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NumPy 数组

行情很少只算一个数。十天的收盘价是一列数，两年的日收益也是一列数。Python 列表能把它们装起来，但金融计算里更常用 NumPy 的数组：同一个运算作用在整列上。

本章只处理这一列数本身。收益率放到下一章。

学完后，应能说出数组的类型和长度，用下标和切片取出其中一段，并对整列做加减乘除。

安装

python -m pip install numpy

从列表做成数组

import numpy as np

prices = np.array([10.0, 10.5, 10.2, 11.0])
print(prices)
print(type(prices))
print(prices.dtype)
print(prices.shape)
print(prices.ndim)
print(len(prices))

输出：

[10.  10.5 10.2 11. ]
<class 'numpy.ndarray'>
float64
(4,)
1
4

ndarray 是 NumPy 的数组。dtype 是元素类型，这里写成带小数点的数，所以是 float64。shape 是形状，(4,) 表示一维、四个数。ndim 是维数，一列价格是 1。len 仍是元素个数。

整数数组和小数数组不要混着理解。np.array([10, 11, 12]) 的类型是整数，除法的结果仍会变成小数，但一开始就写价格时，用 10.0 这种写法更清楚。

下标和切片

下标从 0 开始，负数从末尾数。

print(prices[0])
print(prices[-1])
print(prices[1:3])

10.0
11.0
[10.5 10.2]

prices[1:3] 含起点、不含终点，所以是下标 1 和 2，也就是 10.5 和 10.2。这和 Python 列表的切片规则相同。

常用的几段：

写法 取到什么
prices[0] 第一个
prices[-1] 最后一个
prices[1:] 从第二个一直到末尾
prices[:-1] 从开头直到倒数第二个
prices[:2] 前两个

下一章算相邻两天的收益，用的就是 prices[1:] 和 prices[:-1]。

整列运算

print(prices + 1)
print(prices * 2)

[11.  11.5 11.2 12. ]
[20.  21.  20.4 22. ]

加 1、乘 2，作用在每一个价格上，不必写 for。两个等长数组也可以逐个位置相加、相减、相乘、相除。长度不同时，NumPy 会报错，除非其中一边只有一个数。

列表相加和数组相加

a = [1, 2, 3]
b = [10, 20, 30]
print(a + b)
print(np.array(a) + np.array(b))

[1, 2, 3, 10, 20, 30]
[11 22 33]

列表的 + 把两段接成一段。数组的 + 把同一位置的数加起来。价格、收益、权重，要用第二种。

课堂练习

  1. 造一个含五个收盘价的数组，打印 dtype、shape 和最后一个价格。
  2. 打印去掉第一天之后的价格，再打印去掉最后一天之后的价格，核对两段的长度是否相同。
  3. 把每个价格乘以 1.1，打印结果。

例子见 examples/fintech/numpy_array.py。