Список = динамический массив

Если в массиве под списком остались свободные места, то метод .append(item) выполнится за константное время — достаточно записать новое значение в свободную ячейку и увеличить счетчик элементов на 1:

def append(self, item):
  self.array[self.length] = item
  self.length += 1

Но что делать, если массив уже заполнен?

Приходится выделять память под новый массив, побольше, и копировать все элементы старого массива в новый (картинка прилагается).

Примерно так:

def append(self, item):
  if self.length == self.capacity:
    self._resize(self.capacity*2)
  self.array[self.length] = item
  self.length += 1

def _resize(self, new_cap):
  new_arr = (new_cap * ctypes.py_object)()
  for idx in range(self.length):
    new_arr[idx] = self.array[idx]
  self.array = new_arr
  self.capacity = new_cap

_resize() — затратная операция, так что новый массив создают с запасом. В примере выше новый массив в два раза больше старого, а в питоне используют более скромный коэффициент — примерно 1.12.

Если удалить из списка больше половины элементов через .pop(), то питон его скукожит — выделит новый массив поменьше и перенесет элементы в него.

Таким образом, список все время жонглирует массивами, чтобы это не приходилось делать нам ツ