拓端tecdat|基于R语言股票市场收益的统计可视化分析

最近我们被要求撰写关于股票市场收益的研究报告，包括一些图形和统计输出。

金融市场上最重要的任务之一就是分析各种投资的历史收益。要执行此分析，我们需要资产的历史数据。数据提供者很多，有些是免费的，大多数是付费的。在本文中，我们将使用Yahoo金融网站上的数据。

在这篇文章中，我们将：

下载收盘价计算收益率计算收益的均值和标准差

让我们先加载库。

library(tidyquant)library(timetk)

我们将获得Netflix价格的收盘价。

netflix <- tq_get("NFLX",from = '-01-01',to = "-03-01",get = "stock.prices")

接下来，我们将绘制Netflix的调整后收盘价。

netflix %>%ggplot(aes(x = date, y = adjusted)) +geom_line() +ggtitle("Netflix since ") +labs(x = "Date", "Price") +scale_x_date(date_breaks = "years", date_labels = "%Y") +labs(x = "Date", y = "Adjusted Price") +theme_bw()

计算单个股票的每日和每月收益率

一旦我们从Yahoo Finance下载了收盘价，下一步便是计算收益。我们将再次使用tidyquant包进行计算。我们已经在上面下载了Netflix的价格数据，如果您还没有下载，请参见上面的部分。

# 计算每日收益netflix_daily_returns <- netflix %>%tq_transmute(select = adjusted,这指定要选择的列mutate_fun = periodReturn, # 这指定如何处理该列period = "daily",# 此参数计算每日收益col_rename = "nflx_returns") # 重命名列#计算每月收益netflix_monthly_returns <- netflix %>%tq_transmute(select = adjusted,mutate_fun = periodReturn,period = "monthly",# 此参数计算每月收益col_rename = "nflx_returns")

绘制Netflix的每日和每月收益图表

# 我们将使用折线图获取每日收益ggplot(aes(x = date, y = nflx_returns)) +geom_line() +theme_classic() +

查看Netflix的每日收益图表后，我们可以得出结论，收益波动很大，并且股票在任何一天都可以波动+/- 5％。为了了解收益率的分布，我们可以绘制直方图。

netflix_daily_returns %>%ggplot(aes(x = nflx_returns)) +geom_histogram(binwidth = 0.015) +theme_classic() +

接下来，我们可以绘制自以来Netflix的月度收益率。我们使用条形图来绘制数据。

# 绘制Netflix的月度收益图表。使用条形图ggplot(aes(x = date, y = nflx_returns)) +geom_bar(stat = "identity") +theme_classic() +

计算Netflix股票的累计收益

绘制每日和每月收益对了解投资的每日和每月波动很有用。要计算投资的增长，换句话说，计算投资的总收益，我们需要计算该投资的累积收益。要计算累积收益，我们将使用cumprod（）函数。

mutate(cr = cumprod(1 + nflx_returns)) %>%# 使用cumprod函数

ggplot(aes(x = date, y = cumulative_returns)) +geom_line() +theme_classic() +

该图表显示了自以来Netflix的累计收益。有了事后分析的力量，自以来，可以用1美元的投资赚取85美元。但据我们所知，说起来容易做起来难。在左右的时间里，在Qwickster惨败期间投资损失了其价值的50％。在这段时期内，很少有投资者能够坚持投资。

ggplot(aes(x = date, y = cumulative_returns)) +geom_line() +theme_classic() +

我们可以直观地看到，月收益表比日图表要平滑得多。

多只股票

下载多只股票的股票市场数据。

#将我们的股票代码设置为变量tickers <- c("FB", "AMZN", "AAPL", "NFLX", "GOOG") # 下载股价数据multpl_stocks <- tq_get(tickers,

绘制多只股票的股价图

接下来，我们将绘制多只股票的价格图表

multpl_stocks %>%ggplot(aes(x = date, y = adjusted,

这不是我们预期的结果。由于这些股票具有巨大的价格差异（FB低于165，AMZN高于1950），因此它们的规模不同。我们可以通过按各自的y比例绘制股票来克服此问题。

facet_wrap(~symbol, scales = "free_y") + # facet_wrap用于制作不同的页面theme_classic() +

计算多只股票的收益

计算多只股票的收益与单只股票一样容易。这里只需要传递一个附加的参数。我们需要使用参数group_by（symbol）来计算单个股票的收益。

#计算多只股票的每日收益tq_transmute(select = adjusted,mutate_fun = periodReturn,period = 'daily',col_rename = 'returns')#计算多只股票的月收益tq_transmute(select = adjusted,mutate_fun = periodReturn,period = 'monthly',col_rename = 'returns')

绘制多只股票的收益图表

一旦有了收益计算，就可以在图表上绘制收益。

multpl_stock_daily_returns %>%ggplot(aes(x = date, y = returns)) +geom_line() +geom_hline(yintercept = 0) +

multpl_stock_monthly_returns %>%ggplot(aes(x = date, y = return scale_fill_brewer(palette = "Set1", # 我们会给他们不同的颜色，而不是黑色

在FAANG股票中，苹果的波动最小，而Facebook和Netflix的波动最大。对于他们从事的业务而言，这是显而易见的。Apple是一家稳定的公司，拥有稳定的现金流量。它的产品受到数百万人的喜爱和使用，他们对Apple拥有极大的忠诚度。Netflix和Facebook也是令人难以置信的业务，但它们处于高增长阶段，任何问题（收益或用户增长下降）都可能对股票产生重大影响。

计算多只股票的累计收益

通常，我们希望看到过去哪种投资产生了最佳效果。为此，我们可以计算累积结果。下面我们比较自以来所有FAANG股票的投资结果。哪项是自以来最好的投资？

multpl_stock_monthly_returns %>%mutate(returns e_returns = cr - 1) %>%ggplot(aes(x = date, y = cumulative_returns, color = symbol)) +geom_line() +labs(x = "Date"

毫不奇怪，Netflix自以来获得了最高的收益。亚马逊和Facebook位居第二和第三。

统计数据

计算单个股票的均值，标准差

我们已经有了Netflix的每日和每月收益数据。现在我们将计算收益的每日和每月平均数和标准差。为此，我们将使用mean（）和sd（）函数。

# 计算平均值.[[1]] %>%mean(na.rm = TRUE)nflx_monthly_mean_ret <- netfl turns) %>%.[[1]] %>%mean(na.rm = TRUE)# 计算标准差nflx_daily_sd_ret <- netflirns) %>%.[[1]] %>%sd()nflx_monthly_sd_ret <- netflix_rns) %>%.[[1]] %>%sd()nflx_stat

## # A tibble: 2 x 3## periodmeansd## <chr><dbl> <dbl>## 1 Daily 0.00240 0.0337## 2 Monthly 0.0535 0.176

我们可以看到Netflix的平均每日收益为0.2％，标准差为3.3％。它的月平均回报率是5.2％和17％标准差。该数据是自以来的整个时期。如果我们要计算每年的均值和标准差，该怎么办。我们可以通过按年份对Netflix收益数据进行分组并执行计算来进行计算。

netflix %>%summarise(Monthly_Mean_Returns = mean(nflx_returns),MOnthly_Standard_Deviation = sd(nflx_returns)

## # A tibble: 10 x 3##year Monthly_Mean_Returns MOnthly_Standard_Deviation## <dbl><dbl> <dbl>## 1 0.0566 0.0987## 2 0.110 0.142 ## 3 -0.0492 0.209 ## 4 0.0562 0.289 ## 5 0.137 0.216 ## 6 0.00248 0.140 ## 7 0.0827 0.148 ## 8 0.0138 0.126 ## 9 0.0401 0.0815## 10 0.243 0.233

我们还可以绘制结果更好地理解。

netflix_monthly_returns %>%mutate(year = rns, Standard_Deviation, keyistic)) +geom_bar(stat = "identity", position = "dodge") +scale_y_continuous(b ) +theme_bw() +

我们可以看到，自以来，每月收益和标准差波动很大。，平均每月收益为-5％。

计算多只股票的均值，标准差

接下来，我们可以计算多只股票的均值和标准差。

group_by(symbol) %>%summarise(mean = mean(returns),sd = sd(returns))

## # A tibble: 5 x 3## symbolmeansd## <chr><dbl> <dbl>## 1 AAPL 0.00100 0.0153## 2 AMZN 0.00153 0.0183## 3 FB0.00162 0.0202## 4 GOOG 0.000962 0.0141## 5 NFLX 0.00282 0.0300

group_by(symbol) %>%summarise(mean = mean(returns),sd = sd(returns))

## # A tibble: 5 x 3## symbol meansd## <chr> <dbl> <dbl>## 1 AAPL 0.0213 0.0725## 2 AMZN 0.0320 0.0800## 3 FB0.0339 0.0900## 4 GOOG 0.0198 0.0568## 5 NFLX 0.0614 0.157

计算收益的年均值和标准差。

%>%group_by(symbol, year) %>%summarise(mean = mean(returns),sd = sd(returns))

## # A tibble: 30 x 4## # Groups: symbol [?]## symbol yearmeansd## <chr> <dbl><dbl> <dbl>## 1 AAPL 0.0210 0.0954## 2 AAPL 0.0373 0.0723## 3 AAPL -0.000736 0.0629## 4 AAPL 0.0125 0.0752## 5 AAPL 0.0352 0.0616## 6 AAPL 0.0288 0.0557## 7 AMZN 0.0391 0.0660## 8 AMZN -0.0184 0.0706## 9 AMZN 0.0706 0.0931## 10 AMZN 0.0114 0.0761## # ... with 20 more rows

我们还可以绘制此统计数据。

multpl_stock_monthly_returns %>%mutate(year = year(date)) %>%group_by(symbol, yea s = seq(-0.1,0.4,0.02),labels = scales::percent) +scale_x_continuous(breaks = seq(,,1)) +labs(x = "Year", y = Stocks") +ggtitle

multpl_stock_monthly_returns %>%mutate(year = year(date)) %>% ggplot(aes(x = year, y = sd, fill = symbol)) +geom_bar(stat = "identity", position = "dodge", width = 0.7) +scale_y_continuous(breaks = seq(-0.1,0.4,0.02),labels = scales::p scale_fill_brewer(palette = "Set1",

计算多只股票的协方差和相关性

另一个重要的统计计算是股票的相关性和协方差。为了计算这些统计数据，我们需要修改数据。我们将其转换为xts对象。

协方差表

#计算协方差tk_xts(silent = TRUE) %>%cov()

##AAPL AMZNFB GOOGNFLX## AAPL 5.254736e-03 0.001488462 0.000699818 0.0007420307 -1.528193e-05## AMZN 1.488462e-03 0.006399439 0.001418561 0.0028531565 4.754894e-03## FB 6.998180e-04 0.001418561 0.008091594 0.0013566480 3.458228e-03## GOOG 7.420307e-04 0.002853157 0.001356648 0.0032287790 3.529245e-03## NFLX -1.528193e-05 0.004754894 0.003458228 0.0035292451 2.464202e-02