int singleNumber(int A[], int n) {
  int one = 0, two = 0, three = 0;
  for (int i = 0; i < n; ++i) {
    two |= (one & A[i]);
    one ^= A[i];
    three = ~(one & two);
    one &= three;
    two &= three;
  }
  return one;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<singleNumber>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1184 <singleNumber+0x84>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
and    (%rcx,%rdx,4),%eax
or     -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
xor    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1127 <singleNumber+0x27>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<singleNumber>:
test   %esi,%esi
jle    111e <singleNumber+0x1e>
mov    %esi,%r8d
cmp    $0x1,%esi
jne    1121 <singleNumber+0x21>
xor    %r11d,%r11d
mov    $0xffffffff,%esi
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r8b
jne    116a <singleNumber+0x6a>
jmp    1170 <singleNumber+0x70>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
xor    %r11d,%r11d
xor    %esi,%esi
xor    %eax,%eax
nop
mov    (%rdi,%r11,4),%ecx
mov    0x4(%rdi,%r11,4),%r10d
mov    %ecx,%edx
and    %eax,%edx
or     %esi,%edx
xor    %eax,%ecx
and    %ecx,%esi
xor    %esi,%ecx
xor    %edx,%esi
mov    %r10d,%edx
and    %ecx,%edx
or     %esi,%edx
xor    %r10d,%ecx
and    %ecx,%esi
mov    %ecx,%eax
xor    %esi,%eax
xor    %edx,%esi
add    $0x2,%r11
cmp    %r11,%r9
jne    1130 <singleNumber+0x30>
not    %esi
test   $0x1,%r8b
je     1170 <singleNumber+0x70>
xor    (%rdi,%r11,4),%eax
and    %esi,%eax
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @singleNumber(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %23
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = and i64 %5, 1
%7 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %7, label %12, label %8
8: ; preds = %4
%9 = and i64 %5, 4294967294
br label %25
10: ; preds = %25
%11 = xor i32 %46, -1
br label %12
12: ; preds = %10, %4
%13 = phi i32 [ undef, %4 ], [ %45, %10 ]
%14 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %47, %10 ]
%15 = phi i32 [ -1, %4 ], [ %11, %10 ]
%16 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %45, %10 ]
%17 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %17, label %23, label %18
18: ; preds = %12
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%20 = load i32, i32* %19
%21 = xor i32 %20, %16
%22 = and i32 %21, %15
br label %23
23: ; preds = %18, %12, %2
%24 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %13, %12 ], [ %22, %18 ]
ret i32 %24
25: ; preds = %25, %8
%26 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %47, %25 ]
%27 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %46, %25 ]
%28 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %45, %25 ]
%29 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %48, %25 ]
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%31 = load i32, i32* %30
%32 = and i32 %31, %28
%33 = or i32 %32, %27
%34 = xor i32 %31, %28
%35 = and i32 %34, %27
%36 = xor i32 %35, %34
%37 = xor i32 %35, %33
%38 = or i64 %26, 1
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = and i32 %40, %36
%42 = or i32 %41, %37
%43 = xor i32 %40, %36
%44 = and i32 %43, %37
%45 = xor i32 %44, %43
%46 = xor i32 %44, %42
%47 = add nuw nsw i64 %26, 2
%48 = add i64 %29, 2
%49 = icmp eq i64 %48, %9
br i1 %49, label %10, label %25
}