#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() {
  int numoflines, count = 0;
  scanf("%d", &numoflines);
  int i;
  numoflines--;
  for (i = 0; i <= numoflines; i++) {
    if (i != numoflines) {
      for (int s = 1; s <= i * 2 - 1; s++) {
        count++;
      }
    }
  }
  printf("%d\n", count);
  for (i = 0; i < numoflines; i++) {
    for (int j = 0; j < numoflines - i; j++) {
      printf(" ");
    }
    if (i != numoflines) {
      if (i != 0)
        printf("*");
      for (int s = 1; s <= i * 2 - 1; s++) {
        printf("#");
      }
      printf("*");
    }
    if (i == numoflines - 1) {
      printf("\n");
      for (int i = 0; i < numoflines * 2 + 1; i++) {
        printf("*");
      }
    }
    printf("\n");
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
lea    0xec3(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     11b8 <main+0x98>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
je     11a5 <main+0x85>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     11a0 <main+0x80>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1175 <main+0x55>
jmp    11a5 <main+0x85>
jmp    11aa <main+0x8a>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1156 <main+0x36>
mov    -0xc(%rbp),%esi
lea    0xe41(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    12f0 <main+0x1d0>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1210 <main+0xf0>
lea    0xe0c(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11e3 <main+0xc3>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
je     1279 <main+0x159>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
je     1234 <main+0x114>
lea    0xddc(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     126b <main+0x14b>
lea    0xdb5(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    123b <main+0x11b>
lea    0xd97(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    12d4 <main+0x1b4>
lea    0xd74(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12cf <main+0x1af>
lea    0xd4f(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    129f <main+0x17f>
jmp    12d4 <main+0x1b4>
lea    0xd2a(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11d0 <main+0xb0>
xor    %eax,%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
lea    0xec2(%rip),%rdi
lea    0x4(%rsp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
mov    0x4(%rsp),%r8d
lea    -0x1(%r8),%eax
mov    %eax,0x4(%rsp)
xor    %esi,%esi
cmp    $0x2,%r8d
jl     1215 <main+0xe5>
lea    -0x2(%r8),%ecx
mov    %eax,%r9d
and    $0x3,%r9d
cmp    $0x3,%ecx
jae    117f <main+0x4f>
xor    %ebp,%ebp
mov    $0x1,%ecx
mov    $0x2,%edi
jmp    11e2 <main+0xb2>
mov    %eax,%r10d
and    $0xfffffffc,%r10d
mov    $0x2,%r11d
sub    %r8d,%r11d
xor    %ebp,%ebp
mov    $0x1,%ecx
mov    $0x7,%edi
xor    %ebx,%ebx
nopl   (%rax)
lea    (%r11,%rcx,1),%esi
cmp    $0x1,%esi
lea    -0x6(%rdi,%rbp,1),%esi
cmove  %ebp,%esi
lea    0x1(%rcx),%ebp
cmp    %eax,%ebp
lea    -0x4(%rsi,%rdi,1),%ebp
cmove  %esi,%ebp
lea    0x2(%rcx),%esi
cmp    %eax,%esi
lea    -0x2(%rbp,%rdi,1),%esi
cmove  %ebp,%esi
lea    0x3(%rcx),%edx
lea    (%rsi,%rdi,1),%ebp
cmp    %eax,%edx
cmove  %esi,%ebp
add    $0x4,%ecx
add    $0x4,%ebx
add    $0x8,%edi
cmp    %r10d,%ebx
jne    11a0 <main+0x70>
add    $0xfffffffb,%edi
mov    %ebp,%esi
test   %r9d,%r9d
je     1215 <main+0xe5>
add    $0xffffffff,%edi
not    %ecx
add    %r8d,%ecx
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    (%rdi,%rbp,1),%esi
cmp    %eax,%ecx
cmove  %ebp,%esi
add    $0x1,%eax
add    $0x2,%edi
mov    %esi,%ebp
cmp    %eax,%r9d
jne    1200 <main+0xd0>
lea    0xde7(%rip),%rdi
xor    %r14d,%r14d
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x4(%rsp),%eax
test   %eax,%eax
jle    132f <main+0x1ff>
xor    %r15d,%r15d
jmp    125f <main+0x12f>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x1,%r15d
mov    0x4(%rsp),%eax
add    $0x2,%r14d
cmp    %eax,%r15d
jge    132f <main+0x1ff>
cmp    $0x3,%r14d
mov    $0x2,%ebx
cmovae %r14d,%ebx
cmp    %r15d,%eax
jle    129a <main+0x16a>
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    $0x20,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x1,%ebp
mov    0x4(%rsp),%eax
mov    %eax,%ecx
sub    %r15d,%ecx
cmp    %ecx,%ebp
jl     1280 <main+0x150>
mov    %r15d,%ecx
cmp    %r15d,%eax
je     12dd <main+0x1ad>
test   %r15d,%r15d
je     12cf <main+0x19f>
add    $0xffffffff,%ebx
mov    $0x2a,%edi
call   1030 <putchar@plt>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    $0x23,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0xffffffff,%ebx
jne    12c0 <main+0x190>
mov    $0x2a,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    0x4(%rsp),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    %ecx,%r15d
jne    1240 <main+0x110>
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    0x4(%rsp),%eax
add    %eax,%eax
add    $0x1,%eax
test   %eax,%eax
jle    1240 <main+0x110>
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x2a,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x1,%ebx
mov    0x4(%rsp),%eax
add    %eax,%eax
add    $0x1,%eax
cmp    %eax,%ebx
jl     1310 <main+0x1e0>
jmp    1240 <main+0x110>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
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 = [2 x i8] c" \00"
@.str.3 = [2 x i8] c"*\00"
@.str.4 = [2 x i8] c"#\00"
@.str.5 = [2 x i8] c"\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i32 0, i32* %3
%9 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2)
%10 = load i32, i32* %2
%11 = add nsw i32 %10, -1
store i32 %11, i32* %2
store i32 0, i32* %4
br label %12
12: ; preds = %35, %0
%13 = load i32, i32* %4
%14 = load i32, i32* %2
%15 = icmp sle i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %38
16: ; preds = %12
%17 = load i32, i32* %4
%18 = load i32, i32* %2
%19 = icmp ne i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %34
20: ; preds = %16
store i32 1, i32* %5
br label %21
21: ; preds = %30, %20
%22 = load i32, i32* %5
%23 = load i32, i32* %4
%24 = mul nsw i32 %23, 2
%25 = sub nsw i32 %24, 1
%26 = icmp sle i32 %22, %25
br i1 %26, label %27, label %33
27: ; preds = %21
%28 = load i32, i32* %3
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %3
br label %30
30: ; preds = %27
%31 = load i32, i32* %5
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %5
br label %21
33: ; preds = %21
br label %34
34: ; preds = %33, %16
br label %35
35: ; preds = %34
%36 = load i32, i32* %4
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %4
br label %12
38: ; preds = %12
%39 = load i32, i32* %3
%40 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %39)
store i32 0, i32* %4
br label %41
41: ; preds = %101, %38
%42 = load i32, i32* %4
%43 = load i32, i32* %2
%44 = icmp slt i32 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %104
45: ; preds = %41
store i32 0, i32* %6
br label %46
46: ; preds = %54, %45
%47 = load i32, i32* %6
%48 = load i32, i32* %2
%49 = load i32, i32* %4
%50 = sub nsw i32 %48, %49
%51 = icmp slt i32 %47, %50
br i1 %51, label %52, label %57
52: ; preds = %46
%53 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %54
54: ; preds = %52
%55 = load i32, i32* %6
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %6
br label %46
57: ; preds = %46
%58 = load i32, i32* %4
%59 = load i32, i32* %2
%60 = icmp ne i32 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %80
61: ; preds = %57
%62 = load i32, i32* %4
%63 = icmp ne i32 %62, 0
br i1 %63, label %64, label %66
64: ; preds = %61
%65 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %66
66: ; preds = %64, %61
store i32 1, i32* %7
br label %67
67: ; preds = %75, %66
%68 = load i32, i32* %7
%69 = load i32, i32* %4
%70 = mul nsw i32 %69, 2
%71 = sub nsw i32 %70, 1
%72 = icmp sle i32 %68, %71
br i1 %72, label %73, label %78
73: ; preds = %67
%74 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.4, i64 0, i64 0))
br label %75
75: ; preds = %73
%76 = load i32, i32* %7
%77 = add nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %7
br label %67
78: ; preds = %67
%79 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %80
80: ; preds = %78, %57
%81 = load i32, i32* %4
%82 = load i32, i32* %2
%83 = sub nsw i32 %82, 1
%84 = icmp eq i32 %81, %83
br i1 %84, label %85, label %99
85: ; preds = %80
%86 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.5, i64 0, i64 0))
store i32 0, i32* %8
br label %87
87: ; preds = %95, %85
%88 = load i32, i32* %8
%89 = load i32, i32* %2
%90 = mul nsw i32 %89, 2
%91 = add nsw i32 %90, 1
%92 = icmp slt i32 %88, %91
br i1 %92, label %93, label %98
93: ; preds = %87
%94 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %95
95: ; preds = %93
%96 = load i32, i32* %8
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %8
br label %87
98: ; preds = %87
br label %99
99: ; preds = %98, %80
%100 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.5, i64 0, i64 0))
br label %101
101: ; preds = %99
%102 = load i32, i32* %4
%103 = add nsw i32 %102, 1
store i32 %103, i32* %4
br label %41
104: ; preds = %41
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 = add nsw i32 %4, -1
store i32 %5, i32* %1
%6 = icmp slt i32 %4, 2
br i1 %6, label %61, label %7
7: ; preds = %0
%8 = add i32 %4, -1
%9 = add i32 %4, -2
%10 = and i32 %8, 3
%11 = icmp ult i32 %9, 3
br i1 %11, label %42, label %12
12: ; preds = %7
%13 = and i32 %8, -4
br label %14
14: ; preds = %14, %12
%15 = phi i32 [ 2, %12 ], [ %39, %14 ]
%16 = phi i32 [ 1, %12 ], [ %38, %14 ]
%17 = phi i32 [ 0, %12 ], [ %37, %14 ]
%18 = phi i32 [ 0, %12 ], [ %40, %14 ]
%19 = icmp eq i32 %16, %5
%20 = add i32 %17, -1
%21 = add i32 %20, %15
%22 = select i1 %19, i32 %17, i32 %21
%23 = add nuw nsw i32 %16, 1
%24 = icmp eq i32 %23, %5
%25 = add i32 %22, %15
%26 = add i32 %25, 1
%27 = select i1 %24, i32 %22, i32 %26
%28 = add nuw nsw i32 %16, 2
%29 = icmp eq i32 %28, %5
%30 = add i32 %27, %15
%31 = add i32 %30, 3
%32 = select i1 %29, i32 %27, i32 %31
%33 = add nuw nsw i32 %16, 3
%34 = icmp eq i32 %33, %5
%35 = add i32 %32, %15
%36 = add i32 %35, 5
%37 = select i1 %34, i32 %32, i32 %36
%38 = add nuw nsw i32 %16, 4
%39 = add nuw i32 %15, 8
%40 = add i32 %18, 4
%41 = icmp eq i32 %40, %13
br i1 %41, label %42, label %14
42: ; preds = %14, %7
%43 = phi i32 [ undef, %7 ], [ %37, %14 ]
%44 = phi i32 [ 2, %7 ], [ %39, %14 ]
%45 = phi i32 [ 1, %7 ], [ %38, %14 ]
%46 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %37, %14 ]
%47 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %47, label %61, label %48
48: ; preds = %42, %48
%49 = phi i32 [ %58, %48 ], [ %44, %42 ]
%50 = phi i32 [ %57, %48 ], [ %45, %42 ]
%51 = phi i32 [ %56, %48 ], [ %46, %42 ]
%52 = phi i32 [ %59, %48 ], [ 0, %42 ]
%53 = icmp eq i32 %50, %5
%54 = add i32 %51, -1
%55 = add i32 %54, %49
%56 = select i1 %53, i32 %51, i32 %55
%57 = add nuw nsw i32 %50, 1
%58 = add nuw i32 %49, 2
%59 = add i32 %52, 1
%60 = icmp eq i32 %59, %10
br i1 %60, label %61, label %48
61: ; preds = %42, %48, %0
%62 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %43, %42 ], [ %56, %48 ]
%63 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %62)
%64 = load i32, i32* %1
%65 = icmp sgt i32 %64, 0
br i1 %65, label %66, label %118
66: ; preds = %61, %112
%67 = phi i32 [ %115, %112 ], [ %64, %61 ]
%68 = phi i32 [ %117, %112 ], [ 0, %61 ]
%69 = phi i32 [ %114, %112 ], [ 0, %61 ]
%70 = call i32 @llvm.umax.i32(i32 %68, i32 2)
%71 = icmp sgt i32 %67, %69
br i1 %71, label %75, label %72
72: ; preds = %75, %66
%73 = phi i32 [ %67, %66 ], [ %79, %75 ]
%74 = icmp eq i32 %73, %69
br i1 %74, label %94, label %82
75: ; preds = %66, %75
%76 = phi i32 [ %78, %75 ], [ 0, %66 ]
%77 = call i32 @putchar(i32 32)
%78 = add nuw nsw i32 %76, 1
%79 = load i32, i32* %1
%80 = sub nsw i32 %79, %69
%81 = icmp slt i32 %78, %80
br i1 %81, label %75, label %72
82: ; preds = %72
%83 = icmp eq i32 %69, 0
br i1 %83, label %86, label %84
84: ; preds = %82
%85 = call i32 @putchar(i32 42)
br label %89
86: ; preds = %89, %82
%87 = call i32 @putchar(i32 42)
%88 = load i32, i32* %1
br label %94
89: ; preds = %84, %89
%90 = phi i32 [ %92, %89 ], [ 1, %84 ]
%91 = call i32 @putchar(i32 35)
%92 = add nuw i32 %90, 1
%93 = icmp eq i32 %92, %70
br i1 %93, label %86, label %89
94: ; preds = %86, %72
%95 = phi i32 [ %88, %86 ], [ %69, %72 ]
%96 = add nsw i32 %95, -1
%97 = icmp eq i32 %69, %96
br i1 %97, label %98, label %112
98: ; preds = %94
%99 = call i32 @putchar(i32 10)
%100 = load i32, i32* %1
%101 = shl nsw i32 %100, 1
%102 = or i32 %101, 1
%103 = icmp sgt i32 %102, 0
br i1 %103, label %104, label %112
104: ; preds = %98, %104
%105 = phi i32 [ %107, %104 ], [ 0, %98 ]
%106 = call i32 @putchar(i32 42)
%107 = add nuw nsw i32 %105, 1
%108 = load i32, i32* %1
%109 = shl nsw i32 %108, 1
%110 = or i32 %109, 1
%111 = icmp slt i32 %107, %110
br i1 %111, label %104, label %112
112: ; preds = %104, %98, %94
%113 = call i32 @putchar(i32 10)
%114 = add nuw nsw i32 %69, 1
%115 = load i32, i32* %1
%116 = icmp slt i32 %114, %115
%117 = add nuw i32 %68, 2
br i1 %116, label %66, label %118
118: ; preds = %112, %61
ret i32 0
}