#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
int main() {
  char c = ' ', a = '*', b = '#';
  int i, sp, rw, k = 0, f = 1, d = 1, p = 1;
  scanf("%d", &rw);
  for (; d < rw - 2; d++) {
    p = p + 2;
    f = f + p;
  }
  printf("%d\n", f);
  for (i = 1; i <= rw; ++i, k = 0) {
    for (sp = 1; sp <= rw - i; ++sp) {
      printf("%c", c);
    }
    while (k != 2 * i - 1) {
      if (i == rw) {
        printf("%c", a);
      } else if (k == 0 || k == 2 * i - 2)
        printf("%c", a);
      else {
        printf("%c", b);
      }
      ++k;
    }
    printf("\n");
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movb   $0x20,-0x5(%rbp)
movb   $0x2a,-0x6(%rbp)
movb   $0x23,-0x7(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
lea    0xea2(%rip),%rdi
lea    -0x14(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1198 <main+0x78>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1167 <main+0x47>
mov    -0x1c(%rbp),%esi
lea    0xe61(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     12ad <main+0x18d>
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     11f4 <main+0xd4>
movsbl -0x5(%rbp),%esi
lea    0xe28(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11c3 <main+0xa3>
jmp    11f9 <main+0xd9>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
je     128a <main+0x16a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    1230 <main+0x110>
movsbl -0x6(%rbp),%esi
lea    0xde3(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    127c <main+0x15c>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     124e <main+0x12e>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    1265 <main+0x145>
movsbl -0x6(%rbp),%esi
lea    0xdae(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    1277 <main+0x157>
movsbl -0x7(%rbp),%esi
lea    0xd97(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    127c <main+0x15c>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11f9 <main+0xd9>
lea    0xd74(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
jmp    11b0 <main+0x90>
xor    %eax,%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x10,%rsp
lea    0xebd(%rip),%rdi
lea    0xc(%rsp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
mov    0xc(%rsp),%eax
mov    $0x1,%esi
cmp    $0x4,%eax
jl     1170 <main+0x40>
lea    (%rax,%rax,4),%ecx
lea    -0x4(%rax),%edx
add    $0xfffffffb,%eax
imul   %edx,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
lea    (%rax,%rcx,1),%esi
add    $0xfffffff0,%esi
lea    0xe8c(%rip),%rdi
xor    %r14d,%r14d
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0xc(%rsp),%eax
test   %eax,%eax
jle    1220 <main+0xf0>
mov    $0x1,%ebx
mov    $0x2a,%r15d
jmp    11bb <main+0x8b>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
lea    0x1(%rbx),%ecx
mov    0xc(%rsp),%eax
add    $0x2,%r14d
cmp    %eax,%ebx
mov    %ecx,%ebx
jge    1220 <main+0xf0>
cmp    %ebx,%eax
jle    11e7 <main+0xb7>
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x20,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    0xc(%rsp),%eax
sub    %ebx,%eax
add    $0x1,%ebp
cmp    %eax,%ebp
jl     11d0 <main+0xa0>
lea    (%rbx,%rbx,1),%r12d
mov    $0x2a,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    %r14d,%ebp
cmp    $0x2,%r12d
je     11a0 <main+0x70>
xchg   %ax,%ax
cmp    $0x1,%ebp
mov    $0x23,%edi
cmove  %r15d,%edi
cmp    0xc(%rsp),%ebx
cmove  %r15d,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0xffffffff,%ebp
jne    1200 <main+0xd0>
jmp    11a0 <main+0x70>
xor    %eax,%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%d\0A\00"
@.str.2 = [3 x i8] c"%c\00"
@.str.3 = [2 x i8] c"\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i8
%3 = alloca i8
%4 = alloca i8
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i8 32, i8* %2
store i8 42, i8* %3
store i8 35, i8* %4
store i32 0, i32* %8
store i32 1, i32* %9
store i32 1, i32* %10
store i32 1, i32* %11
%12 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %7)
br label %13
13: ; preds = %24, %0
%14 = load i32, i32* %10
%15 = load i32, i32* %7
%16 = sub nsw i32 %15, 2
%17 = icmp slt i32 %14, %16
br i1 %17, label %18, label %27
18: ; preds = %13
%19 = load i32, i32* %11
%20 = add nsw i32 %19, 2
store i32 %20, i32* %11
%21 = load i32, i32* %9
%22 = load i32, i32* %11
%23 = add nsw i32 %21, %22
store i32 %23, i32* %9
br label %24
24: ; preds = %18
%25 = load i32, i32* %10
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %10
br label %13
27: ; preds = %13
%28 = load i32, i32* %9
%29 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %28)
store i32 1, i32* %5
br label %30
30: ; preds = %86, %27
%31 = load i32, i32* %5
%32 = load i32, i32* %7
%33 = icmp sle i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %89
34: ; preds = %30
store i32 1, i32* %6
br label %35
35: ; preds = %45, %34
%36 = load i32, i32* %6
%37 = load i32, i32* %7
%38 = load i32, i32* %5
%39 = sub nsw i32 %37, %38
%40 = icmp sle i32 %36, %39
br i1 %40, label %41, label %48
41: ; preds = %35
%42 = load i8, i8* %2
%43 = sext i8 %42 to i32
%44 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %43)
br label %45
45: ; preds = %41
%46 = load i32, i32* %6
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %6
br label %35
48: ; preds = %35
br label %49
49: ; preds = %81, %48
%50 = load i32, i32* %8
%51 = load i32, i32* %5
%52 = mul nsw i32 2, %51
%53 = sub nsw i32 %52, 1
%54 = icmp ne i32 %50, %53
br i1 %54, label %55, label %84
55: ; preds = %49
%56 = load i32, i32* %5
%57 = load i32, i32* %7
%58 = icmp eq i32 %56, %57
br i1 %58, label %59, label %63
59: ; preds = %55
%60 = load i8, i8* %3
%61 = sext i8 %60 to i32
%62 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %61)
br label %81
63: ; preds = %55
%64 = load i32, i32* %8
%65 = icmp eq i32 %64, 0
br i1 %65, label %72, label %66
66: ; preds = %63
%67 = load i32, i32* %8
%68 = load i32, i32* %5
%69 = mul nsw i32 2, %68
%70 = sub nsw i32 %69, 2
%71 = icmp eq i32 %67, %70
br i1 %71, label %72, label %76
72: ; preds = %66, %63
%73 = load i8, i8* %3
%74 = sext i8 %73 to i32
%75 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %74)
br label %80
76: ; preds = %66
%77 = load i8, i8* %4
%78 = sext i8 %77 to i32
%79 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %78)
br label %80
80: ; preds = %76, %72
br label %81
81: ; preds = %80, %59
%82 = load i32, i32* %8
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %8
br label %49
84: ; preds = %49
%85 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %86
86: ; preds = %84
%87 = load i32, i32* %5
%88 = add nsw i32 %87, 1
store i32 %88, i32* %5
store i32 0, i32* %8
br label %30
89: ; preds = %30
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = bitcast i32* %1 to i8*
%3 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1)
%4 = load i32, i32* %1
%5 = icmp sgt i32 %4, 3
br i1 %5, label %6, label %14
6: ; preds = %0
%7 = mul i32 %4, 5
%8 = add nsw i32 %4, -4
%9 = add nsw i32 %4, -5
%10 = mul i32 %8, %9
%11 = and i32 %10, -2
%12 = add i32 %7, %11
%13 = add i32 %12, -16
br label %14
14: ; preds = %6, %0
%15 = phi i32 [ 1, %0 ], [ %13, %6 ]
%16 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %15)
%17 = load i32, i32* %1
%18 = icmp slt i32 %17, 1
br i1 %18, label %51, label %19
19: ; preds = %14, %46
%20 = phi i32 [ %49, %46 ], [ %17, %14 ]
%21 = phi i32 [ %48, %46 ], [ 1, %14 ]
%22 = icmp sgt i32 %20, %21
br i1 %22, label %29, label %23
23: ; preds = %29, %19
%24 = shl nuw nsw i32 %21, 1
%25 = add nsw i32 %24, -1
%26 = add nsw i32 %24, -2
%27 = call i32 @putchar(i32 42)
%28 = icmp eq i32 %25, 1
br i1 %28, label %46, label %36
29: ; preds = %19, %29
%30 = phi i32 [ %32, %29 ], [ 1, %19 ]
%31 = call i32 @putchar(i32 32)
%32 = add nuw nsw i32 %30, 1
%33 = load i32, i32* %1
%34 = sub nsw i32 %33, %21
%35 = icmp slt i32 %30, %34
br i1 %35, label %29, label %23
36: ; preds = %23, %36
%37 = phi i32 [ %44, %36 ], [ 1, %23 ]
%38 = load i32, i32* %1
%39 = icmp eq i32 %21, %38
%40 = icmp eq i32 %37, %26
%41 = select i1 %39, i1 true, i1 %40
%42 = select i1 %41, i32 42, i32 35
%43 = call i32 @putchar(i32 %42)
%44 = add nuw nsw i32 %37, 1
%45 = icmp eq i32 %44, %25
br i1 %45, label %46, label %36
46: ; preds = %36, %23
%47 = call i32 @putchar(i32 10)
%48 = add nuw nsw i32 %21, 1
%49 = load i32, i32* %1
%50 = icmp slt i32 %21, %49
br i1 %50, label %19, label %51
51: ; preds = %46, %14
ret i32 0
}