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量化投资基础篇1

第1章 基本数据类型1

1.1 变量及其命名规则1

1.2 数值1

1.2.1 数值类型概述1

1.2.2 如何查看数值类型范围2

1.2.3 实例1：当心数值类型转换中的溢出3

1.2.4 实例2：判断与查看数值类型4

1.3 矩阵4

1.3.1 实例3：矩阵及特殊矩阵的建立方法4

1.3.2 实例4：利用一维索引提取二维矩阵中的元素5

1.3.3 实例5：矩阵转置、共轭转置与求逆7

1.3.4 实例6：sortrows与sort函数比较8

1.3.5 矩阵与矩阵元素算术运算概述9

1.3.6 逻辑、关系和集合运算概述11

1.4 警惕特殊数字13

1.4.1 NaN13

1.4.2 Inf13

1.4.3 逻辑型数字14

1.5 字符和字符串14

1.5.1 实例7：字符串的创建与元素提取14

1.5.2 实例8：字符串的查找、替换与删除15

1.5.3 实例9：strcat函数的常见错误16

1.5.4 实例10：str2num函数和str2double函数的区别16

1.5.5 字符串比较函数的应用17

1.5.6 正则表达式概述及常见使用方法17

1.5.7 实例11：利用符号变量求解方程21

1.5.8 实例12：函数句柄的应用21

1.6 时间22

1.6.1 datetime类型介绍22

1.6.2 实例13：其他类型时间转数值时间22

1.6.3 实例14：数值时间转字符串时间23

1.7 cell23

1.7.1 实例15：两种常见的cell赋值方式23

1.7.2 实例16：mat2cell函数与num2cell函数24

1.7.3 实例17：cellstr函数25

1.7.4 实例18：cell2mat函数25

1.7.5 实例19：用cellfun函数做cell元素遍历运算26

1.7.6 实例20：用findgroups函数和splitapply函数做cell分组运算27

1.8 struct28

1.8.1 创建struct变量28

1.8.2 实例21：多维结构体与多维cell中嵌套结构体28

第2章 程序设计30

2.1 函数的定义30

2.1.1 单个函数脚本的创建30

2.1.2 含有子函数的脚本创建及调用30

2.2 量化分析中的常用基本函数及其用法31

2.2.1 edit31

2.2.2 clear31

2.2.3 clc31

2.2.4 close32

2.2.5 whos32

2.2.6 exist32

2.2.7 isa33

2.2.8 isempty34

2.2.9 isnan34

2.2.10 find34

2.2.11 disp35

2.2.12 fprintf35

2.2.13 sprintf37

2.2.14 eval37

2.3 图形生成38

2.3.1 实例22：生成二维折线图38

2.3.2 实例23：生成矢量图39

2.3.3 实例24：多图叠加生成40

2.3.4 实例25：生成柱状图与累计柱状图41

2.3.5 实例26：生成直方图42

2.3.6 实例27：插入子图与文字42

2.3.7 实例28：插入特殊文字与符号43

2.4 全局变量与局部变量的定义45

2.5 分支结构语句45

2.5.1 判断结构if else及其用法45

2.5.2 选择结构switch case及其用法46

2.5.3 for循环结构及其用法47

2.5.4 while循环结构及其用法47

2.5.5 break、continue、return和exit的比较48

2.5.6 巧用异常捕捉try catch结构49

2.6 工程中脚本调用的优先次序49

第3章 数据处理50

3.1 基本文件操作函数介绍50

3.2 实例29：用importdata函数与textscan函数对txt文件读写51

3.3 实例30：excel文件读写54

3.4 实例31：csv文件读写55

3.5 实例32：mat文件读写56

3.6 实例33：图形的存储、读取与图形中的数据提取56

3.7 与Oracle数据库交互58

3.7.1 Windows系统下的MATLAB与Oracle交互环境配置方法58

3.7.2 Linux系统下的MATLAB与Oracle交互环境配置方法58

3.7.3 实例34：建立数据库连接58

3.7.4 实例35：数据查询、插入与修改59

3.7.5 实例36：万能的exec函数59

第4章 量化分析中的常用类61

4.1 类的基本概念61

4.1.1 实例37：利用关键词定义类61

4.1.2 实例38：运算符的重载63

4.2 table类65

4.2.1 实例39：创建table类数据66

4.2.2 实例40：table类与结构体相互转换66

4.2.3 实例41：table类与cell相互转换67

4.2.4 实例42：table类与数值矩阵相互转换67

4.2.5 实例43：用varfun函数对table数据做分组运算68

4.3 dataset类69

4.3.1 实例44：创建dataset类数据70

4.3.2 实例45：数值矩阵、cell、结构体和table类数据转换为dataset类71

4.3.3 实例46：利用datasetfun函数做变量运算71

4.3.4 实例47：dataset的水平和垂直拼接72

4.3.5 实例48：用repalcedata函数做dataset数据替换72

4.3.6 实例49：用replaceWithMissing函数做缺失数据替换73

4.3.7 实例50：ismemeber函数73

4.3.8 实例51：用join函数实现dataset合并73

4.3.9 将dataset存储为文件74

4.4 线性回归LinearModel类74

4.4.1 常用类函数概述74

4.4.2 实例52：线性回归工作流程77

第5章 MATLAB与Python交互编程80

5.1 MATLAB调用Python80

5.1.1 推荐Python程序软件Anaconda80

5.1.2 如何在MATLAB中配置Python环境80

5.1.3 实例53：py类与模块的调用80

5.1.4 实例54：py.1ist、py.tuple和py.dict生成方法82

5.1.5 MATLAB数据类型转换为Python数据类型83

5.1.6 Python数据类型转换为MATLAB数据类型84

5.1.7 实例55：MATLAB中使用py.list85

5.1.8 实例56：MATLAB中使用py.tuple86

5.1.9 实例57：MATLAB中使用py.dict86

5.1.10 实例58：MATLAB中调用Python脚本87

5.1.11 实例59：获取Tushare开源数据88

5.2 Python调用MATLAB90

5.2.1 MATLAB Engine的安装90

5.2.2 实例60：使用MATLAB Engine调用MATLAB函数90

5.2.3 MATLAB Engine传入数据类型转换91

5.2.4 实例61：调用自定义MATLAB脚本92

量化投资模型篇93

第6章 量化投资分析模型93

6.1 日期和时间函数93

6.1.1 常用日和时间函数概述93

6.1.2 工作日函数概述95

6.2 技术指标函数97

6.3 投资分析97

6.3.1 常用现金流与收益率计算函数97

6.3.2 常用摊销与折旧函数98

6.3.3 常用资金时间价值计算函数100

6.3.4 常用年金计算函数100

6.3.5 实例62：有无数据缺失两种情况下多元正态线性回归方法101

6.3.6 常用金融数据转换函数102

6.3.7 实例63：tick2ret函数与price2ret函数比较102

6.3.8 常用投资策略评价函数103

6.3.9 实例64：索提诺比率实例103

6.3.10 常用金融绘图函数104

6.3.11 实例65：时间连续与间断两种情况下的蜡烛图绘制104

6.3.12 实例66：两种价格与成交量图的绘制105

6.4 经典方差模型在A股市场的应用106

6.4.1 实例67：均值-方差模型106

6.4.2 实例68：CVaR模型108

6.4.3 实例69：均值-绝对偏差模型109

6.5 SDE模型概述109

6.5.1 SDE模型的构建109

6.5.2 实例70：SDE模型对NASDAQ数据的回归预测111

第7章 统计与机器学习模型115

7.1 常用统计函数115

7.2 假设检验117

7.2.1 正态分布均值假设检验的实现方法117

7.2.2 正态分布方差假设检验的实现方法118

7.3 回归拟合119

7.3.1 实例71：线性回归方法119

7.3.2 实例72：三种常见多元线性回归共线性诊断方法的实现120

7.3.3 多项式拟合方法中的标准化处理127

7.3.4 实例73：非线性回归实现方法127

7.4 方差分析128

7.4.1 实例74：单因素方差分析实现方法128

7.4.2 实例75：双因素方差分析实现方法129

7.4.3 实例76：多因素方差分析实现方法130

7.5 聚类分析132

7.5.1 实例77：k-means与k-medoids算法应用132

7.5.2 实例78：混合高斯模型应用133

7.6 分类分析134

7.6.1 实例79：决策树应用134

7.6.2 实例80：逻辑回归原理与实现135

7.6.3 实例81：KNN近邻算法应用136

7.6.4 实例82：SVM支持向量机应用136

7.7 数据降维138

7.7.1 主成分分析138

7.7.2 实例83：理解主成分分析的原理与输出结果138

第8章 经典计量经济学模型140

8.1 条件均值模型140

8.1.1 实例84：ARIMA模型公式与建立方法140

8.1.2 模型参数估计142

8.1.3 方差推断142

8.1.4 实例85：ARIMA模型对NASDAQ数据的拟合143

8.1.5 实例86：AR模型公式与建立方法144

8.1.6 实例87：MA模型公式与建立方法145

8.1.7 实例88：ARMA模型公式与建立方法145

8.1.8 实例89：ARIMAX模型公式与建立方法146

8.1.9 实例90：残差为ARIMA的线性回归模型公式与建立方法147

8.2 条件方差模型147

8.2.1 实例91：GARCH模型公式与建立方法147

8.2.2 实例92：EGARCH模型公式与建立方法149

8.2.3 实例93：GJR模型公式与建立方法149

8.2.4 实例94：条件方差模型对NASDAQ数据的预测应用150

8.3 时间序列平稳性与单位根检验152

8.3.1 实例95：NASDAQ数据的ADF检验应用152

8.3.2 实例96：NASDAQ数据的KPSS检验应用153

8.3.3 实例97：NASDAQ数据的PP检验应用153

8.3.4 adftest、kpsstest和pptest函数返回结果比较154

8.4 实例98：中证500指数量价关系的granger因果关系检验154

程序性能提升篇157

第9章 CPU并行计算157

9.1 基本原理介绍157

9.2 并行计算parfor循环初探157

9.2.1 parfor循环的使用157

9.2.2 实例99：多种工况下parfor与for性能对比分析158

9.3 parfor循环中变量类型解释160

9.4 parfor循环中的限制161

9.4.1 禁止使用交互输入161

9.4.2 禁止图形输出161

9.4.3 实例100：巧用feval函数传入函数句柄161

9.4.4 parfor中的常见受限变量与函数161

9.4.5 实例101：巧用自定义函数调用受限函数162

9.4.6 parfor循环中含for循环的四种限制情况162

9.5 计算机集群上的并行计算163

9.5.1 mdce服务介绍163

9.5.2 Windows系统下的mdce服务配置方法163

9.5.3 Linux系统下的mdce服务配置方法164

9.5.4 实例102：计算机集群上配置并行计算164

第10章 GPU并行计算168

10.1 基本原理介绍168

10.2 GPU相关类与函数表169

10.3 实例103：GPU调用流程170

10.4 运行MATLAB函数170

10.4.1 运行内置函数170

10.4.2 实例104：利用arrayfun运行自定义函数170

10.4.3 实例105：运行自定义kernel函数方法171

第11章 报告生成器172

11.1 生成HTML格式报告172

11.2 熟悉界面172

11.3 逐步加入报告元素174

11.3.1 创建标题174

11.3.2 增加章节和分章175

11.3.3 增加段落175

11.3.4 插入MATLAB代码176

11.3.5 插入图片177

11.3.6 插入变量177

11.3.7 使用逻辑分支语句增加新的章节177

11.4 最终报告生成179

量化投资实战篇180

第12章 经典股票量化策略初探180

12.1 市场失效——简单的均线策略180

12.1.1 策略主逻辑180

12.1.2 并行计算对程序效率的提升180

12.1.3 完善策略逻辑细节185

12.1.4 参数与模型优化思路扩展185

12.2 规模效应——神奇的小市值策略186

12.2.1 策略主逻辑186

12.2.2 splitapply函数在股票分组的使用186

12.2.3 警惕未来函数的使用189

第13章 经典期货策略初探190

13.1 替代效应——豆粕和菜粕的价差套利190

13.1.1 用regexp函数与cellfun函数快速处理新浪网页接口数据190

13.1.2 探究统计规律背后的经济原理191

13.1.3 把握主要矛盾——构建统计套利策略192

13.1.4 期货策略中的几点注意事项194

13.2 趋势追踪——海龟交易法则195

13.2.1 基本概念195

13.2.2 名义资产非实际资产195

13.2.3 海龟交易法则1：短周期系统195

13.2.4 海龟交易法则2：长周期系统196

13.2.5 海龟交易法则的实现196

13.2.6 投资组合一：品种独立风险再投资203

13.2.7 投资组合二：品种等风险再投资204

13.2.8 风险与收益的匹配性探讨211

13.2.9 进一步完善海龟交易法则212

附录A ASCII码表214

附录B GPU支持的内置函数218

附录C GPU自定义函数221

索引222

参考文献228