python中的稀疏3D矩阵，仅用于插入/删除元素、删除行和快速访问非空z维

我正在寻找一种类似矩阵的数据类型，它将三元组（x，y，z）作为键，并可以实现： -初始值 -快速插入/删除 -删除行 -给定x，y获取所有z索引，使x，y，z为非默认值

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这用于NFA解析器，其中x和z是状态，y是终端。

python 3.4实现：

class Sparse3DMatrix():
  def __init__(self, default_value=False, max_x=100, max_y=100):
    self._dim = 3
    self._max_x = max_x
    self._max_y = max_y
    self._init_non_empty_z()
    self._default_value = default_value
    self._elements = {}
  def __getitem__(self, triplet):
    assert(len(triplet) == self._dim)
    return self._elements.get(triplet, self._default_value)
  def __setitem__(self, triplet, value):
    assert(len(triplet) == self._dim)
    if value == self._default_value:
      if triplet in self._elements:
        self._delete_element(triplet)
    else:
      if triplet not in self._elements:
        self._add_element(triplet, value)
      else:
        self._elements[triplet] = value
  def _init_non_empty_z(self):
    self.non_empty_z = {}
    for i in range(self._max_x):
      for j in range(self._max_y):
        self.non_empty_z[i, j] = []
  def _delete_element(self, triplet):
    """ Deletes an element. Element is assumed to exist. """
    del self._elements[triplet]
    self.non_empty_z[triplet[0], triplet[1]].remove(triplet[2])
  def _add_element(self, triplet, value):
    """ Adds an element. triplet is assumed to be default value before call. """
    self._elements[triplet] = value
    self.non_empty_z[triplet[0], triplet[1]].append(triplet[2])
  def delete_by_axis(self, index, axis):
    """ Slow deletion of entire row / column / depth """
    old_triplets = self._elements.copy().items()
    self._elements = {}
    self._init_non_empty_z()
    for triplet, value in old_triplets:
      if triplet[axis] < index:
        self._add_element(triplet, value)
      elif triplet[axis] > index:
        new_triplet = list(triplet)
        new_triplet[axis] -= 1
        self._add_element(tuple(new_triplet), value)
  def all_non_default_value(self):
    return list(self._elements.keys())

类Sparse3DMatrix（）：
def_uuuinit_uuuu（self，默认值=False，max_x=100，max_y=100）：
自身尺寸=3
self.\u max\u x=max\u x
self.\u max\u y=max\u y
self._init_non_empty_z（）
self.\u default\u value=默认值
self._元素={}
def uu getitem uu（自身，三元组）：
断言（len（三元组）=self.\u dim）
返回self.\u elements.get（三元组，self.\u默认值）
定义设置项（自身、三元组、值）：
断言（len（三元组）=self.\u dim）
如果值==self.\u默认值\u：
如果在self.\u元素中为三元组：
自删除元素（三元组）
其他：
如果三元组不在self.\u元素中：
自我添加元素（三元组，值）
其他：
自身元素[三元组]=值
定义初始非空（自）：
self.non_empty_z={}
对于范围内的i（自最大值）：
对于范围内的j（自最大值）：
self.non_empty_z[i，j]=[]
定义删除元素（自身，三元组）：
“”“删除元素。元素假定存在。”“”
del self.\u元素[三元组]
self.non_empty_z[triplet[0]，triplet[1]]。移除（triplet[2]）
定义添加元素（自身、三元组、值）：
“”“添加元素。在调用之前，假定三元组为默认值。”“”
自身元素[三元组]=值
self.non_empty_z[triplet[0]，triplet[1]]。append（triplet[2]）
def按_轴删除_（自身、索引、轴）：
“”“缓慢删除整个行/列/深度”“”
旧的三元组=self.\u elements.copy（）.items（）
self._元素={}
self._init_non_empty_z（）
对于三元组，旧三元组中的值：
如果三元组[轴]<索引：
自我添加元素（三元组，值）
elif三重态[轴]>索引：
新三元组=列表（三元组）
新的三重态[轴]-=1
self.\u添加元素（元组（新的三元组），值）
定义所有非默认值（自身）：
返回列表（self.\u elements.keys（））