int lonelyinteger(int a_size, int *a) {
  int flag = 1, i, k;
  for (i = 0; i < a_size; i++) {
    flag = 1;
    for (k = 0; k < a_size; k++) {
      if (i != k && a[i] == a[k]) {
        flag = 0;
      }
    }
    if (flag) {
      return a[i];
    }
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lonelyinteger>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11b1 <lonelyinteger+0xb1>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1181 <lonelyinteger+0x81>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
je     116e <lonelyinteger+0x6e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    116e <lonelyinteger+0x6e>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
jmp    1173 <lonelyinteger+0x73>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1133 <lonelyinteger+0x33>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     119e <lonelyinteger+0x9e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11b8 <lonelyinteger+0xb8>
jmp    11a3 <lonelyinteger+0xa3>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1119 <lonelyinteger+0x19>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lonelyinteger>:
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    11bb <lonelyinteger+0xbb>
mov    %edi,%r8d
mov    %r8d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
xor    %r9d,%r9d
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x1,%r11d
cmp    $0x1,%edi
jne    1140 <lonelyinteger+0x40>
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r8b
jne    119a <lonelyinteger+0x9a>
jmp    11a9 <lonelyinteger+0xa9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
xor    %ecx,%ecx
jmp    1159 <lonelyinteger+0x59>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rcx
cmp    %r10,%rcx
je     1190 <lonelyinteger+0x90>
mov    %rcx,%rax
cmp    %rcx,%rdx
je     116b <lonelyinteger+0x6b>
mov    (%rsi,%rdx,4),%ecx
cmp    (%rsi,%rax,4),%ecx
cmove  %r9d,%r11d
lea    0x1(%rax),%rcx
cmp    %rcx,%rdx
je     1150 <lonelyinteger+0x50>
mov    (%rsi,%rdx,4),%ebx
cmp    0x4(%rsi,%rax,4),%ebx
cmove  %r9d,%r11d
jmp    1150 <lonelyinteger+0x50>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x2,%rax
test   $0x1,%r8b
je     11a9 <lonelyinteger+0xa9>
cmp    %rax,%rdx
je     11a9 <lonelyinteger+0xa9>
mov    (%rsi,%rdx,4),%ecx
cmp    (%rsi,%rax,4),%ecx
cmove  %r9d,%r11d
test   %r11d,%r11d
jne    11bf <lonelyinteger+0xbf>
add    $0x1,%rdx
cmp    %r8,%rdx
jne    1120 <lonelyinteger+0x20>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
ret
mov    %edx,%eax
mov    (%rsi,%rax,4),%eax
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @lonelyinteger(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* %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 1, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %9
9: ; preds = %49, %2
%10 = load i32, i32* %7
%11 = load i32, i32* %4
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %52
13: ; preds = %9
store i32 1, i32* %6
store i32 0, i32* %8
br label %14
14: ; preds = %36, %13
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %39
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %7
%20 = load i32, i32* %8
%21 = icmp ne i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %35
22: ; preds = %18
%23 = load i32*, i32** %5
%24 = load i32, i32* %7
%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 = load i32, i32* %8
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = icmp eq i32 %27, %32
br i1 %33, label %34, label %35
34: ; preds = %22
store i32 0, i32* %6
br label %35
35: ; preds = %34, %22, %18
br label %36
36: ; preds = %35
%37 = load i32, i32* %8
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %8
br label %14
39: ; preds = %14
%40 = load i32, i32* %6
%41 = icmp ne i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %48
42: ; preds = %39
%43 = load i32*, i32** %5
%44 = load i32, i32* %7
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
store i32 %47, i32* %3
br label %53
48: ; preds = %39
br label %49
49: ; preds = %48
%50 = load i32, i32* %7
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %7
br label %9
52: ; preds = %9
store i32 0, i32* %3
br label %53
53: ; preds = %52, %42
%54 = load i32, i32* %3
ret i32 %54
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @lonelyinteger(i32 %0, i32* nocapture %1) {
%3 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %3, label %4, label %61
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %0 to i64
%6 = and i64 %5, 1
%7 = icmp eq i32 %0, 1
%8 = and i64 %5, 4294967294
%9 = icmp eq i64 %6, 0
br label %10
10: ; preds = %58, %4
%11 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %59, %58 ]
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %11
br i1 %7, label %39, label %13
13: ; preds = %10, %34
%14 = phi i64 [ %36, %34 ], [ 0, %10 ]
%15 = phi i32 [ %35, %34 ], [ 1, %10 ]
%16 = phi i64 [ %37, %34 ], [ 0, %10 ]
%17 = icmp eq i64 %11, %14
br i1 %17, label %24, label %18
18: ; preds = %13
%19 = load i32, i32* %12
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %14
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp eq i32 %19, %21
%23 = select i1 %22, i32 0, i32 %15
br label %24
24: ; preds = %18, %13
%25 = phi i32 [ %15, %13 ], [ %23, %18 ]
%26 = or i64 %14, 1
%27 = icmp eq i64 %11, %26
br i1 %27, label %34, label %28
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %12
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %26
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp eq i32 %29, %31
%33 = select i1 %32, i32 0, i32 %25
br label %34
34: ; preds = %28, %24
%35 = phi i32 [ %25, %24 ], [ %33, %28 ]
%36 = add nuw nsw i64 %14, 2
%37 = add i64 %16, 2
%38 = icmp eq i64 %37, %8
br i1 %38, label %39, label %13
39: ; preds = %34, %10
%40 = phi i32 [ undef, %10 ], [ %35, %34 ]
%41 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %36, %34 ]
%42 = phi i32 [ 1, %10 ], [ %35, %34 ]
br i1 %9, label %51, label %43
43: ; preds = %39
%44 = icmp eq i64 %11, %41
br i1 %44, label %51, label %45
45: ; preds = %43
%46 = load i32, i32* %12
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %41
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp eq i32 %46, %48
%50 = select i1 %49, i32 0, i32 %42
br label %51
51: ; preds = %43, %45, %39
%52 = phi i32 [ %40, %39 ], [ %42, %43 ], [ %50, %45 ]
%53 = icmp eq i32 %52, 0
br i1 %53, label %58, label %54
54: ; preds = %51
%55 = and i64 %11, 4294967295
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
br label %61
58: ; preds = %51
%59 = add nuw nsw i64 %11, 1
%60 = icmp eq i64 %59, %5
br i1 %60, label %61, label %10
61: ; preds = %58, %2, %54
%62 = phi i32 [ %57, %54 ], [ 0, %2 ], [ 0, %58 ]
ret i32 %62
}