Каким образом реализована структура данных список в Python и как он работает внутри?

В Python структура данных список (list) реализована как динамический массив. Это означает, что под капотом список хранит элементы в непрерывном блоке памяти, что обеспечивает быстрый доступ по индексу (операция O(1)).

Когда список достигает своей текущей ёмкости, при добавлении новых элементов происходит выделение нового блока памяти большего размера, копирование старых элементов в новый блок и освобождение старого. Это позволяет эффективно расширять список без частых перераспределений.

Основные особенности:

• Быстрый доступ по индексу.
• Добавление элемента в конец амортизированно эффективно (O(1)).
• Вставка или удаление элементов в середине списка требует сдвига элементов (O(n)).

Пример:

my_list = [1, 2, 3]
my_list.append(4)  # При необходимости расширяется внутренний массив
print(my_list[2])  # Быстрый доступ к элементу по индексу