أعطني إعادة هيكلة (Refactoring) للكود البرمجي التالي المكتوب بلغة Python. الهدف هو تقليل تعقيد الوقت (Time Complexity) من O(n^2) إلى O(n log n) أو أفضل، وتقليل استخدام الذاكعة (Space Complexity). اشرح التغييرات التي أجريتها خطوة بخطوة، وكيف تؤثر كل تغيير على الأداء العام للنظام.