本文主要讲解用Python分析哔哩哔哩股价，通过对股票数据进行基础分析，结合运用matplotlib绘图库进行可视化，并用机器学习方法 — 蒙特卡洛模拟预测未来一年股价走势。

安装

我们需要安装numpy、pandas、matplotlib、scipy等Python数据科学工具包。

#关注公众号：宽客邦，回复“源码”获取下载本文完整源码 import numpy as np import pandas as pd from math import sqrt import matplotlib.pyplot as plt from scipy.stats import norm from pandas_datareader import data

选取哔哩哔哩(股票代码：BILI)2018年上市到现在2021年的数据进行分析，数据来自雅虎。这里使用pd.to_datetime将数据集时间转化为时间序列，便于股票的分析。

BILI = data.DataReader(BILI, yahoo,start=29/3/2018,) BILI.index=pd.to_datetime(BILI.index)

首先用head()方法看一下数据集的结构，数据集包含了股票的开盘价、收盘价、每日最低价与最高价、交易量等信息。扫描本文最下方二维码获取全部完整源码和Jupyter Notebook 文件打包下载。

开盘价走势

我们可以通过 matplotlib 进行数据可视化，plt.legend用于设置图像的图例，loc是图例位置，upper right代表图例在右上角。从图中可以看出哔哩哔哩股票在2020年12月到2021年2月之间有一个快速的增长，随后股价有所回落。

plt.figure(figsize=(16,6)) BILI[Open].plot() plt.legend([BILI],loc=upper right)

股票成交量

我们再来看一下股票的成交量。

plt.figure(figsize=(16,6)) BILI[Volume].plot() plt.legend([BILI],loc=upper right) plt.xlim(BILI.index[0],BILI.index[-1])

股票交易总额

我们再分析以下股票的交易总额。从图中可以很明显看出2021年1月到5月间某一天交易总额创历史新高。

BILI[Total Traded]=BILI[Open]*BILI[Volume]  plt.figure(figsize=(16,6)) BILI[Total Traded].plot()  plt.legend([BILI],loc=upper right) plt.xlim(BILI.index[0],BILI.index[-1])

下面我们来通过argmax()获取最大交易总额的日期。

BILI[Total Traded].argmax()

输出结果如下：

Timestamp(2021-02-25 00:00:00)

我们搜索新闻可以发现，2021年2月25日哔哩哔哩(NASDAQ: BILI)公布了截至2020年12月31日的第四季度和全年未经审计的财务报告。财报发布后，B站在美股的盘后股价一度涨超5%。

收盘价及其移动平均线

下面绘制BILI这支股票的收盘价及其移动平均线，我们可以用DataFrame的rolling()函数得到移动平均值。

BILI[Close].plot(figsize=(16,6),xlim=(BILI.index[0],BILI.index[-1])) BILI[Close].rolling(50).mean().plot(label=BILI MA50) BILI[Close].rolling(200).mean().plot(label=BILI MA200) plt.legend()

股票的收益率

下面我们计算每支股票的日收益率，并用直方图进行展示。这里了三种方法来计算日收益率，第一种是直接使用计算公式计算;第二种是导入专用于金融领域的第三方库ffn.to_returns函数计算;第三种是利用pandas自带的函数pct_change(1)进行计算。扫描本文最下方二维码获取全部完整源码和Jupyter Notebook 文件打包下载。

#关注公众号：宽客邦，回复“源码”获取完整源码，直接使用计算公式计算 BILI[Return]=(BILI[Close]-BILI[Close].shift(1))/BILI[Close].shift(1) BILI=BILI.dropna()  #导入专用于金融领域的第三方库ffn.to_returns函数计算 import ffn BILI[Return]=ffn.to_returns(BILI[Close])  #利用pandas自带的函数pct_change(1)进行计算 BILI[Return]=BILI[Close].pct_change() BILI=BILI.dropna()  #关注公众号：宽客邦，回复“源码”获取下载本文完整源码 plt.hist(BILI[Return],bins=50)

也可以用箱图观察收益率

box_df = pd.concat([BILI[Return]],axis=1) box_df.columns = [BILI Returns] box_df.plot(kind=box,figsize=(8,11),colormap=jet)

绘制股票的累计收益率

BILI[Cumulative Return]=(1+BILI[Return]).cumprod()  BILI[Cumulative Return].plot(label=BILI,figsize=(16,8),title=Cumulative Return) plt.legend()

股票的复合年均增长率和收益的年度波动率

计算股票的复合年均增长率和收益的年度波动率。

#关注公众号：宽客邦，回复“源码”获取完整源码，计算复合年均增长率 days = (BILI.index[-1] – BILI.index[0]).days cagr = ((((BILI[Adj Close][-1]) / BILI[Adj Close][1])) ** (365.0/days)) – 1 print (CAGR =,str(round(cagr)*100)+”%”) mu = cagr  #计算收益的年度波动率 BILI[Returns] = BILI[Adj Close].pct_change() vol = BILI[Returns]*sqrt(252) print (“Annual Volatility =”,str(round(vol,4)*100)+”%”)

CAGR = 71.72%Annual Volatility = 65.14%

用蒙特卡洛模拟预测股票走势

我们来预测未来一个交易年度(252 天)内潜在价格序列演变的单一模拟，基于遵循正态分布的每日收益随机的抽取。由第一个图表中显示的单线系列表示。第二个图表绘制了一年期间这些随机每日收益的直方图。扫描本文最下方二维码获取全部完整源码和Jupyter Notebook 文件打包下载。

S = BILI[Adj Close][-1] #起始股票价格（即最后一天的实际股票价格） T = 252 #交易天数 mu = 0.7172 #复合年均增长率 vol = 0.6514 #年度波动率  #关注公众号：宽客邦，回复“源码”获取完整源码，使用随机正态分布创建每日收益列表 daily_returns=np.random.normal((mu/T),vol/math.sqrt(T))+1  #关注公众号：宽客邦，回复“源码”获取下载本文完整源码 price_list = [S]  for x in daily_returns:     price_list.append(price_list[-1]*x)  #生成价格序列的折线图  plt.plot(price_list) plt.show()

生成每日收益的直方图

plt.hist(daily_returns-1, 100)  plt.show()

1000次模拟预测未来哔哩哔哩股价走势。

import numpy as np import math import matplotlib.pyplot as plt from scipy.stats import norm  #关注公众号：宽客邦，回复“源码”获取下载本文完整源码 S = BILI[Adj Close][-1] #起始股票价格（即最后一天的实际股票价格） T = 252 #交易天数 mu = 0.7172 #复合年均增长率 vol = 0.6514 #年度波动率  #选择要模拟的运行次数 – 我选择1000 for i in range(1000):     #使用随机正态分布创建每日收益列表     daily_returns=np.random.normal(mu/T,vol/math.sqrt(T))+1          #设置起始价格并创建由上述随机每日收益生成的价格列表     price_list = [S]          for x in daily_returns:         price_list.append(price_list[-1]*x)      #绘制来自每个单独运行的数据，我们将在最后绘制     plt.plot(price_list)  #显示上面创建的多个价格系列的图 plt.show()

10000次模拟预测未来哔哩哔哩股价走势。

import numpy as np import math import matplotlib.pyplot as plt from scipy.stats import norm  #关注公众号：宽客邦，回复“源码”获取下载本文完整源码 result = []  #定义变量 S = BILI[Adj Close][-1] #起始股票价格（即最后一天的实际股票价格） T = 252 #交易天数 mu = 0.7172 #复合年均增长率 vol = 0.6514 #年度波动率  #选择要模拟的运行次数 – 选择10000 for i in range(10000):     #使用随机正态分布创建每日收益列表     daily_returns=np.random.normal(mu/T,vol/math.sqrt(T))+1          #设置起始价格并创建由上述随机每日收益生成的价格列表     price_list = [S]          for x in daily_returns:         price_list.append(price_list[-1]*x)      #绘制来自每个单独运行的数据，我们将在最后绘制     plt.plot(price_list)          #将每次模拟运行的结束值附加到我们在开始时创建的空列表中     result.append(price_list[-1])  #显示上面创建的多个价格系列的图 plt.show()

为我们的多重模拟创建股票收盘价的直方图。

plt.hist(result,bins=50) plt.show()

用numpy mean函数计算平均值的分布，以获得我们的“预期值”。

print(round(np.mean(result)))  139.18用 numpy 的“percentile”函数来计算 5% 和 95% 的分位数 print(“5% quantile =”,np.percentile(result,5))print(“95% quantile =”,np.percentile(result,95))  5% quantile = 38.33550814175252  95% quantile = 326.44060907630484

在直方图上快速绘制我们刚刚计算的两个分位数，以给我们一个直观的表示。

plt.hist(result,bins=100) plt.axvline(np.percentile(result,5), color=r, linestyle=dashed) plt.axvline(np.percentile(result,95), color=r, linestyle=dashed) plt.show()

从上面的结果我们得知：哔哩哔哩(BILI)的股价有5%的可能性最终会低于38.33美元，有5%的可能性会高于326.44美元。那么你是否愿意冒5%的风险获得股价低于38.33美元的损失，来追逐股价高于326.44美元的回报收益呢?