輕松入門Python量化交易

作者：學研君 2023-06-29 13:43:30

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數據科學家是負責將來自數學、統計學、計算機科學和特定領域等的知識整合起來，以識別模式并從大量數據中提取信息的專業人員，其中包含結構化以及非結構化的數據。有了這些信息，就可以找到解決商業、投資、科學研究和公共政策決策等問題的方案。

簡介

數據科學是當前全球形勢下快速發展的領域，它將統計學的力量與計算技術相結合，從數據中獲取有價值的洞察。

在金融市場方面，數據科學可以以各種方式應用，例如：

預測模型：數據科學專業人員可以使用歷史數據來創建預測模型，以識別趨勢并對未來的市場狀況作出預測；
算法交易：通過分析價格、成交量和波動性等因素，使用執行買入和賣出訂單的算法，基于數學模型進行自主交易；
投資組合優化：可以使用算法和其他數學模型來優化投資組合，以實現收益最大化和風險最小化；
欺詐檢測：機器學習算法可以識別金融交易中的欺詐性活動；
風險管理：數據科學可用于量化和促進各種金融風險管理，包括市場風險、信用風險和運營風險；
客戶分析：金融機構可以使用數據科學分析客戶數據并獲取有關其行為和偏好的信息，以幫助改善客戶關系和保留客戶。

在本文的介紹中，將演示如何使用數據科學和Python來獲得市場洞察，通過投資組合優化、開發高效的投資策略和股票分析來提高投資業績。

Quantstats

Quantstats是用于量化金融分析和投資組合優化的Python庫。該庫提供了各種工具，可從不同來源獲得金融數據，進行技術和基本分析，并創建和測試投資策略。還可以使用可視化工具來分析股票和投資組合。Quantstats是一款簡單易用的定量金融分析工具，因此它將是本研究的首選庫。要在計算機上安裝Quantstats，請在任何Python環境中使用以下命令：

# 安裝Quantstat

!pip install quantstats

之后，你可以導入一些必要的庫。

# 導入庫
import pandas as pd
import numpy as np
import quantstats as qs
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
from sklearn.linear_model import LinearRegression
import plotly.express as px
import yfinance as yf

安裝并導入quantstats后，我們必須加載要分析的股票數據。在這個示例中，將分析蘋果、特斯拉、華特迪士尼公司和AMD的股票，時間從2010年7月1日至2023年2月10日。我們可以使用quantstats方法download_returns來獲取每日回報數據。

# 在同一時間窗口內獲取4只不同的美國股票的每日回報率
aapl = qs.utils.download_returns('AAPL')
aapl = aapl.loc['2010-07-01':'2023-02-10']
 
tsla = qs.utils.download_returns('TSLA')
tsla = tsla.loc['2010-07-01':'2023-02-10']
 
dis = qs.utils.download_returns('DIS')
dis = dis.loc['2010-07-01':'2023-02-10']
 
amd = qs.utils.download_returns('AMD')
amd = amd.loc['2010-07-01':'2023-02-10']

現在，我們有了aapl、tsla、dis和amd四個變量，其中包含來自不同行業的四種不同美國股票的數據。

我們現在可以開始查看一些指標了！

累積收益

累積收益代表投資的總收益。在觀察股票時，它不僅包括股票市場上的升值，還包括股息和任何其他形式的收入。

通常，累積收益以百分比表示，可以通過獲取股票的初始價格和指定時期結束時的最終價格來計算。然后，從最終價格中減去初始價格，加上任何股息或其他收入，再將結果除以初始價格。這給我們提供了累積收益的十進制表示，可以乘以100以百分比表示。

如下所示可以看到一個線圖，顯示了自2010年7月以來下載的每只股票的累積收益。

圖片

觀察上面的圖表，可以提取一些有趣的見解。例如，你可以看到Tesla的收益與Disney的收益之間存在相當大的差異。在其收益的峰值時，特斯拉超過了25000％，對于那些有先見之明購買該公司股票的人來說，這是一筆了不起的投資。另一方面，迪士尼的股票收益率較為適中，峰值約為650％。

當然，在分析過去的數據時，我們不會僅僅從累積收益來做出投資決策。重要的是要查看其他指標并評估投資的風險。此外，650％的回報仍然是相當高的，在股票市場上，緩慢但穩定的增長與爆發式的回報一樣有價值。

為了建立一個強大的投資組合，重要的是要考慮各種策略和許多不同資產的特點。

每日收益率

每日收益率顯示股票價格在當天內的百分比變化。可以通過將當天的收盤價減去前一日的收盤價，然后將其除以前一日的收盤價來獲得。要將其表示為百分比，只需將結果乘以100即可。

使用Quantstats，我們可以輕松地繪制出該時期的每日收益率。對于投資者來說，觀察每日收益率可能有助于觀察價格在市場上的變化，從而使他們能夠提取關于收益波動性和一致性的信息。

使用下面的代碼，我們為每只股票繪制每日收益率。

# 為每只股票繪制每日收益率圖表
print('\nApple Daily Returns Plot:\n')
qs.plots.daily_returns(aapl)
print('\nTesla Inc. Daily Returns Plot:\n')
qs.plots.daily_returns(tsla)
print('\nThe Walt Disney Company Daily Returns Plot:\n')
qs.plots.daily_returns(dis)
print('\nAdvances Micro Devices, Inc. Daily Returns Plot:\n')
qs.plots.daily_returns(amd)

圖片