Toma el siguiente código de procesamiento de datos en Python que tiene una complejidad temporal de O(n^2). Refactorízalo para lograr una complejidad de O(n log n) o mejor utilizando programación funcional y bibliotecas vectorizadas como NumPy. Justifica cada cambio en la estructura de datos y explica el impacto en el uso de memoria y CPU en un entorno de producción.