#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 */
typedef int /*<<< orphan*/ factors;

/* Variables and functions */
int INT_MAX;
scalar_t__ malloc(int);
int nthUglyNumber(int n) {
  if (n < 0)
    return 0;
  if (n == 1)
    return 1;
  int *arr = (int *)malloc(sizeof(int) * n);
  arr[0] = 1;
  int factors[] = {2, 3, 5};
  int indexes[] = {0, 0, 0};
  int t[] = {0, 0, 0};
  for (int i = 1; i < n; i++) {
    int min = INT_MAX;
    for (int j = 0; j < sizeof(factors) / sizeof(int); j++)
      if ((t[j] = arr[indexes[j]] * factors[j]) < min)
        min = t[j];
    arr[i] = min;
    for (int j = 0; j < sizeof(factors) / sizeof(int); j++)
      if (t[j] == min)
        indexes[j]++;
  }
  return arr[n - 1];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<nthUglyNumber>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jge    1141 <nthUglyNumber+0x21>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    12a0 <nthUglyNumber+0x180>
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jne    1157 <nthUglyNumber+0x37>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    12a0 <nthUglyNumber+0x180>
movslq -0x8(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
mov    0xe85(%rip),%rax
mov    %rax,-0x1c(%rbp)
mov    0xe83(%rip),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
lea    -0x28(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0xc,%edx
call   1030 <memset@plt>
lea    -0x34(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0xc,%edx
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x1,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    128d <nthUglyNumber+0x16d>
mov    0x2e26(%rip),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
movslq -0x40(%rbp),%rax
cmp    $0x3,%rax
jae    1224 <nthUglyNumber+0x104>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp,%rcx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
imul   -0x1c(%rbp,%rcx,4),%eax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
mov    %eax,-0x34(%rbp,%rcx,4)
cmp    -0x3c(%rbp),%eax
jge    1211 <nthUglyNumber+0xf1>
movslq -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp,%rax,4),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1216 <nthUglyNumber+0xf6>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    11ce <nthUglyNumber+0xae>
mov    -0x3c(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
movslq -0x44(%rbp),%rax
cmp    $0x3,%rax
jae    127a <nthUglyNumber+0x15a>
movslq -0x44(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp,%rax,4),%eax
cmp    -0x3c(%rbp),%eax
jne    1267 <nthUglyNumber+0x147>
movslq -0x44(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x28(%rbp,%rax,4)
jmp    126c <nthUglyNumber+0x14c>
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1239 <nthUglyNumber+0x119>
jmp    127f <nthUglyNumber+0x15f>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    11af <nthUglyNumber+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<nthUglyNumber>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %edi,%edi
js     11e3 <nthUglyNumber+0xd3>
mov    %edi,%r14d
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x1,%edi
je     11ee <nthUglyNumber+0xde>
lea    0x0(,%r14,4),%edi
call   1030 <malloc@plt>
movl   $0x1,(%rax)
test   %r14d,%r14d
je     11e7 <nthUglyNumber+0xd7>
mov    %r14d,%r9d
add    $0xfffffffffffffffe,%r9
xor    %r13d,%r13d
mov    $0x1,%r10d
mov    0x2e81(%rip),%r8
mov    $0x1,%edi
mov    $0x1,%ecx
xor    %r11d,%r11d
xor    %r15d,%r15d
xor    %r12d,%r12d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r8),%edx
add    %ecx,%ecx
cmp    %edx,%ecx
cmovl  %ecx,%edx
lea    (%rdi,%rdi,2),%esi
cmp    %edx,%esi
cmovl  %esi,%edx
lea    (%r10,%r10,4),%ebp
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ebp
cmovl  %ebp,%edx
mov    %edx,0x4(%rax,%r13,4)
setle  %r10b
xor    %ebp,%ebp
cmp    %edx,%ecx
sete   %bl
xor    %ecx,%ecx
cmp    %edx,%esi
sete   %dl
cmp    %r13,%r9
je     11e7 <nthUglyNumber+0xd7>
mov    %bl,%bpl
add    %ebp,%r11d
mov    %dl,%cl
add    %ecx,%r15d
mov    %r10b,%dil
add    %edi,%r12d
mov    %r11d,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    %r15d,%edx
mov    (%rax,%rdx,4),%edi
mov    %r12d,%edx
mov    (%rax,%rdx,4),%r10d
add    $0x1,%r13
jmp    1180 <nthUglyNumber+0x70>
xor    %eax,%eax
jmp    11ee <nthUglyNumber+0xde>
movslq %r14d,%rcx
mov    -0x4(%rax,%rcx,4),%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@__const.nthUglyNumber.factors = [3 x i32] [i32 2, i32 3, i32 5]
@INT_MAX = global i32 0
define i32 @nthUglyNumber(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca [3 x i32]
%6 = alloca [3 x i32]
%7 = alloca [3 x i32]
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%12 = load i32, i32* %3
%13 = icmp slt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %1
store i32 0, i32* %2
br label %107
15: ; preds = %1
%16 = load i32, i32* %3
%17 = icmp eq i32 %16, 1
br i1 %17, label %18, label %19
18: ; preds = %15
store i32 1, i32* %2
br label %107
19: ; preds = %15
%20 = load i32, i32* %3
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = mul i64 4, %21
%23 = trunc i64 %22 to i32
%24 = call i64 @malloc(i32 %23)
%25 = inttoptr i64 %24 to i32*
store i32* %25, i32** %4
%26 = load i32*, i32** %4
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 0
store i32 1, i32* %27
%28 = bitcast [3 x i32]* %5 to i8*
%29 = bitcast [3 x i32]* %6 to i8*
%30 = bitcast [3 x i32]* %7 to i8*
store i32 1, i32* %8
br label %31
31: ; preds = %97, %19
%32 = load i32, i32* %8
%33 = load i32, i32* %3
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %100
35: ; preds = %31
%36 = load i32, i32* @INT_MAX
store i32 %36, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %37
37: ; preds = %66, %35
%38 = load i32, i32* %10
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = icmp ult i64 %39, 3
br i1 %40, label %41, label %69
41: ; preds = %37
%42 = load i32*, i32** %4
%43 = load i32, i32* %10
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %6, i64 0, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = load i32, i32* %10
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %5, i64 0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = mul nsw i32 %49, %53
%55 = load i32, i32* %10
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %7, i64 0, i64 %56
store i32 %54, i32* %57
%58 = load i32, i32* %9
%59 = icmp slt i32 %54, %58
br i1 %59, label %60, label %65
60: ; preds = %41
%61 = load i32, i32* %10
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %7, i64 0, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
store i32 %64, i32* %9
br label %65
65: ; preds = %60, %41
br label %66
66: ; preds = %65
%67 = load i32, i32* %10
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %10
br label %37
69: ; preds = %37
%70 = load i32, i32* %9
%71 = load i32*, i32** %4
%72 = load i32, i32* %8
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
store i32 %70, i32* %74
store i32 0, i32* %11
br label %75
75: ; preds = %93, %69
%76 = load i32, i32* %11
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = icmp ult i64 %77, 3
br i1 %78, label %79, label %96
79: ; preds = %75
%80 = load i32, i32* %11
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %7, i64 0, i64 %81
%83 = load i32, i32* %82
%84 = load i32, i32* %9
%85 = icmp eq i32 %83, %84
br i1 %85, label %86, label %92
86: ; preds = %79
%87 = load i32, i32* %11
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %6, i64 0, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %89
br label %92
92: ; preds = %86, %79
br label %93
93: ; preds = %92
%94 = load i32, i32* %11
%95 = add nsw i32 %94, 1
store i32 %95, i32* %11
br label %75
96: ; preds = %75
br label %97
97: ; preds = %96
%98 = load i32, i32* %8
%99 = add nsw i32 %98, 1
store i32 %99, i32* %8
br label %31
100: ; preds = %31
%101 = load i32*, i32** %4
%102 = load i32, i32* %3
%103 = sub nsw i32 %102, 1
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %101, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
store i32 %106, i32* %2
br label %107
107: ; preds = %100, %18, %14
%108 = load i32, i32* %2
ret i32 %108
}

LLVM IR (-O2):
@INT_MAX = global i32 0
define i32 @nthUglyNumber(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 0
br i1 %2, label %57, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp eq i32 %0, 1
br i1 %4, label %57, label %5
5: ; preds = %3
%6 = shl i32 %0, 2
%7 = tail call i64 @malloc(i32 %6)
%8 = inttoptr i64 %7 to i32*
store i32 1, i32* %8
%9 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %9, label %12, label %10
10: ; preds = %5
%11 = zext i32 %0 to i64
br label %17
12: ; preds = %17, %5
%13 = add nsw i32 %0, -1
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
br label %57
17: ; preds = %47, %10
%18 = phi i32 [ 1, %10 ], [ %56, %47 ]
%19 = phi i32 [ 1, %10 ], [ %53, %47 ]
%20 = phi i32 [ 1, %10 ], [ %50, %47 ]
%21 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %38, %47 ]
%22 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %41, %47 ]
%23 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %44, %47 ]
%24 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %45, %47 ]
%25 = load i32, i32* @INT_MAX
%26 = shl nsw i32 %20, 1
%27 = icmp slt i32 %26, %25
%28 = select i1 %27, i32 %26, i32 %25
%29 = mul nsw i32 %19, 3
%30 = icmp slt i32 %29, %28
%31 = select i1 %30, i32 %29, i32 %28
%32 = mul nsw i32 %18, 5
%33 = icmp slt i32 %32, %31
%34 = select i1 %33, i32 %32, i32 %31
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %24
store i32 %34, i32* %35
%36 = icmp eq i32 %26, %34
%37 = zext i1 %36 to i32
%38 = add nuw nsw i32 %21, %37
%39 = icmp eq i32 %29, %34
%40 = zext i1 %39 to i32
%41 = add nuw nsw i32 %22, %40
%42 = icmp sle i32 %32, %31
%43 = zext i1 %42 to i32
%44 = add nuw nsw i32 %23, %43
%45 = add nuw nsw i64 %24, 1
%46 = icmp eq i64 %45, %11
br i1 %46, label %12, label %47
47: ; preds = %17
%48 = zext i32 %38 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = zext i32 %41 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = zext i32 %44 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
br label %17
57: ; preds = %3, %1, %12
%58 = phi i32 [ %16, %12 ], [ 0, %1 ], [ 1, %3 ]
ret i32 %58
}