Сохранить читаемость кода при оптимизации

Я пишу научную программу в Python и C с некоторыми сложными алгоритмами физического моделирования. После внедрения алгоритма я обнаружил, что существует много возможных оптимизаций для повышения производительности. Общие из них являются предварительные значения, получают расчеты из цикла, заменяя простые матричные алгоритмы с более сложными и другими. Но возникает проблема. Неопиртированный алгоритм гораздо медленнее, но его логика и связь с теорией выглядят гораздо более четкими и читаемыми. Кроме того, сложнее расширяться и изменять оптимизированный алгоритм.

Итак, вопрос - какие методы я должен использовать для сохранения читаемости, улучшая производительность? Теперь я пытаюсь сохранить как быстрые, так и четкие ветви и развивать их параллельно, но, возможно, есть лучшие методы?