用 Python 進行程式交易回測:從策略設計到績效分析的完整指南

程式交易中,回測(Backtesting) 是最重要的步驟之一。透過回測,我們可以用歷史資料驗證策略是否有效,避免在實盤中付出慘痛學費。這篇文章將帶你認識什麼是回測、用 Python 怎麼進行策略驗證,以及推薦哪些套件能讓你快速上手。

回測是什麼?為什麼這麼重要?

簡單來說,回測就是把你的交易策略應用在歷史資料上,看它會不會賺錢。它能幫助你:

  • 發現策略的潛在弱點與風險
  • 評估績效指標(報酬率、最大回落、Sharpe Ratio)
  • 減少「看起來很厲害但實際會爆倉」的幻想
  • 建立對策略的信心

不回測就實盤交易,就像不試車就直接開上高速公路,風險極高。

用 Python 回測有哪些優點?

  • 開源免費,不需購買昂貴軟體
  • 能自由撰寫邏輯、擴充各種指標或條件
  • 可以整合自動化下單、監控、日誌紀錄等功能
  • 學習資源豐富,社群活躍

Python 回測常用的套件推薦

套件名稱適合對象特點
backtrader新手~中階社群大、文件齊全、圖表好看,支援多策略與多商品
bt中階聚焦資產配置、策略組合績效分析
zipline中階~進階支援 event-driven 架構,是 Quantopian 的核心
QuantConnect Lean進階雲端/本地架構皆可用,策略語言彈性強

回測的基本流程

1. 載入歷史資料

常見資料來源:

  • yfinance:免費抓取台股、美股資料
  • API 資料平台(如 Alpha Vantage、Polygon)
  • 自建資料庫(CSV 或 SQL)

範例:

import yfinance as yf
df = yf.download("AAPL", start="2022-01-01", end="2023-01-01")

2. 撰寫策略邏輯

策略邏輯可用技術指標、價格行為、成交量等條件來設計。例如:

df['ma5'] = df['Close'].rolling(5).mean()
df['ma20'] = df['Close'].rolling(20).mean()
df['signal'] = (df['ma5'] > df['ma20']).astype(int)

3. 使用回測框架進行模擬

backtrader 為例:

import backtrader as bt

class MAStrategy(bt.Strategy):
    def __init__(self):
        self.ma5 = bt.indicators.SimpleMovingAverage(self.data.close, period=5)
        self.ma20 = bt.indicators.SimpleMovingAverage(self.data.close, period=20)

    def next(self):
        if self.ma5[0] > self.ma20[0] and self.ma5[-1] <= self.ma20[-1]:
            self.buy()
        elif self.ma5[0] < self.ma20[0] and self.ma5[-1] >= self.ma20[-1]:
            self.sell()

cerebro = bt.Cerebro()
data = bt.feeds.PandasData(dataname=df)
cerebro.adddata(data)
cerebro.addstrategy(MAStrategy)
cerebro.run()
cerebro.plot()

4. 分析績效結果

回測結束後,檢查以下關鍵指標:

  • 年化報酬率(Annual Return)
  • 最大回落(Max Drawdown)
  • 勝率(Win Rate)
  • Sharpe Ratio(風險調整後報酬)

你也可以使用 pyfolio 進行績效報表視覺化。

回測有哪些陷阱要避免?

1. 過度擬合(Overfitting)

調整參數直到回測績效「非常好」,但實盤很可能表現極差。記得分出訓練集與驗證集。

2. 使用未來資訊

例如用「收盤價」決定當日買賣,實際上收盤價當下並不可得,這叫做「look-ahead bias」。

3. 忽略滑價與交易成本

如果策略頻繁交易,沒考慮手續費、買賣價差等因素,績效會過度美化。

4. 回測資料不完整或錯誤

確保資料沒有遺漏、錯誤標記、或時間序列亂序,否則策略表現會失真。

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參考資料

程式交易研究院院長
程式交易研究院院長