在前几期课程中,我们建立了量化投资的基本思维框架,并系统梳理了 Python 的核心语法与数据结构。
很多人对“代码”有天然的恐惧,认为那是计算机专业人士的专属领域。
今天,我们要打破这个误区。
本课将带您进入实战阶段。
我们将使用 Python,仅用十几行代码。
帮助我们学习从数据获取、清洗处理、指标计算到可视化绘图的全过程。
这一课不仅仅是教你算一个收益率。
而是要通过这个案例,带你窥探专业量化机构内部运作的完整工作流(Pipeline)。
学会了这个,你就正式跨过了量化投资的门槛。
🏗️ 理解专业的“全流程”思维
在敲下第一行代码之前,我们需要先建立全局观。
我们今天的实战,实际上是在一个微缩模型中跑通了以下六大核心环节:
1. 数据获取(Data Acquisition):
寻找并接入合法、合规且高质量的金融数据源。
2. 数据清洗(Data Preparation):
剔除坏数据(如停牌、除权除息影响),统一数据格式。
3. 特征工程(Feature Engineering):
将原始数据转化为具有预测意义的指标(如收益率、波动率、RSI 等)。
4. 策略构建(Strategy Design):
制定基于数学逻辑的买卖规则。
5. 回测验证(Backtesting):
用历史数据检验策略的有效性。
6. 实盘执行(Execution):将策略部署到交易环境。
本节课,我们将重点攻克前三个环节,并且了解一下这些到底是怎么运行的。
🛠️ 第一步:安装必要工具库
工欲善其事,必先利其器。
量化分析需要依赖强大的工具库。
Python 之所以成为金融界的主流语言,是因为它拥有丰富的第三方“库”(Library)。
本次实战,我们仅需三个核心工具:
Pandas:
用于高效处理表格型金融数据(如日线行情)。其核心对象 DataFrame 支持向量化计算、时间序列操作等。
Tushare:
提供中国 A 股市场的标准化金融数据接口。免费、合规,支持日线、财务、指数等多种数据。
Matplotlib:
生成专业级数据可视化图表。可用于绘制收益率曲线、分布图等。
安装命令(在终端或命令提示符中执行):
pip install pandas tushare matplotlib
若使用 Anaconda,上述库通常已预装。
💻 第二步:代码实战
接下来,我们将通过一段完整的代码。
实现对贵州茅台(600519.SH)2024 年收益率的计算与分析。
1. 引入工具与 API 配置(数据获取)
import pandas as pdimport tushare as tsimport matplotlib.pyplot as pltts.set_token('你的 Tushare Token')pro = ts.pro_api()
说明:ts.pro_api() 是 Tushare Pro 接口的入口。
Token 是用户身份凭证,需在Tushare 官网 注册后获取。
API(Application Programming Interface)是量化交易的标配。
通过 API,我们能直接从云端获取标准化的金融数据,无需手动下载和处理。
这是量化相对于散户的核心优势。
2. 获取与清洗数据
df = pro.daily(ts_code='600519.SH', start_date='20240101', end_date='20241201')df = df.sort_values('trade_date')df['trade_date'] = pd.to_datetime(df['trade_date'])
关键点一:Tushare 返回的数据默认按日期降序排列,必须显式排序为升序,否则收益率计算将出错。
关键点二:日期字段原为字符串(如 '20240101'),需转换为 datetime 类型,以便后续绘图和时间序列操作。
在量化分析中,数据清洗占据了 60% 以上的工作时间。
脏数据是策略失效的元凶。
3. 核心计算:日收益率(特征工程)
df['daily_return'] = df['close'].pct_change()
计算原理:这是量化中最基础的特征工程。
我们需要计算的是简单收益率(Simple Return),公式为:
其中 是今天的收盘价, 是昨天的收盘价。
技术优势:pct_change() 是 Pandas 提供的向量化函数,自动对序列相邻元素计算百分比变化。
避免手动循环,效率高且不易出错。
注意:首日收益率为 NaN(因无前一日数据),属正常现象。
4. 结果可视化:绘制收益率曲线
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']plt.figure(figsize=(12, 6))plt.plot(df['trade_date'], df['daily_return'], label='日收益率')plt.axhline(y=0, color='r', linestyle='--', alpha=0.5)plt.title('贵州茅台2024年日收益率走势')plt.xlabel('交易日期')plt.ylabel('日收益率')plt.legend()plt.grid(True, alpha=0.3)plt.show()
设计原则:专业的图表必须具备可读性。
添加 0 轴参考线(y=0)是行业标准做法。
它清晰地标示了盈亏的分界线,让图表更直观。
5. 关键指标评估
annual_return = df['daily_return'].mean() * 250max_gain = df['daily_return'].max()max_loss = df['daily_return'].min()print(f"2024年贵州茅台年化收益率:{annual_return:.2%}")print(f"最大单日涨幅:{max_gain:.2%}")print(f"最大单日跌幅:{max_loss:.2%}")
年化收益率:日均收益率 × 250。
A 股市场年均交易日约为 250 天,这是行业标准计算方式。
最大单日跌幅:衡量极端风险的指标。
量化投资不仅看赚了多少,更看“最坏的情况会亏多少”。
🚀 总结与展望
恭喜,今天你不仅仅是学了一段代码。
实际上还学会了:
这套代码模板是通用的。
你可以将 '600519.SH' 换成任何一只你关注的股票,甚至是指数(如 '000001.SH' 上证指数)。
量化投资并不神秘。
它只是用代码固化了你的投资逻辑。
保持好奇,动手实践,你离专业的量化交易者已经越来越近了。