int singleNumber(int A[], int n) {
  int bitnum[32] = {0};
  int res = 0;
  for (int i = 0; i < 32; i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
      bitnum[i] += (A[j] >> i) & 1;
    }
    res |= (bitnum[i] % 3) << i;
  }
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<singleNumber>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xa0,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
lea    -0x90(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x80,%edx
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x94(%rbp)
movl   $0x0,-0x98(%rbp)
cmpl   $0x20,-0x98(%rbp)
jge    11f3 <singleNumber+0xe3>
movl   $0x0,-0x9c(%rbp)
mov    -0x9c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11b3 <singleNumber+0xa3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x9c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x98(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,%ecx
and    $0x1,%ecx
movslq -0x98(%rbp),%rax
add    -0x90(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,-0x90(%rbp,%rax,4)
mov    -0x9c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x9c(%rbp)
jmp    1160 <singleNumber+0x50>
movslq -0x98(%rbp),%rax
mov    -0x90(%rbp,%rax,4),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
mov    -0x98(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
or     -0x94(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x94(%rbp)
mov    -0x98(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x98(%rbp)
jmp    1149 <singleNumber+0x39>
mov    -0x94(%rbp),%eax
add    $0xa0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<singleNumber>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,-0x10(%rsp)
movaps %xmm0,-0x20(%rsp)
movaps %xmm0,-0x30(%rsp)
movaps %xmm0,-0x40(%rsp)
movaps %xmm0,-0x50(%rsp)
movaps %xmm0,-0x60(%rsp)
movaps %xmm0,-0x70(%rsp)
movaps %xmm0,-0x80(%rsp)
mov    %esi,%r14d
mov    %r14d,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
lea    -0x8(%r8),%r9
mov    %r9,%r10
shr    $0x3,%r10
add    $0x1,%r10
mov    %r10,%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
xor    %ecx,%ecx
movdqa 0xea4(%rip),%xmm0
xor    %eax,%eax
jmp    1193 <singleNumber+0x93>
mov    %ebx,-0x80(%rsp,%rcx,4)
movslq %ebx,%rdx
imul   $0x55555556,%rdx,%rbx
mov    %rbx,%r15
shr    $0x3f,%r15
shr    $0x20,%rbx
add    %r15d,%ebx
lea    (%rbx,%rbx,2),%ebx
sub    %ebx,%edx
shl    %cl,%edx
or     %edx,%eax
add    $0x1,%rcx
cmp    $0x20,%rcx
je     12b6 <singleNumber+0x1b6>
mov    -0x80(%rsp,%rcx,4),%ebx
test   %esi,%esi
jle    1164 <singleNumber+0x64>
cmp    $0x8,%esi
jae    11b0 <singleNumber+0xb0>
xor    %edx,%edx
jmp    1290 <singleNumber+0x190>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movd   %ebx,%xmm1
movd   %ecx,%xmm3
xorps  %xmm2,%xmm2
movss  %xmm3,%xmm2
test   %r9,%r9
je     12a8 <singleNumber+0x1a8>
pxor   %xmm4,%xmm4
mov    %r11,%rdx
xor    %ebx,%ebx
movdqa %xmm1,%xmm5
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movdqu (%rdi,%rbx,4),%xmm6
movdqu 0x10(%rdi,%rbx,4),%xmm7
movdqu 0x20(%rdi,%rbx,4),%xmm1
movdqu 0x30(%rdi,%rbx,4),%xmm3
psrld  %xmm2,%xmm6
psrld  %xmm2,%xmm7
pand   %xmm0,%xmm6
paddd  %xmm5,%xmm6
pand   %xmm0,%xmm7
paddd  %xmm4,%xmm7
psrld  %xmm2,%xmm1
psrld  %xmm2,%xmm3
pand   %xmm0,%xmm1
paddd  %xmm6,%xmm1
pand   %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
add    $0x10,%rbx
movdqa %xmm1,%xmm5
movdqa %xmm3,%xmm4
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
jne    11e0 <singleNumber+0xe0>
test   $0x1,%r10b
je     1262 <singleNumber+0x162>
movdqu (%rdi,%rbx,4),%xmm4
movdqu 0x10(%rdi,%rbx,4),%xmm5
psrld  %xmm2,%xmm4
psrld  %xmm2,%xmm5
pand   %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm1
pand   %xmm0,%xmm5
paddd  %xmm5,%xmm3
paddd  %xmm3,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm2
paddd  %xmm1,%xmm2
pshufd $0x55,%xmm2,%xmm1
paddd  %xmm2,%xmm1
movd   %xmm1,%ebx
mov    %r8,%rdx
cmp    %r14,%r8
je     1160 <singleNumber+0x60>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rdx,4),%ebp
shr    %cl,%ebp
and    $0x1,%ebp
add    %ebp,%ebx
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r14
jne    1290 <singleNumber+0x190>
jmp    1160 <singleNumber+0x60>
pxor   %xmm3,%xmm3
xor    %ebx,%ebx
test   $0x1,%r10b
jne    123f <singleNumber+0x13f>
jmp    1262 <singleNumber+0x162>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @singleNumber(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca [32 x i32]
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%9 = bitcast [32 x i32]* %5 to i8*
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %45, %2
%11 = load i32, i32* %7
%12 = icmp slt i32 %11, 32
br i1 %12, label %13, label %48
13: ; preds = %10
store i32 0, i32* %8
br label %14
14: ; preds = %32, %13
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %35
18: ; preds = %14
%19 = load i32*, i32** %3
%20 = load i32, i32* %8
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = load i32, i32* %7
%25 = ashr i32 %23, %24
%26 = and i32 %25, 1
%27 = load i32, i32* %7
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds [32 x i32], [32 x i32]* %5, i64 0, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = add nsw i32 %30, %26
store i32 %31, i32* %29
br label %32
32: ; preds = %18
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %8
br label %14
35: ; preds = %14
%36 = load i32, i32* %7
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds [32 x i32], [32 x i32]* %5, i64 0, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = srem i32 %39, 3
%41 = load i32, i32* %7
%42 = shl i32 %40, %41
%43 = load i32, i32* %6
%44 = or i32 %43, %42
store i32 %44, i32* %6
br label %45
45: ; preds = %35
%46 = load i32, i32* %7
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %7
br label %10
48: ; preds = %10
%49 = load i32, i32* %6
ret i32 %49
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @singleNumber(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = alloca [32 x i32]
%4 = bitcast [32 x i32]* %3 to i8*
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = and i64 %6, 4294967288
%8 = add nsw i64 %7, -8
%9 = lshr exact i64 %8, 3
%10 = add nuw nsw i64 %9, 1
%11 = icmp ult i32 %1, 8
%12 = and i64 %6, 4294967288
%13 = and i64 %10, 1
%14 = icmp eq i64 %8, 0
%15 = and i64 %10, 4611686018427387902
%16 = icmp eq i64 %13, 0
%17 = icmp eq i64 %12, %6
br label %18
18: ; preds = %2, %95
%19 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %101, %95 ]
%20 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %100, %95 ]
%21 = getelementptr inbounds [32 x i32], [32 x i32]* %3, i64 0, i64 %19
%22 = load i32, i32* %21
%23 = trunc i64 %19 to i32
br i1 %5, label %24, label %95
24: ; preds = %18
br i1 %11, label %88, label %25
25: ; preds = %24
%26 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %22, i64 0
%27 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %23, i64 0
%28 = shufflevector <4 x i32> %27, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%29 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %23, i64 0
%30 = shufflevector <4 x i32> %29, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
br i1 %14, label %64, label %31
31: ; preds = %25, %31
%32 = phi i64 [ %61, %31 ], [ 0, %25 ]
%33 = phi <4 x i32> [ %59, %31 ], [ %26, %25 ]
%34 = phi <4 x i32> [ %60, %31 ], [ zeroinitializer, %25 ]
%35 = phi i64 [ %62, %31 ], [ 0, %25 ]
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
%38 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %37
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 4
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
%41 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %40
%42 = lshr <4 x i32> %38, %28
%43 = lshr <4 x i32> %41, %30
%44 = and <4 x i32> %42, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%45 = and <4 x i32> %43, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%46 = add <4 x i32> %44, %33
%47 = add <4 x i32> %45, %34
%48 = or i64 %32, 8
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %48
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
%51 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %50
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 4
%53 = bitcast i32* %52 to <4 x i32>*
%54 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %53
%55 = lshr <4 x i32> %51, %28
%56 = lshr <4 x i32> %54, %30
%57 = and <4 x i32> %55, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%58 = and <4 x i32> %56, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%59 = add <4 x i32> %57, %46
%60 = add <4 x i32> %58, %47
%61 = add nuw i64 %32, 16
%62 = add i64 %35, 2
%63 = icmp eq i64 %62, %15
br i1 %63, label %64, label %31
64: ; preds = %31, %25
%65 = phi <4 x i32> [ undef, %25 ], [ %59, %31 ]
%66 = phi <4 x i32> [ undef, %25 ], [ %60, %31 ]
%67 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %61, %31 ]
%68 = phi <4 x i32> [ %26, %25 ], [ %59, %31 ]
%69 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %25 ], [ %60, %31 ]
br i1 %16, label %83, label %70
70: ; preds = %64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %67
%72 = bitcast i32* %71 to <4 x i32>*
%73 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %72
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 4
%75 = bitcast i32* %74 to <4 x i32>*
%76 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %75
%77 = lshr <4 x i32> %73, %28
%78 = lshr <4 x i32> %76, %30
%79 = and <4 x i32> %77, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%80 = and <4 x i32> %78, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%81 = add <4 x i32> %79, %68
%82 = add <4 x i32> %80, %69
br label %83
83: ; preds = %64, %70
%84 = phi <4 x i32> [ %65, %64 ], [ %81, %70 ]
%85 = phi <4 x i32> [ %66, %64 ], [ %82, %70 ]
%86 = add <4 x i32> %85, %84
%87 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %86)
br i1 %17, label %92, label %88
88: ; preds = %24, %83
%89 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %12, %83 ]
%90 = phi i32 [ %22, %24 ], [ %87, %83 ]
br label %103
91: ; preds = %95
ret i32 %100
92: ; preds = %103, %83
%93 = phi i32 [ %87, %83 ], [ %110, %103 ]
%94 = trunc i64 %19 to i32
store i32 %93, i32* %21
br label %95
95: ; preds = %18, %92
%96 = phi i32 [ %94, %92 ], [ %23, %18 ]
%97 = phi i32 [ %93, %92 ], [ %22, %18 ]
%98 = srem i32 %97, 3
%99 = shl i32 %98, %96
%100 = or i32 %99, %20
%101 = add nuw nsw i64 %19, 1
%102 = icmp eq i64 %101, 32
br i1 %102, label %91, label %18
103: ; preds = %88, %103
%104 = phi i64 [ %111, %103 ], [ %89, %88 ]
%105 = phi i32 [ %110, %103 ], [ %90, %88 ]
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %104
%107 = load i32, i32* %106
%108 = lshr i32 %107, %23
%109 = and i32 %108, 1
%110 = add nsw i32 %109, %105
%111 = add nuw nsw i64 %104, 1
%112 = icmp eq i64 %111, %6
br i1 %112, label %92, label %103
}