著名的快速排序算法里有一个经典的划分过程：我们通常采用某种方法取一个元素作为主元，通过交换，把比主元小的元素放到它的左边，比主元大的元素放到它的右边。 给定划分后的 N 个互不相同的正整数的排列，请问有多少个元素可能是划分前选取的主元？

例如给定 $N = 5$, 排列是1、3、2、4、5。则：

• 1 的左边没有元素，右边的元素都比它大，所以它可能是主元；
• 尽管 3 的左边元素都比它小，但其右边的 2 比它小，所以它不能是主元；
• 尽管 2 的右边元素都比它大，但其左边的 3 比它大，所以它不能是主元；
• 类似原因，4 和 5 都可能是主元。

因此，有 3 个元素可能是主元。

输入格式：

输入在第 1 行中给出一个正整数 N（≤ 10）； 第 2 行是空格分隔的 N 个不同的正整数，每个数不超过 10。

输出格式：

在第 1 行中输出有可能是主元的元素个数；在第 2 行中按递增顺序输出这些元素，其间以 1 个空格分隔，行首尾不得有多余空格。

输入样例：

5
1 3 2 4 5

输出样例：

3
1 4 5

思路

• 从左往右遍历一遍，找每个元素的左边最大值
• 从右往左遍历一遍，找每个元素的右边最小值
• 再从左往右遍历一遍，当该项元素的 左边最大值 < 该项 && 右边最小值 > 该项，则把该项加入到 答案数组 里，主元计数器+1
• 输出答案数组

代码

#include<cstdio>
const int INF = 0x3fffffff;
int main() {
    // Input the data
    int number;
    int input[100001];
    scanf("%d", &number);
    for(int i = 0; i < number; i++) {
        scanf("%d", &input[i]);
    }
    // Analyze the leftMax and rightMin
    int leftMax[100001], rightMin[100001];
    leftMax[0] = 0;        // There is nothing bigger than input[0]
    for(int i = 1; i < number; i++) {
        if(leftMax[i - 1] > input[i - 1]) {
            leftMax[i] = leftMax[i - 1];
        }
        else {
            leftMax[i] = input[i - 1];
        }
    }
    rightMin[number - 1] = INF;     // There is nothing smaller ther input[number - 1]
    for(int i = number - 2; i >= 0; i--) {
        if(rightMin[i + 1] > input[i + 1]) {
            rightMin[i] = input[i + 1];
        }
        else {
            rightMin[i] = rightMin[i + 1];
        }
    }
    int answer[100001] = {0};
    int counter = 0;    // Count the number of pivot
    for(int i = 0; i < number; i++) {
        if(leftMax[i] < input[i] && rightMin[i] > input[i]) {
            answer[counter] = input[i];
            counter++;
        }
    }
    // Display the result
    printf("%d\n", counter);
    for(int i = 0; i < counter; i++) {
        printf("%d", answer[i]);
        if(i != counter - 1) {
            printf(" ");
        }
    }
    printf("\n");
    return 0;
}