Проанализируйте предоставленный фрагмент кода на Python. Он содержит проблемы с производительностью (циклическая сложность O(n^2)) и нарушения PEP 8. Перепишите код, используя списковые включения (list comprehensions) и встроенные функции модуля itertools для снижения сложности до O(n). Добавьте docstrings и аннотации типов (type hinting). Объясните каждое внесенное изменение.