رفتن به محتوا
همه اسناد کتابخانه

حفظ پیوستگی قیمت در زمان واگذاری دوباره نماد

کد یادگیری ماشین برای معامله‌گری

خلاصه

این ماژول توضیح می‌دهد چگونه قیمت‌های تاریخی S&P 500 را آماده کنید، وقتی نمادهای معاملاتی در گذر زمان ممکن است به اوراق بهادار متفاوتی اشاره کنند. ضرایب تعدیل رویدادهای شرکتی را اعمال می‌کند، شناسه‌های اوراق بهادار را پیگیری می‌کند و مرزهای هویتی را مشخص می‌سازد. محاسبات بازده به بخش‌هایی با هویت ثابت اوراق بهادار محدود می‌شوند؛ در زمان واگذاری دوباره یک نماد، بازده تعریف‌نشده می‌ماند تا حرکت بازارِ نادرستی ثبت نشود. برای پنل‌های بک‌تست که به سطوح قیمت پیوسته نیاز دارند، بخش‌های بعدی جداگانه مقیاس‌دهی می‌شوند تا به سطوح قبلی متصل شوند و قیمت تعدیل‌شده نهایی هر نماد به قیمت پایانی ثبت‌شده تکیه دارد.

این طراحی مقیاس معکوس را نیز بر حجم اعمال می‌کند تا حاصل‌ضرب قیمت در حجم با حجم دلاری مشاهده‌شده سازگار بماند. برای به‌دست‌آوردن مقیاسی پایدار، به تاریخچه کامل میله‌ها نیاز دارد؛ محاسبه آن در پنجره‌های زمانی جداگانه می‌تواند در محل اتصال پنجره‌ها ناپیوستگی‌های مصنوعی ایجاد کند. بررسی‌های اعتبارسنجی، محاسبات بازده تعدیل‌شده را کنترل و مرزهای غیرقابل‌اتصال را رد می‌کنند. این روش از برچسب‌ها و پنل‌های بک‌تست سازگار پشتیبانی می‌کند، اما تعداد سهام تعدیل‌شده با مقیاس قیمت تغییر می‌کند؛ بنابراین هزینه‌های تراکنش به‌ازای هر سهم در پنل تبدیل‌شده ممکن است با کارمزدهای معامله زنده یکسان نباشد.

ایده‌های کلیدی

  • برای شناسایی تغییرات در ابزار پایه، شناسه‌های اوراق بهادار را در کنار نمادها به کار ببرید.
  • بازده تعدیل‌شده را فقط درون بخش‌هایی با هویت ثابت اوراق بهادار محاسبه کنید.
  • برای سطوح قیمت پیوسته در بک‌تست، بخش‌های نمادِ واگذارشده را به هم متصل کنید و نتیجه را به آخرین قیمت پایانی ثبت‌شده تکیه دهید.
  • مقیاس‌های تعدیل را از تاریخچه کامل به‌دست آورید تا پنجره‌هایی که جداگانه بارگذاری می‌شوند با هم سازگار باشند.
  • حجم را معکوسِ قیمت مقیاس‌دهی کنید تا حجم دلاری ثابت بماند؛ در عین حال در نظر بگیرید که هزینه‌های مبتنی بر سهم نیز تبدیل می‌شوند.

برچسب‌ها

متن کامل
# sp500_price_lineage.py


```py
"""Point-in-time S&P 500 prices that respect security identity boundaries.

``load_sp500_daily_bars`` returns the close as it printed plus ``adj_factor``, a
cumulative price factor. ``close * adj_factor`` is the series in which a split, a
reverse split or a cash dividend is no longer a price move, and it is what
``sp500_equity_option_analytics/02_labels`` builds every label from.

The factor restarts at 1.0 when the exchange reassigns a ticker to a new
security, so a series taken across that boundary carries a jump that is neither a
price move nor a corporate action on the security being held. Both consumers of
these bars need that boundary, and they need it in different shapes: a return
series can leave it null, a backtest price panel cannot. Both shapes are here so
the boundary is defined once.
"""

from __future__ import annotations

import polars as pl

PRICE_COLS = ("open", "high", "low", "close")


def validate_reconciled_returns(frame: pl.DataFrame) -> None:
    """Fail if a return crosses a security identity or violates adjusted-price arithmetic."""
    required = {
        "sec_id",
        "adjusted_close",
        "clean_log_return",
        "identity_boundary",
    }
    missing = required - set(frame.columns)
    if missing:
        raise ValueError(f"Reconciled returns missing columns: {sorted(missing)}")
    if frame.filter(pl.col("identity_boundary") & pl.col("clean_log_return").is_not_null()).height:
        raise ValueError("A return crosses a security identity boundary")

    expected = pl.col("adjusted_close").log().diff().over(["symbol", "sec_id"])
    checked = frame.with_columns(expected.alias("expected_log_return"))
    violations = checked.filter(
        ~(
            pl.col("clean_log_return").eq_missing(pl.col("expected_log_return"))
            | ((pl.col("clean_log_return") - pl.col("expected_log_return")).abs() <= 1e-12)
        )
    )
    if not violations.is_empty():
        raise ValueError(f"Adjusted-return identity violations: {violations.height}")


def _validated(prices: pl.DataFrame) -> pl.DataFrame:
    """Check the bar columns both shapes depend on, and mark each identity boundary."""
    required = {"timestamp", "symbol", "sec_id", "close", "adj_factor"}
    missing = required - set(prices.columns)
    if missing:
        raise ValueError(f"Underlying bars missing columns: {sorted(missing)}")
    if prices.select(pl.struct("timestamp", "symbol").is_duplicated().any()).item():
        raise ValueError("Underlying bars contain duplicate timestamp-symbol keys")
    if prices["sec_id"].null_count():
        raise ValueError("Underlying bars contain null sec_id values")
    invalid_levels = prices.filter(
        ((pl.col("close").is_not_null()) & (pl.col("close") <= 0))
        | ((pl.col("adj_factor").is_not_null()) & (pl.col("adj_factor") <= 0))
    )
    if not invalid_levels.is_empty():
        raise ValueError(
            f"Underlying bars contain nonpositive price/factor rows: {invalid_levels.height}"
        )
    return prices.sort(["symbol", "timestamp"]).with_columns(
        (pl.col("close") * pl.col("adj_factor")).alias("adjusted_close"),
        (
            pl.col("sec_id").shift(1).over("symbol").is_not_null()
            & (pl.col("sec_id") != pl.col("sec_id").shift(1).over("symbol"))
        ).alias("identity_boundary"),
    )


def reconcile_underlying_log_returns(prices: pl.DataFrame) -> pl.DataFrame:
    """Compute adjusted daily log returns within stable ``sec_id`` segments."""
    frame = _validated(prices).with_columns(
        pl.col("adjusted_close").log().diff().over(["symbol", "sec_id"]).alias("clean_log_return")
    )
    validate_reconciled_returns(frame)
    return frame


def adjustment_scale(bars: pl.DataFrame) -> pl.DataFrame:
    """Return the per ``(symbol, timestamp)`` multiplier that back-adjusts a printed price.

    Two things go into it. ``adj_factor`` removes the corporate action. Then each
    ``sec_id`` segment after a ticker's first is rescaled to meet the level the
    previous segment closed at, so the two securities keep their own returns and
    the changeover contributes zero rather than the jump a factor restarting at
    1.0 would produce - the treatment ``cme_futures`` gives a contract roll,
    applied to a ticker reassignment. A backtest feed reads a level, so unlike
    :func:`reconcile_underlying_log_returns` it cannot say that a return does not
    exist.

    Finally the series is anchored so each ticker's **last** row equals the close
    that printed, which is what makes it a back-adjusted price rather than an
    index. The level is not cosmetic: this case study sizes positions in whole
    shares against a fixed cash budget, and on the factor's own scale AAPL sits
    near 4000 instead of near 130, which turns integer rounding into a material
    allocation error.

    **Pass the complete bar history.** Both halves depend on every segment a
    ticker has and on which row is its last, so a scale derived from a
    date-filtered frame is a function of the window as well as the session, and
    two windows would disagree about the same date. That is not hypothetical:
    the holdout path concatenates a validation load and a holdout load to give
    the rolling-volatility allocators their burn-in, and a window-dependent
    scale puts a fabricated return on the seam - 8x for GE, whose 1-for-8 falls
    inside the holdout year.
    """
    frame = _validated(bars).with_columns(
        pl.col("identity_boundary").cum_sum().over("symbol").alias("_seg")
    )
    splice = (
        frame.group_by("symbol", "_seg")
        .agg(
            pl.col("adjusted_close").first().alias("_open"),
            pl.col("adjusted_close").last().alias("_close"),
        )
        .sort("symbol", "_seg")
        .with_columns((pl.col("_close").shift(1) / pl.col("_open")).over("symbol").alias("_step"))
    )
    # The null `_step` belongs to a ticker's first segment, where there is nothing
    # to splice onto. A null anywhere else means a null close reached the ratio -
    # `_validated` tolerates those - and filling it would silently drop the splice
    # and carry a wrong offset into every later segment, visible only as P&L.
    unspliceable = splice.filter((pl.col("_seg") > 0) & pl.col("_step").is_null())
    if not unspliceable.is_empty():
        raise ValueError(
            "cannot splice a security identity boundary whose adjusted close is null: "
            f"{unspliceable.select('symbol', '_seg').rows()}"
        )
    splice = (
        splice.with_columns(pl.col("_step").fill_null(1.0))
        .with_columns(pl.col("_step").cum_prod().over("symbol").alias("_splice"))
        .select("symbol", "_seg", "_splice")
    )
    return (
        frame.join(splice, on=["symbol", "_seg"], how="inner")
        .with_columns((pl.col("adj_factor") * pl.col("_splice")).alias("price_scale"))
        .with_columns(
            (
                pl.col("price_scale")
                / pl.col("price_scale").last().over("symbol", order_by="timestamp")
            ).alias("price_scale")
        )
        .select("symbol", "timestamp", "price_scale")
    )


def continuous_adjusted_panel(
    prices: pl.DataFrame,
    *,
    scale: pl.DataFrame,
    price_cols: tuple[str, ...] = PRICE_COLS,
    volume_col: str | None = "volume",
) -> pl.DataFrame:
    """Apply a full-history :func:`adjustment_scale` to a panel that may be one window of it.

    Keeping the scale a separate argument is what makes the result a function of
    ``(symbol, timestamp)`` alone: the caller resolves it once over the whole
    series, and every window of that series then agrees about every date it
    contains.

    ``volume_col`` is divided by the same factor its row's price is multiplied
    by, so ``price * volume`` stays the dollar volume that printed. Note that the
    share **count** moves with the level, so a per-share cost schedule evaluated
    on this panel is charged on adjusted share counts and is not comparable to a
    live per-share commission.
    """
    columns = [column for column in price_cols if column in prices.columns]
    if "close" not in columns:
        raise ValueError("the adjusted panel requires a close column")
    if "price_scale" in prices.columns:
        raise ValueError("the panel already carries a price_scale column")

    frame = prices.join(scale, on=["symbol", "timestamp"], how="left")
    unscaled = frame.filter(pl.col("price_scale").is_null())
    if not unscaled.is_empty():
        raise ValueError(
            "the adjustment scale does not cover every panel row; it must be resolved "
            f"over the complete bar history. First uncovered: {unscaled.head(3).rows()}"
        )
    volume = (
        [(pl.col(volume_col) / pl.col("price_scale")).alias(volume_col)]
        if _has(frame, volume_col)
        else []
    )
    return frame.with_columns(
        [(pl.col(column) * pl.col("price_scale")).alias(column) for column in columns] + volume
    ).drop("price_scale")


def _has(frame: pl.DataFrame, column: str | None) -> bool:
    return bool(column) and column in frame.columns

```

با ذکر منبع و مطابق مجوز اثر، به‌طور کامل نمایش داده می‌شود. مجوز: MIT

این خلاصه را عامل پژوهشی Stratmill بر پایه متن اصلی نوشته است؛ نسخه‌ای از اثر منبع نیست.