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Comparación de Backtrader y Zipline en estrategias de trading compatibles

Código Machine Learning for Trading

Resumen

Este cuaderno presenta comparaciones de paridad entre Backtrader, Zipline Reloaded y un marco interno de trading con estrategias seleccionadas de casos de estudio reales. Incluye comparaciones de ETF y paneles de acciones de ETF y US para ambos motores externos, además de futuros de CME y divisas cotizadas en USD FX para Backtrader. La auditoría comprueba los precios y las cantidades de ejecución, las marcas de tiempo de valoración y los valores de cuenta con precisión de céntimos. Los modelos de activos no compatibles se enumeran, pero no se contabilizan como comparaciones satisfactorias; en esta auditoría no se considera que ninguno de los motores admita de forma nativa la financiación de futuros perpetuos de criptomonedas.

El cuaderno también informa de los tiempos de ejecución exclusivos de cada motor en las comparaciones aprobadas y presenta pruebas de estrés sintéticas frente a perfiles coincidentes del marco. Advierte que la medición de tiempo excluye la preparación de datos y adaptadores, y no debe generalizarse a otras estrategias o máquinas. Las pruebas de estrés sintéticas son pruebas secundarias sobre la escala de carga de trabajo y las convenciones de eventos; sus valores finales difieren porque cada perfil sigue las convenciones de su propio marco. Los registros aprobados descritos corresponden a las combinaciones probadas en esta auditoría y no establecen la paridad para otros instrumentos, funciones de los motores o supuestos de ejecución.

Ideas clave

  • La auditoría compara ejecuciones, valoraciones, marcas de tiempo y valores de cuenta en pares compatibles de estrategias y motores.
  • Backtrader se prueba con ETF, acciones de US, futuros de CME y USD cotizados en FX; Zipline se prueba con ETF y acciones de US.
  • Los modelos de activos no compatibles se excluyen del denominador de aprobaciones en lugar de considerarse compatibles.
  • Las mediciones de tiempo cubren solo la llamada al motor y pueden no ser aplicables a otras máquinas o estrategias.
  • Las pruebas de estrés sintéticas evalúan la escala y las convenciones de eventos; las filas con datos reales proporcionan las comparaciones necesarias.

Etiquetas

Texto completo
# 17_backtrader_zipline_engine_parity.py


```py
# ---
# jupyter:
#   jupytext:
#     cell_metadata_filter: tags,-all
#     text_representation:
#       extension: .py
#       format_name: percent
#       format_version: '1.3'
#       jupytext_version: 1.19.3
#   kernelspec:
#     display_name: Python 3
#     language: python
#     name: python3
# ---

# %% [markdown]
# # Backtrader and Zipline on Current Case-Study Strategies
#
# This notebook reports the Backtrader and Zipline Reloaded rows from the current real-strategy
# audit. It does not infer asset support from ML4T's configurability: a pair is included only when
# the external engine and frozen bundle can express the same native contract.
#
# **Learning objectives**
#
# - Compare Backtrader and Zipline against ML4T on supported real strategies
# - Apply a monetary comparison unit to account values without weakening fill comparison
# - Interpret the measured engine-only runtime boundary
# - Use synthetic stress evidence as a secondary conformance result
#
# **Book reference**: Chapter 16, Section 16.3

# %% [markdown]
# ## Setup

# %%
"""Current Backtrader and Zipline parity evidence."""

import json

import polars as pl
from IPython.display import display

from utils.paths import get_chapter_dir

# %% tags=["parameters"]
# Production defaults - Papermill injects overrides after this cell
ROUND_SECONDS = 3

# %%
AUDIT_PATH = get_chapter_dir(16) / "resources" / "framework_parity_audit.json"
audit = json.loads(AUDIT_PATH.read_text(encoding="utf-8"))
FRAMEWORKS = ["backtrader", "zipline"]
FRAMEWORK_NAMES = {
    key: f"{audit['frameworks'][key]['display_name']} {audit['frameworks'][key]['version']}"
    for key in FRAMEWORKS
}
CASE_NAMES = {
    "etfs": "ETF allocation",
    "cme_futures": "CME futures",
    "crypto_perps_funding": "Crypto perpetual funding",
    "fx_pairs": "FX allocation (USD-quoted pairs)",
    "us_equities_panel": "US equity panel",
}

# %% [markdown]
# ## 1. Required comparisons

# %% tags=["results"]
results = (
    pl.DataFrame(audit["real_strategy_records"])
    .filter(pl.col("framework").is_in(FRAMEWORKS))
    .with_columns(
        pl.col("case_study").replace_strict(CASE_NAMES).alias("strategy"),
        pl.col("framework").replace_strict(FRAMEWORK_NAMES).alias("engine"),
    )
    .select(
        "strategy",
        "engine",
        "status",
        "fills",
        "valuations",
        "valuation_timestamps_match",
        "equity_gap",
        "equity_raw_gap",
        "terminal_gap",
        "terminal_raw_gap",
    )
    .sort("strategy", "engine")
)

assert results.height == 6
assert results.filter(pl.col("status") == "pass").height == 6
assert results["valuation_timestamps_match"].all()

display(results)

# %% [markdown]
# Backtrader and Zipline both participate in the ETF and US equity-panel comparisons. Backtrader
# also participates in the CME and USD-quoted foreign-exchange comparisons. The fill stream is
# compared at eight-decimal price precision and five-decimal quantity precision, while account
# values must round to the same cent. Zipline has no required CME or spot-FX row because the frozen
# inputs do not map to its native asset models.

# %% [markdown]
# ## 2. Unsupported asset models

# %% tags=["results"]
unsupported = (
    pl.DataFrame(audit["unsupported_records"])
    .filter(pl.col("framework").is_in(FRAMEWORKS))
    .with_columns(
        pl.col("case_study").replace_strict(CASE_NAMES).alias("strategy"),
        pl.col("framework").replace_strict(FRAMEWORK_NAMES).alias("engine"),
    )
    .select("strategy", "engine", "reason")
    .sort("strategy", "engine")
)
display(unsupported)

# %% [markdown]
# Neither engine is credited with crypto-perpetual funding support it does not natively provide.
# Unsupported rows are excluded from the pass denominator.

# %% [markdown]
# ## 3. Engine-only timing
#
# Timing is retained only for correctness-passing rows and covers the engine call only.

# %% tags=["results"]
timing = (
    pl.DataFrame(audit["performance_records"])
    .filter(pl.col("framework").is_in(FRAMEWORKS))
    .with_columns(
        pl.col("case_study").replace_strict(CASE_NAMES).alias("strategy"),
        pl.col("framework").replace_strict(FRAMEWORK_NAMES).alias("engine"),
        pl.col("framework_median_seconds").round(ROUND_SECONDS).alias("external_seconds"),
        pl.col("ml4t_median_seconds").round(ROUND_SECONDS).alias("ml4t_seconds"),
        pl.col("framework_to_ml4t_ratio").round(2).alias("external_div_ml4t"),
    )
    .select("strategy", "engine", "external_seconds", "ml4t_seconds", "external_div_ml4t")
)

assert timing.height == 6
display(timing)

# %% [markdown]
# The timer excludes data and adapter preparation. The ratios should not be applied to other
# strategies or machines.

# %% [markdown]
# ## 4. Synthetic stress evidence

# %% tags=["results"]
stress = (
    pl.DataFrame(audit["synthetic_stress"]["records"])
    .filter(pl.col("framework").is_in(FRAMEWORKS))
    .with_columns(pl.col("framework").replace_strict(FRAMEWORK_NAMES).alias("engine"))
    .select("engine", "intents", "fills", "trades", "terminal_value", "status")
)
display(stress)

# %% [markdown]
# Both synthetic stress rows pass against their matching ML4T profiles. Their terminal values differ
# because the profiles reproduce different framework conventions. The test is pairwise: ML4T versus
# Backtrader and ML4T versus Zipline. The workload tests scale and event conventions, while the
# required rows above determine the real-data comparison.

```

Se muestra íntegramente con atribución según la licencia de la fuente. Licencia: MIT

Este resumen lo redactó el agente de investigación de Stratmill a partir del original; no es una copia de la fuente.