
     * @param l ??´???
     * @return ?????????2??´?????????????????´??????null
     */
    Point2D getIntersectionPoint(Line l) {
      double d = a * l.b - l.a * b;
      if (d == 0.0) {
        return null;
      }
      double x = (b * l.c - l.b * c) / d;
      double y = (l.a * c - a * l.c) / d;
      return new Point2D.Double(x, y);
    }

    @Override
    public String toString() {
      return "a = " + a + ", b = " + b + ", c = " + c;
    }
  }

  /**
   * from http://gihyo.jp/dev/serial/01/geometry part 6
   */
  static public class LineSegment {
    double x1;
    double y1;
    double x2;
    double y2;

    LineSegment(double x1, double y1, double x2, double y2) {
      this.x1 = x1;
      this.y1 = y1;
      this.x2 = x2;
      this.y2 = y2;
    }

    Line toLine() {
      return Line.fromPoints(x1, y1, x2, y2);
    }

    boolean intersects(Line l) {
      double t1 = l.a * x1 + l.b * y1 + l.c;
      double t2 = l.a * x2 + l.b * y2 + l.c;
      return t1 * t2 <= 0;
    }

    boolean intersects(LineSegment s) {
      return bothSides(s) && s.bothSides(this);
    }

    // s???????????????????????´????????????????????????????????????
    private boolean bothSides(LineSegment s) {
      double ccw1 = GeomUtils.ccw(x1, y1, s.x1, s.y1, x2, y2);
      double ccw2 = GeomUtils.ccw(x1, y1, s.x2, s.y2, x2, y2);
      if (ccw1 == 0 && ccw2 == 0) { // s??¨?????????????????´?????????????????´???
        // s???????????????1???????????????????????????????????????????????°???s??????????????¨??±?????¨?????????????????§
        // true?????????
        return internal(s.x1, s.y1) || internal(s.x2, s.y2);
      } else { // ????????\????????´???
        // CCW???????¬?????????°????????´??????true?????????
        return ccw1 * ccw2 <= 0;
      }
    }

    // (x, y)?????????????????????????????????????????????????????????
    private boolean internal(double x, double y) {
      // (x, y)????????????????????????????????????????????????????????\?????§????????°????????¨?????????
      return GeomUtils.dot(x1 - x, y1 - y, x2 - x, y2 - y) <= 0;
    }

    public Point2D getIntersectionPoint(Line l) {
      if (!intersects(l)) {
        return null; // ?????????????????´??????null?????????
      }
      return l.getIntersectionPoint(toLine());
    }

    public Point2D getIntersectionPoint(LineSegment s) {
      if (!intersects(s)) {
        return null; // ?????????????????´??????null?????????
      }
      return s.toLine().getIntersectionPoint(toLine());
    }

    @Override
    public String toString() {
      return "(" + x1 + ", " + y1 + ") - (" + x2 + ", " + y2 + ")";
    }
  }

  /**
   * from http://gihyo.jp/dev/serial/01/geometry part 6
   */
  static class GeomUtils {
    static double cross(double x1, double y1, double x2, double y2) {
      return x1 * y2 - x2 * y1;
    }

    static double dot(double x1, double y1, double x2, double y2) {
      return x1 * x2 + y1 * y2;
    }

    // (x1, y1) -> (x2, y2) -> (x3, y3) ??¨?????????????????????????¨????????????´????????£?????????
    // ????¨????????????´???????????????????????´???????????´?????????????????????
    static double ccw(double x1, double y1, double x2, double y2,
                      double x3, double y3) {
      return cross(x2 - x1, y2 - y1, x3 - x2, y3 - y2);
    }

    static double ccw(Point2D p1, Point2D p2, Point2D p3) {
      return ccw(p1.getX(), p1.getY(), p2.getX(), p2.getY(), p3.getX(), p3.getY());
    }
  }

  /**
   * http://qiita.com/p_shiki37/items/65c18f88f4d24b2c528b
   */
  static class FastScanner {
    private final InputStream in;
    private final byte[] buffer = new byte[1024];
    private int ptr = 0;
    private int buflen = 0;

    public FastScanner(InputStream in) {
      this.in = in;
    }

    private static boolean isPrintableChar(int c) {
      return 33 <= c && c <= 126;
    }

    private boolean hasNextByte() {
      if (ptr < buflen) {
        return true;
      } else {
        ptr = 0;
        try {
          buflen = in.read(buffer);
        } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        if (buflen <= 0) {
          return false;
        }
      }
      return true;
    }

    private int readByte() {
      if (hasNextByte()) return buffer[ptr++];
      else return -1;
    }

    private void skipUnprintable() {
      while (hasNextByte() && !isPrintableChar(buffer[ptr])) ptr++;
    }

    public boolean hasNext() {
      skipUnprintable();
      return hasNextByte();
    }

    public String next() {
      if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
      StringBuilder sb = new StringBuilder();
      int b = readByte();
      while (isPrintableChar(b)) {
        sb.appendCodePoint(b);
        b = readByte();
      }
      return sb.toString();
    }

    public long nextLong() {
      if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
      long n = 0;
      boolean minus = false;
      int b = readByte();
      if (b == '-') {
        minus = true;
        b = readByte();
      }
      if (b < '0' || '9' < b) {
        throw new NumberFormatException();
      }
      while (true) {
        if ('0' <= b && b <= '9') {
          n *= 10;
          n += b - '0';
        } else if (b == -1 || !isPrintableChar(b)) {
          return minus ? -n : n;
        } else {
          throw new NumberFormatException();
        }
        b = readByte();
      }
    }
  }

  static class Pair<F extends Comparable<F>, S extends Comparable<S>> implements Comparable<Pair<F, S>> {
    F f;
    S s;

    Pair() {
    }

    Pair(F f, S s) {
      this.f = f;
      this.s = s;
    }

    Pair(Pair<F, S> p) {
      f = p.f;
      s = p.s;
    }

    @Override
    public int compareTo(Pair<F, S> p) {
      if (f.compareTo(p.f) != 0) {
        return f.compareTo(p.f);
      }
      return s.compareTo(p.s);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
      return f.hashCode() ^ s.hashCode();
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
      if (this == o) {
        return true;
      }
      if (o == null || this.f == null || this.s == null) {
        return false;
      }
      if (this.getClass() != o.getClass()) {
        return false;
      }
      Pair p = (Pair) o;
      return this.f.equals(p.f) && this.s.equals(p.s);
    }

    @Override
    public String toString() {
      return "{" + f.toString() + ", " + s.toString() + "}";
    }
  }

  class BIT<T> {
    int n;
    ArrayList<T> bit;
    BiFunction<T, T, T> bif;

    /**
     * 1-indexed ???Binary Indexed Tree????§??????????
     *
     * @param n   ??????
     * @param bif ?????¨???????????¢??°
     * @param sup ?????????
     */
    BIT(int n, BiFunction<T, T, T> bif, Supplier<T> sup) {
      this.n = n;
      bit = new ArrayList<>(n + 1);
      for (int i = 0; i < n + 1; ++i) {
        bit.add(sup.get());
      }
      this.bif = bif;
    }

    /**
     * i??????????????????v??§??´??°??????
     *
     * @param i index
     * @param v ??°?????????
     */
    void set(int i, T v) {
      for (int x = i; x <= n; x += x & -x) {
        bit.set(x, bif.apply(bit.get(x), v));
      }
    }

    /**
     * ?????¨??????
     *
     * @param defaultValue ?????????
     * @param i            index
     * @return [1, i]?????§f????????¨????????????
     */
    T reduce(T defaultValue, int i) {
      T ret = defaultValue;
      for (int x = i; x > 0; x -= x & -x) {
        ret = bif.apply(ret, bit.get(x));
      }
      return ret;
    }
  }

  class SegmentTree<T> {
    int n;
    ArrayList<T> dat;
    BiFunction<T, T, T> bif;
    Supplier<T> sup;

    /**
     * 0-indexed ???Segment Tree????§??????????
     *
     * @param n_  ????±???????
     * @param bif ?????¨???????????¢??°
     * @param sup ?????????
     */
    SegmentTree(int n_, BiFunction<T, T, T> bif, Supplier<T> sup) {
      n = 1;
      while (n < n_) n *= 2;

      dat = new ArrayList<>(2 * n - 1);
      for (int i = 0; i < 2 * n - 1; ++i) {
        dat.add(sup.get());
      }
      this.bif = bif;
      this.sup = sup;
    }

    /**
     * k??????????????????v??§??´??°??????
     *
     * @param k index
     * @param v ??°?????????
     */
    void set(int k, T v) {
      k += n - 1;
      dat.set(k, v);
      while (k > 0) {
        k = (k - 1) / 2;
        dat.set(k, bif.apply(dat.get(k * 2 + 1), dat.get(k * 2 + 2)));
      }
    }

    /**
     * ?????¨??????
     *
     * @param l ?????????
     * @param r ?????????
     * @return [l, r)??§?????????bif????????¨?????????????????????
     */
    T reduce(int l, int r) {
      return _reduce(l, r, 0, 0, n);
    }

    T _reduce(int a, int b, int k, int l, int r) {
      if (r <= a || b <= l) return sup.get();
      if (a <= l && r <= b) return dat.get(k);
      T vl = _reduce(a, b, k * 2 + 1, l, (l + r) / 2);
      T vr = _reduce(a, b, k * 2 + 2, (l + r) / 2, r);
      return bif.apply(vl, vr);
    }
  }
}