【量化投资】量化投资技术基础 ---- Python 急速入门

【量化投资】量化投资技术基础 ---- Python 急速入门

文章目录

【量化投资】Python 入门

一、为什么使用 python二、我们需要学些什么三、Python 基础

1、输入输出2、数据转换3、导包4、数据类型

1）数字2）字符串3）列表4）元组5）集合6）字典 5、函数

1）函数格式2）参数2）全局变量的使用

普通函数高阶函数 6、文件 *** 作

1）基本文件读写2）使用 wity 语句 7、异常处理

1）异常类型2）异常捕获与处理3）手动抛出异常4）finally 8、获取命令行参数9、类

1）构造函数2）类的继承3）对象删除 四、小结

【量化投资】Python 入门 一、为什么使用 python

说起Web领域 你立马会想到 Java 和 Javascript语言，它们在Web领域不可撼动；Python也已经在金融量化投资领域占据了重要位置，从各个业务链条都能找到相应的框架实现。

在量化投资（证券和比特币）开源项目里，全球star数排名前10位里面，有7个是用Python实现的。从数据获取到策略回测再到交易，覆盖了整个业务链，还是很厉害的！

因此，堪称入门免费、简单、可移植性、解释性、 丰富的库、 面向对象的Python语言，便就是它了！

其实，我认为，不管做不做量化分析，或者你是不是程序员，都应该学习 python ，数学专业可以用它建模，白领可以用它批量处理 excel，初高中生可以通过 python 入门编程，总之，这真的是一门简单强大的语言

我找了半天找不到那个 xx编程的洗脑广告，不过我估计有不少人看过

其实有很多人不知道 dokidoki 就是用 python 写的：

之前那个火爆全网的武汉加油，也是 python 写的：

之前很火的词云，也是 python 写的

当然，python 最火的还是爬虫：

总之，就算你对量化投资不感兴趣，我也建议你学学 python ，毕竟艺多不压身嘛，同时也可以把春节假期长肉的时间利用起来

二、我们需要学些什么

除了语言基础之外，对于量化投资，我们还要学什么额外的 python 知识？

1、图形库

人脑对图形是最敏感的，除了机器分析数据外，我们还要将数据绘制成图形，方便我们去分析，所以一个简洁方便的图形库是必不可少的

2、爬虫

量化分析中有个概念是回测，其作用是将我们设计好的程序，用以前的数据跑一下，观察其盈利情况如何，只有在程序可靠的情况下，我们才真的会让其上线进行交易

而回测使用的数据，就需要我们从金融网站中爬取使用了

3、数据存储与处理

在爬到数据之后，我们还要对数据做基本的清洗与处理，以方便程序使用

4、自动交易

作为业余理财人，我们还要腾出时间，做自己本职的工作，不可能天天盯着股票看，所以，程序自动买卖交易是不可少的，这个也需要我们去考虑

python 可做的还有很多很多，但是对于量化投资，我们还是着重考虑上面几个点。

三、Python 基础 1、输入输出

我们有时需要通过输出判断模型数据的

python 输入输出代码如下：

print("hello world")  # hello world  输出
input("please input:") # 执行后。会输出 please input 然后阻塞等待输入

2、数据转换

python 没有显示的数据类型， 其数据类型的定义在赋值时就确定了

3、导包

python 原sdk中可能没有我们要用的函数，所以需要导入其他的包使用

python 导包和 java 一样，使用 import 语句

除了基础的导包方式外，我们还可以为导入的包起别名，或者直接导入方法

为导入的包起别名：

import math as m # 为 math 包起别名为 m
print(m.pi)

只导入方法：

这里的 import * 表示导入 math 类中的所有方法，这样，我们在使用 math 的方法的时候就不用带上 math 了

from math import *
ceil(3.14)  # 4.0

4、数据类型 1）数字

数字包含 int,float,boolean 和 complex(复数)

这里要注意，python 中没有显示的数据类型定义，数据类型是在初始化的时候就决定好的：

int,float 可以通过 float(),int() 相互转换：

True 和 False 其实对应的是数字 1 和 2（这点其实有够奇葩的）：

复数用 a+bj 的形式表示，a代表实部，b代表虚部，同时，也可以用 complex(a,b) 的形式声明复数：

2）字符串

字符串用 ‘’ 或者 “” 声明

3）列表

列表是 java 中数组，ArrayList 甚至 Stack Queue 的集合体

用中括号[]声明，可以使用下标访问

列表切片：

切片的访问方式如下 [start:end:step]

其中的 -1，表示访问倒数第一个元素，要注意，切片的访问是左闭右开的，即上面的例子范围为 [0,6)步长为2

start end 不写，默认从头到尾：

也可以用切片的方式，对列表进行倒序访问（[::-1]）：

列表可以使用 append() 添加元素，几个列表也可以通过 + 进行拼接：

栈式访问：

栈是先进后出的数据结构，列表同样支持这样的访问方式，使用 pop() 函数即可d出列表末尾元素

队列式访问：

队列是先进先出的数据结构，使用 pop(0) 可以d出列表头部的元素

4）元组

元组类似于列表，但是元组一旦定义，就无法修改

元组使用 小括号() 声明

和列表不用，因为 元组不可变，所以其可以作为字典的 key，同时，元组也可以作为函数的不可变返回值，确保返回值的数据安全性

5）集合

集合类似 java 中的 HashSet，同样的，集合中的元素不可重复，并且会默认进行排序

其用 大括号{}声明

删除元素，判断元素是否存在使用的语法如下：

6）字典

字典类似于 java 的 HashMap，用大括号 {} 声明

字典的 key 不可以重复，如果出现相同的 key ，那么最新的 key 对应的 value 替代原 value

遍历 map 可以使用 items() 方法：

5、函数 1）函数格式

python 中定义函数的格式如下：

def funcName(args):
  # logic
  return res

不需要显示的注明返回值类型

2）参数

我们可以对函数参数添加默认值：

def funcWithDefaultVal(num1,num2=123):
    return num1+num2

print(funcWithDefaultVal(1)) # 124

在传参的时候，也可以指定对某个参数赋值：

这种方式类似于 map 中的 key-value 方式

def funcWithDefaultVal(num1,num2):
    return num1-num2

print(funcWithDefaultVal(num2=100,num1=0)) # -100

2）全局变量的使用 普通函数

函数内与函数外同名的参数，默认情况下不是同一个：

a = 100
def changeA():
    a=0
    
changeA()
print(a) # 100

如果想在函数内使用全局变量，需要提前声明 global：

a = 100
def changeA():
    global a
    a=0
    
changeA()
print(a) # 0

高阶函数

高阶函数（Higher-order function）或仿函数（functor）是可以接受函数作为参数的函数：

使用一个或多个函数作为参数返回另一个函数作为输出

Python 里的任何函数都可以作为高阶函数，下面举一个简单的例子：

# 创建一个函数，将参数列表中每个元素都变成全大写
def high(l):
    return [i.upper() for i in l]

# 创建高阶函数，接受一个函数和一个列表作为参数
def test(h, l):
    return h(l)

l = ['python', 'Linux', 'Git']
# 运行高阶函数，返回预期的结果
test(high, l)  # ['PYTHON', 'LINUX', 'GIT']

python 中最常用的高阶函数就是 map() 了

map 是一个在 Python 里非常有用的高阶函数。它接受一个函数和一个序列（迭代器）作为输入，然后对序列（迭代器）的每一个值应用这个函数，返回一个序列（迭代器），其包含应用函数后的结果。

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
def square(num):
     "返回所给数字的平方."
     return num * num

list(map(square, lst)) # [1, 4, 9, 16, 25]

6、文件 *** 作

文件读取在 java 中可以说是一个不痛不痒的功能了，因为实际项目中很少用，web 项目中的 orm 层一般都用 mybatis 这样的框架，存储媒介都是数据库

但是在 python 中，有时我们的信息都存储在 csv 或者 txt 里，这时候，文件读取就显得至关重要了

1）基本文件读写

文件读写的流程

**1、**打开文件，获取文件对象

**2、**对文件对象进行 读/写 *** 作

**3、**关闭文件对象

获取文件使用 open(参数1，参数2) 函数

open(参数1，参数2) 函数有两个参数，参数1是文件所在路径，参数2是文件 *** 作权限

文件 *** 作权限有下面三个：

**r：**只读

**w：**文件覆写，会覆盖源文件的所有内容

**a：**文件内容添加，会在源文件的末尾添加指定内容

fObj = open(,)

这里，我们先在本地磁盘下准备数据集

读取文件：

fObj = open("/Users/faro_z/CodePath/python/data.txt","r")
str = fObj.read()
fObj.close() # 无论什么时候，都必须记得文件 *** 作结束后关闭文件，避免出现线程阻塞
print(str)

写入文件信息：

如果指定文件不存在，会自动创建新的文件

fObj = open("/Users/faro_z/CodePath/python/new_file.txt","w")
fObj.writelines("I am faroz n I like coding")
fObj.close()

2）使用 wity 语句

对于文件 *** 作，python 中建议使用 with 语句，因为 with 语句会自动关闭，就算读取过程中报错了，也会自动执行 close

其作用，类似于 try - finally

str = ""
with open("/Users/faro_z/CodePath/python/data.txt","r") as fObj:
    str = fObj.read()
    fObj.close()
print(str)

7、异常处理 1）异常类型

在抛出异常、处理异常之前，我们要了解 python 中有哪些异常

**TypeError：**类型异常，一般出现在进行该类型不支持的 *** 作上

>>> print(1 + "kushal")
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

**NameError：**访问未定义的变量

>>> print(kushal)
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
NameError: name 'kushal' is not defined

**baseException：**所有异常的基类

对所有异常感兴趣的同学，可以查阅这篇文章：https://www.cnblogs.com/zln1021/p/6106185.html

2）异常捕获与处理

try:
    statements to be inside try clause
    statement2
    statement3
    ...
except ExceptionName:
    statements to evaluated in case of ExceptionName happens

3）手动抛出异常

抛出异常，我们使用 raise 语句

>>> raise ValueError("A value error happened.")
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
ValueError: A value error happened.

>>> try:
...     raise ValueError("A value error happened.")
... except ValueError:
...     print("ValueError in our code.")
...
ValueError in our code.

4）finally

finally 是无论如何都会执行的

在 JDBC 中，我们一般会把关闭数据库连接的 *** 作，写在 finally 块中，这样，就算前面的业务代码出现错误，导致程序中断，也不会影响我们的数据库连接关闭 *** 作

同理，我们上文中讲到的文件 *** 作，其close()函数，我们也可以写在 finally 中，保证文件关闭 *** 作一定会执行

>>> try:
...     raise KeyboardInterrupt
... finally:
...     print('Goodbye, world!')
...
Goodbye, world!
KeyboardInterrupt
Traceback (most recent call last):
  File "", line 2, in ?

8、获取命令行参数

python 作为脚本语言，是可以用来写脚本的

执行脚本，必然需要程序能够获取命令行参数，那怎么使用 python 获取命令行参数呢？

这里，我们需要导入 sys 库，使用 sys.argv 获取参数

sys.argv 是一个列表，其第一个元素表示文件自身，其他位置的元素就是我们当前行的命令行参数

import sys
print(sys.argv) # 打印出命令行参数

可以看到，命令行参数被成功打印：

9、类

python 中类的写法如下：

class nameoftheclass(parent_class):
    statement1
    statement2
    statement3

类中，我们可以声明方法：

class MyClass(object):
    """A simple example class"""
    i = 12345
    
    # python 类方法必须传入 self ，表示对象中的方法
    # 但是在调用方法的时候，这个 self 是省略的
    def f(self):
        return 'hello world'

1）构造函数

构造函数写法如下：

python 中，可以不用显示的定义成员变量，但是这种方法设置的变量，子类是无法访问的

def __init__(self):
    self.data = []

2）类的继承

当一个类继承另一个类时，它将继承父类的所有功能（如变量和方法）。这有助于重用代码。

class Person(object):
  	# 成员变量 space ，只有显示的声明子类才能使用
    space = ""
    def __init__(self):
        self.space="human"
        
    def printSpace(self):
        print(self.space)
        
class Student(Person):
    def __init__(self,name="default"):
        Person.__init__(self)
        self.name=name
        
stu = Student("FARO_Z")
print(stu.name)
stu.printSpace()

和 java 不同，python 是支持多继承的：

class MyClass(Parentclass1, Parentclass2,...):
    def __init__(self):
        Parentclass1.__init__(self)
        Parentclass2.__init__(self)
        ...
        ...

3）对象删除

现在我们已经知道怎样创建对象，现在我们来看看怎样删除一个对象。我们使用关键字 del 来做到这个。

>>> s = "I love you"
>>> del s
>>> s
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in 
NameError: name 's' is not defined

del 实际上使对象的引用计数减少一，当对象的引用计数变成零的时候，垃圾回收器会删除这个对象。

四、小结

也许你发现，学完今天这些知识，你还是写不出一个像样的程序

确实，今天介绍的只是 python 的基础语法，并且还是建立在读者已经掌握其他语言的情况下进行的简单介绍

python 的强大之处在于，有大量的第三方库可以使用，借助这些库，我们可以编写爬虫，绘制图形，甚至有专门针对 python 的 web 框架

在后面几天，我会一次介绍 python 中的数据处理、图像绘制、爬虫等库，逐步为我们的量化投资程序添砖加瓦