#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 n, a, t, i, sq, st[1000], ind, h, md, ts;
  scanf("%d", &n);
  for (ts = 0; ts < n; ts++) {
    scanf("%d", &a);
    printf("Case #%d: %d is ", ts + 1, a);
    h = 1;
    ind = 1;
    st[0] = a;
    while (1) {
      for (i = 1; i < ind - 1; i++)
        if (st[i] == a) {
          h = 0;
          break;
        }
      if (!h)
        break;
      sq = st[ind - 1];
      t = 0;
      while (sq) {
        md = sq % 10;
        t += md * md;
        sq /= 10;
      }
      if (t == 1) {
        h = 1;
        break;
      }
      st[ind++] = t;
    }
    if (h)
      printf("a Happy number.\n");
    else
      printf("an Unhappy number.\n");
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xfd0,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
lea    0xec7(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
movl   $0x0,-0xfd0(%rbp)
mov    -0xfd0(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    12e4 <main+0x1c4>
lea    0xe9e(%rip),%rdi
lea    -0xc(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    -0xfd0(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0xc(%rbp),%edx
lea    0xe85(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x1,-0xfc8(%rbp)
movl   $0x1,-0xfc4(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xfc0(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0xfc4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11f3 <main+0xd3>
movslq -0x14(%rbp),%rax
mov    -0xfc0(%rbp,%rax,4),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jne    11e0 <main+0xc0>
movl   $0x0,-0xfc8(%rbp)
jmp    11f3 <main+0xd3>
jmp    11e5 <main+0xc5>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11a9 <main+0x89>
cmpl   $0x0,-0xfc8(%rbp)
jne    1205 <main+0xe5>
jmp    129d <main+0x17d>
mov    -0xfc4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
mov    -0xfc0(%rbp,%rax,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     1262 <main+0x142>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0xfcc(%rbp)
mov    -0xfcc(%rbp),%eax
imul   -0xfcc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1221 <main+0x101>
cmpl   $0x1,-0x10(%rbp)
jne    127b <main+0x15b>
movl   $0x1,-0xfc8(%rbp)
jmp    129d <main+0x17d>
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0xfc4(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0xfc4(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0xfc0(%rbp,%rax,4)
jmp    11a2 <main+0x82>
cmpl   $0x0,-0xfc8(%rbp)
je     12bd <main+0x19d>
lea    0xd63(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    12cb <main+0x1ab>
lea    0xd61(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    12d0 <main+0x1b0>
mov    -0xfd0(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xfd0(%rbp)
jmp    114c <main+0x2c>
xor    %eax,%eax
add    $0xfd0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xfb8,%rsp
lea    0xeb8(%rip),%rdi
lea    0xc(%rsp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
cmpl   $0x0,0xc(%rsp)
jle    1267 <main+0x137>
lea    0xe9c(%rip),%r14
lea    0x8(%rsp),%r15
lea    0xe93(%rip),%r13
xor    %r12d,%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r14,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1050 <scanf@plt>
add    $0x1,%r12d
mov    0x8(%rsp),%edx
mov    %r13,%rdi
mov    %r12d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    $0x1,%r9d
mov    0x8(%rsp),%ecx
mov    %ecx,%edi
xor    %edx,%edx
jmp    11bf <main+0x8f>
mov    %esi,0x10(%rsp,%r9,4)
add    $0x1,%r9
add    $0x1,%rdx
mov    %esi,%edi
xor    %esi,%esi
mov    $0x0,%r8d
cmp    $0x3,%r9
jb     11f6 <main+0xc6>
lea    -0x1(%r9),%rbx
mov    $0x1,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %ecx,0x10(%rsp,%rbp,4)
je     1250 <main+0x120>
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%rdx
jne    11e0 <main+0xb0>
cmp    %rbx,%rbp
setb   %r8b
test   %edi,%edi
je     11b0 <main+0x80>
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax)
movslq %edi,%rbp
imul   $0x66666667,%rbp,%rdi
mov    %rdi,%rbx
shr    $0x3f,%rbx
sar    $0x22,%rdi
add    %ebx,%edi
lea    (%rdi,%rdi,1),%ebx
lea    (%rbx,%rbx,4),%ebx
mov    %ebp,%eax
sub    %ebx,%eax
imul   %eax,%eax
add    %eax,%esi
add    $0x9,%ebp
cmp    $0x12,%ebp
ja     1200 <main+0xd0>
cmp    $0x1,%esi
jne    11b0 <main+0x80>
lea    0xde9(%rip),%rdi
test   %r8b,%r8b
je     1257 <main+0x127>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    0xdbd(%rip),%rdi
call   1030 <puts@plt>
cmp    0xc(%rsp),%r12d
jl     1180 <main+0x50>
xor    %eax,%eax
add    $0xfb8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [17 x i8] c"Case #%d: %d is \00"
@.str.2 = [17 x i8] c"a Happy number.\0A\00"
@.str.3 = [20 x i8] c"an Unhappy number.\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 [1000 x i32]
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
%12 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2)
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %84, %0
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %2
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %87
17: ; preds = %13
%18 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %3)
%19 = load i32, i32* %11
%20 = add nsw i32 %19, 1
%21 = load i32, i32* %3
%22 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([17 x i8], [17 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %20, i32 %21)
store i32 1, i32* %9
store i32 1, i32* %8
%23 = load i32, i32* %3
%24 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %7, i64 0, i64 0
store i32 %23, i32* %24
br label %25
25: ; preds = %17, %70
store i32 1, i32* %5
br label %26
26: ; preds = %40, %25
%27 = load i32, i32* %5
%28 = load i32, i32* %8
%29 = sub nsw i32 %28, 1
%30 = icmp slt i32 %27, %29
br i1 %30, label %31, label %43
31: ; preds = %26
%32 = load i32, i32* %5
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %7, i64 0, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32, i32* %3
%37 = icmp eq i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %39
38: ; preds = %31
store i32 0, i32* %9
br label %43
39: ; preds = %31
br label %40
40: ; preds = %39
%41 = load i32, i32* %5
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %5
br label %26
43: ; preds = %38, %26
%44 = load i32, i32* %9
%45 = icmp ne i32 %44, 0
br i1 %45, label %47, label %46
46: ; preds = %43
br label %76
47: ; preds = %43
%48 = load i32, i32* %8
%49 = sub nsw i32 %48, 1
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %7, i64 0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
store i32 %52, i32* %6
store i32 0, i32* %4
br label %53
53: ; preds = %56, %47
%54 = load i32, i32* %6
%55 = icmp ne i32 %54, 0
br i1 %55, label %56, label %66
56: ; preds = %53
%57 = load i32, i32* %6
%58 = srem i32 %57, 10
store i32 %58, i32* %10
%59 = load i32, i32* %10
%60 = load i32, i32* %10
%61 = mul nsw i32 %59, %60
%62 = load i32, i32* %4
%63 = add nsw i32 %62, %61
store i32 %63, i32* %4
%64 = load i32, i32* %6
%65 = sdiv i32 %64, 10
store i32 %65, i32* %6
br label %53
66: ; preds = %53
%67 = load i32, i32* %4
%68 = icmp eq i32 %67, 1
br i1 %68, label %69, label %70
69: ; preds = %66
store i32 1, i32* %9
br label %76
70: ; preds = %66
%71 = load i32, i32* %4
%72 = load i32, i32* %8
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %8
%74 = sext i32 %72 to i64
%75 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %7, i64 0, i64 %74
store i32 %71, i32* %75
br label %25
76: ; preds = %69, %46
%77 = load i32, i32* %9
%78 = icmp ne i32 %77, 0
br i1 %78, label %79, label %81
79: ; preds = %76
%80 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([17 x i8], [17 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %83
81: ; preds = %76
%82 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %83
83: ; preds = %81, %79
br label %84
84: ; preds = %83
%85 = load i32, i32* %11
%86 = add nsw i32 %85, 1
store i32 %86, i32* %11
br label %13
87: ; preds = %13
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [17 x i8] c"Case #%d: %d is \00"
@str = [19 x i8] c"an Unhappy number.\00"
@str.4 = [16 x i8] c"a Happy number.\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca [1000 x i32]
%4 = bitcast i32* %1 to i8*
%5 = bitcast i32* %2 to i8*
%6 = bitcast [1000 x i32]* %3 to i8*
%7 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1)
%8 = load i32, i32* %1
%9 = icmp sgt i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %59
10: ; preds = %0, %54
%11 = phi i32 [ %13, %54 ], [ 0, %0 ]
%12 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2)
%13 = add nuw nsw i32 %11, 1
%14 = load i32, i32* %2
%15 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([17 x i8], [17 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %13, i32 %14)
%16 = load i32, i32* %2
br label %17
17: ; preds = %47, %10
%18 = phi i32 [ %48, %47 ], [ %16, %10 ]
%19 = phi i64 [ %49, %47 ], [ 1, %10 ]
%20 = phi i64 [ %51, %47 ], [ 0, %10 ]
%21 = add nsw i64 %19, -1
%22 = icmp ugt i64 %19, 2
br i1 %22, label %25, label %33
23: ; preds = %25
%24 = icmp eq i64 %30, %20
br i1 %24, label %31, label %25
25: ; preds = %17, %23
%26 = phi i64 [ %30, %23 ], [ 1, %17 ]
%27 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %3, i64 0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = icmp eq i32 %28, %16
%30 = add nuw nsw i64 %26, 1
br i1 %29, label %53, label %23
31: ; preds = %23
%32 = icmp ult i64 %30, %21
br label %33
33: ; preds = %31, %17
%34 = phi i1 [ false, %17 ], [ %32, %31 ]
%35 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %35, label %47, label %36
36: ; preds = %33, %36
%37 = phi i32 [ %41, %36 ], [ 0, %33 ]
%38 = phi i32 [ %42, %36 ], [ %18, %33 ]
%39 = srem i32 %38, 10
%40 = mul nsw i32 %39, %39
%41 = add nuw nsw i32 %40, %37
%42 = sdiv i32 %38, 10
%43 = add i32 %38, 9
%44 = icmp ult i32 %43, 19
br i1 %44, label %45, label %36
45: ; preds = %36
%46 = icmp eq i32 %41, 1
br i1 %46, label %52, label %47
47: ; preds = %33, %45
%48 = phi i32 [ %41, %45 ], [ 0, %33 ]
%49 = add nuw i64 %19, 1
%50 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %3, i64 0, i64 %19
store i32 %48, i32* %50
%51 = add nuw nsw i64 %20, 1
br label %17
52: ; preds = %45
br i1 %34, label %53, label %54
53: ; preds = %25, %52
br label %54
54: ; preds = %52, %53
%55 = phi i8* [ getelementptr inbounds ([19 x i8], [19 x i8]* @str, i64 0, i64 0), %53 ], [ getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @str.4, i64 0, i64 0), %52 ]
%56 = call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) %55)
%57 = load i32, i32* %1
%58 = icmp slt i32 %13, %57
br i1 %58, label %10, label %59
59: ; preds = %54, %0
ret i32 0
}