Проанализируйте предоставленный код на предмет временной и пространственной сложности. Определите узкие места (bottlenecks), нарушения принципов SOLID и потенциальные уязвимости безопасности. Перепишите код, применив соответствующие паттерны проектирования для улучшения архитектуры, обеспечив при этом сохранение исходной функциональности. Обоснуйте каждое внесенное изменение с точки зрения производительности и поддерживаемости.