Если вы согласны с тем, что словари (хеш-карты) представляют собой O (n) пробел и O (1) вставка / поиск, это решение должно быть O (m + n) как во времени, так и в пространстве.
from collections import defaultdict
def diff(left, right):
left_map, right_map = defaultdict(list), defaultdict(list)
for index, object in enumerate(left): left_map[object] += [index]
for index, object in enumerate(right): right_map[object] += [index]
i, j = 0, 0
while i < len(left) and j < len(right):
if left_map[right[j]]:
i2 = left_map[right[j]].pop(0)
if i2 < i: continue
del right_map[right[j]][0]
for i in range(i, i2): print '<', left[i]
print '=', left[i2], right[j]
i, j = i2 + 1, j + 1
elif right_map[left[i]]:
j2 = right_map[left[i]].pop(0)
if j2 < j: continue
del left_map[left[i]][0]
for j in range(j, j2): print '>', right[j]
print '=', left[i], right[j2]
i, j = i + 1, j2 + 1
else:
print '<', left[i]
i = i + 1
for j in range(j, len(right)): print '>', right[j]
>>> diff([1, 2, 1, 1, 3, 5, 2, 9],
... [ 2, 1, 3, 6, 5, 2, 8, 9])
< 1
= 2 2
= 1 1
< 1
= 3 3
> 6
= 5 5
= 2 2
> 8
= 9 9
Ладно, небольшой обман, поскольку list.append и list.__delitem__ - это всего лишь O (1), если они связаны списками, что на самом деле не соответствует действительности ... но в любом случае это идея.